淺析碼頭工程中PHC樁的沉樁工藝及質量控制

李立波

摘 要：PHC樁為高強度預應力混凝土管樁，具有單樁承載力高、質量可靠、適用范圍廣、造價便宜等優點，在公路、水運、房建等建設領域的應用比例越來越高。文章以正運行的尖山碼頭工程為例，對PHC灌注錘擊沉樁工藝及質量控制措施進行分析。

關鍵詞：PHC樁 沉樁工藝 質量控制

1.工程概況

嘉興內河港海寧港區尖山碼頭工程位于尖山新區錢江村，利用原河道在兩側布置15個300t級泊位，碼頭結構為衡重式，采用長17～35m不等的Φ600PHC樁，砼強度C80，間隔3m布置。在勘察深度（44.0m）范圍內，場地土層自上至下依次為為素填土、粘質粉土、砂質粉土、淤泥質粉質粘土、粘質粉土、粉質粘土、粘質粉土、粉質粘土、強風化凝灰巖。現場原地面標高為4.20m左右，樁端土層為淤泥質粉質粘土。由于施工現場遠離市區，對施工噪音要求不嚴，在考慮了樁徑、樁長、入土深度、承載力以及地質條件后，選用了DD63型導桿式柴油打樁錘。錘重6.3t，落距3m。經過現場試樁，所選樁錘的夯擊動能能克服樁的貫入阻力并有富余量，達到設計標高時亦可以順利收錘。設計單位明確PHC管樁的控制標準為：以樁端高程控制為主，貫入度作為校核，貫入度校核指標為80cm/10錘。

2.施工前準備工作

2.1技術交底工作

管樁沉樁前技術負責人向施工班組全體人員進行技術交底。

2.2場地平整

填平場地中的坑洼處，平整度需滿足施工要求。

2.3測量工作

嚴格依照核準的測量控制網來施放軸線和樁位，要在每個樁點插短鋼筋，注意牢固性，并用白灰沿管樁等徑模具均勻撒放。樁機就位后必須對樁尖進行復測。由專人負責測量工作并做好記錄，要定期檢查測量儀器，保存好測量定位放線的原始資料。用書面形式將測量成果資料報監理復核，監理復查軸線及樁位偏差，確認合格后開始施工。

2.4成品檢查

檢查PHC樁出廠合格證，再進行外觀、直徑、壁厚、樁頂平整度等質量檢查，施焊面上有油漆雜物污染時，應清刷干凈。對PHC樁強度有異議時，要采取鉆芯等方法對樁身強度進行復核。

2.5管樁裝卸和堆放

樁采用汽車運輸并進行固定，防止運輸過程中發生碰撞。運至現場后采用汽車吊，勾吊管樁兩端進行裝卸，裝卸時應輕起輕放，保持平穩，嚴禁拋擲，碰撞等。管樁堆放場地預先進行整平、壓實，樁按不同長度分別堆放，堆放層數為二層，樁下方及層間用方木進行支墊，方木支墊位置，運輸時固定位置以及吊樁位置均應符合相關規范要求，一般為0.21倍樁長處。

2.6樁身標記

沉樁前在樁身上標出長度標尺，以10cm為單位，并自下而上標明樁長，方便施工員對打樁參數進行記錄。

3.PHC樁沉樁施工

3.1沉樁要求

由于本工程地質較軟，宜低錘輕擊，起錘高度可隨著深度加深逐漸加大，不宜在樁端接近設計深度時進行接樁，在整個沉樁過程中，要使樁錘、替打和樁身在同一軸線上。打樁時嚴格按有關標準做好樁身讀尺、每陣錘擊數、每陣下沉量、每擊平均貫入度、入土深度（樁尖標高）、最終貫入度等原始記錄。樁帽為筒型，套樁頭用的筒體內徑620mm，深度400mm，在樁帽與樁錘之間、樁帽與樁頭之間、送樁器與樁頭之間采用150mm厚的瓦楞紙板作為樁墊。打樁期間經常檢查，及時更換或補充。

插樁時應確保樁頭對準地面樁位中心點鋼筋，調整樁機導桿、樁身垂直度在1%以內，樁入土3m后嚴禁用樁機強行調整。打樁時樁帽與樁周圍的間隙嚴格控制在5～10mm之間，一定要使樁錘與樁帽、瓦楞紙板及樁身保持在同一中心線上。

3.2喂樁

用吊車將樁送至合適的位置，要考慮其距樁機的距離，然后擺放平順，便于樁機起吊。喂樁過程要確保安全、平穩，防止樁體搖擺磕碰，造成對樁體、施工人員及機械的損傷。

3.3樁對位、調直

（1）樁頭送入樁帽內后，要把樁體連同樁帽一起吊起。待樁機就位后，將樁尖對準樁位插入，第一節樁起吊就位插入地面時的垂直度偏差不得﹥0.25%，且最大值不得﹥50mm，必要時拔出重打；

