海外港口碼頭工程項目中PHC樁沉樁的施工技術(shù)

鄭志偉

摘 要：PHC樁在其強度、剛度、造價等方面表現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢，因而在水運港口項目中使用頻繁。在此基礎(chǔ)上，本文以巴基斯坦卡西姆港液化天然氣碼頭工程項目為參考，對PHC樁沉樁施工技術(shù)進行分析，闡述其具體工藝流程及施工工藝要點，希望為相關(guān)工程提供參考。

關(guān)鍵詞：PHC樁 沉樁 卡西姆港

1.工程概況

巴基斯坦卡西姆港液化天然氣碼頭工程項目位于其南部城市的卡西姆港，引橋項目PHC樁φ1.0m，直樁42，斜樁54，共96根。PHC樁樁長29m～33m，樁徑1.0m，壁厚130mm，樁頂標高+4.25m～+5.95m，樁底標高-23.0m～-24.5m。PHC樁樁身混凝土強度為80N/mm2，有效預(yù)應(yīng)力為8.8N/mm2。樁靴包括0.8m和1.5m兩種長度。

2.施工工藝流程

施工準備（施工放樣、測放樁位控制點、計算各樁控制偏角）→PHC管樁裝運（管樁吊運落駁→航行至現(xiàn)場水運→樁船就位）→打樁船拋錨駐位→吊樁至樁位→立樁；替打整修→→測量定位→下樁→錘擊沉樁、施打至設(shè)計標高→監(jiān)理檢查驗收。

3 施工技術(shù)

3.1 沉樁前準備

（1）在進行沉樁施工之前，項目部應(yīng)首先明確甲方的坐標系，并在此基礎(chǔ)上對控制點進行加密，從而形成閉合導(dǎo)線網(wǎng)。同時，相關(guān)工作人員還應(yīng)及時將樁位的坐標準備好，并在電腦中輸入相關(guān)數(shù)據(jù)。樁位坐標的計算和換算在整個準備工作中尤為重要。工作人員先計算出每個樁位的坐標，然后再將坐標轉(zhuǎn)換到GPS定位系統(tǒng)的坐標系中。完成以上的操作之后，設(shè)置好參考站，聯(lián)合調(diào)試完畢后方可進行GPS信號發(fā)射裝置及信號接收系統(tǒng)的安裝。參考站需根據(jù)已知的坐標控制點合理設(shè)置。只有這樣，定位的精確性才能得到保證。

（2）相關(guān)工作人員應(yīng)及時了解潮位、流速以及風(fēng)力情況，保證沉樁的質(zhì)量符合要求。

（3）掌握詳細的地質(zhì)資料。為了更好地預(yù)測沉樁阻力，明確控制參數(shù)，相關(guān)工作人員應(yīng)充分了解沉樁區(qū)域內(nèi)的情況，通過對工程地質(zhì)勘察報告的仔細研究，明確各斷面硬土層標高和厚度。

（4）在打設(shè)PHC管樁之前，相關(guān)工作人員應(yīng)確保沉樁現(xiàn)場沒有障礙物對沉樁造成影響。除此之外，還應(yīng)依據(jù)沉樁允許偏差對相鄰樁基進行校核。

3.2 PHC管樁裝運

管樁的裝駁出運應(yīng)在落駁圖的指導