（2）采用J-2型經緯儀觀測樁體的垂直度并做好記錄。當樁深傾斜率﹥1.0%時，應分析原因并及時糾正；當樁尖進入粘土及強風化凝灰巖后，嚴禁用移動樁架的方式方法糾偏。

3.4接樁

在樁端距地面1m左右時進行焊接接樁，施焊前將樁套箍端板坡口處表面的雜物、銹蝕清除干凈，要在表面呈金屬光澤后才能進行焊接。注意上、下兩塊端板軸向錯位量應﹤1mm，坡口根部間隙應﹤4mm，采用E4303型焊條，焊接道數不﹤3道。焊縫應滿焊并且確保焊縫高度，也必須作好焊接隱蔽記錄，上、下節樁如有間隙則應用鍥型鐵片全部墊實焊牢。焊縫也應滿足設計及規范要求，接樁處焊縫要在自然冷卻10min后才能沉樁。

4.質量要求和檢驗

4.1主要檢驗項目

（1）樁的規格、預制質量應滿足設計及規范要求，防止混凝土樁表面產生裂縫。

（2）樁尖標高或沉樁貫入度應滿足設計要求，尤其要注意與JTS 167-4-2012《港口工程樁基規范》核對。

（3）樁身完整性檢測的數量和結果應滿足設計要求，并符合現行有關標準的規定。本工程采用低應變反射波法和高應變（實測曲線擬合）法對樁身完整性、單樁承載力等項進行檢測。

4.2PHC樁施工允許偏差

設計標高處樁頂平面位置（mm）允許偏差為100mm，用經緯儀逐件進行檢查，取兩方向測量值的大值；樁身垂直度每米允許偏差為10mm，用測斜儀進行測量，抽查比例為10%。

5.質量保證措施

（1）PHC管樁驗收：詳見2.4。

（2）樁身垂直度：①在不影響沉樁位置的垂直方向放置兩臺經緯儀以控制垂直度；②沉樁時主機手和地面操作人員要注意觀察樁身的垂直度，一旦發現傾斜必須及時調整；③當最下節管樁入土約60cm時，立刻停止打樁，調整好垂直度后方可繼續，不允許一次送到位。

（3）樁位偏移：①本工程為雙排樁，在一個墻身15m長度內采取錯樁跳打的方式進行沉樁，以減少擠土效應；②沉樁完畢后，測量人員對樁位進行復核，觀察是否偏移，發現偏移后則應立即找出原因并采取相應措施解決。

（4）接樁焊接：①焊工持證上崗并針對工程情況進行技術及安全交底；②采用合格焊條，做好進場驗收及存放；③焊接方法采用電弧焊，樁套箍端板應保持清潔，露出金屬光澤，焊縫應連續飽滿；④焊接時由兩個焊工對稱施焊，先焊接焊點用以定位，然后對稱分層焊接，層數不少于兩層；⑤焊接完畢后，等待焊口自然冷卻然后才可以繼續沉樁，以免焊口遇水開裂；⑥焊接過程必須連續，以免樁周土體回彈，導致沉樁受阻。

（5）樁頂標高：按照試樁時確定的施工路線進行沉樁，依照現場實際情況隨時調整打樁速率；停樁時要考慮樁身的回彈量，安全起見，要在原設計樁頂標高基礎上提升2～3cm。

（6）本工程其他質量控制措施：①進場前對設備進行檢修保養，對測量儀器進行檢定，確保施工過程中設備運行正常、可靠；②每層焊縫的接頭應錯開、雨天停止焊接；③沉樁時，樁身發生傾斜應停止錘擊，防止樁身斷裂，查明原因采取措施后方可繼續錘擊；④錘擊過程中出現貫入度小于設計規定的貫入度且樁尖標高相差較大時，應查明原因、切忌強行錘擊。

（7）在沉樁過程中如遇下列情況應暫停送樁：貫入度劇變；樁身、樁頂出現嚴重裂縫、破碎；樁身突然發生傾斜、位移或有嚴重回彈；如遇大風、大雨、大雷，暫停作業。

6.結論

影響PHC樁沉樁質量的因素有樁錘選型，樁身焊接等，在PHC樁施工過程中，應首先通過試樁對現場地質情況進行核實、對設備性能、各項施工工藝和參數、停錘的控制標準進行明確，這樣在正式施打時才能做到所選工藝合理、質保措施到位。本碼頭施工過程中沒有出現樁身傾斜、裂縫等情況，樁基完成后，按比例對其中70根樁采用低應變檢測，樁身完整，均為I類樁，37根樁采用高應變檢測，樁身完整，極限承載力符合設計及規范要求，均為I類樁。

參考文獻：

[1]JTS167-4-2012，港口工程樁基規范[S].北京：人民交通出版社.2012：13.

[2]JTS167-8-2013，水運工程先張法預應力高強混凝土管樁設計與施工規程[S].北京：人民交通出版社（水運部），2013：23.

[3]周福田.水運工程施工[M].北京：人民交通出版社，2004.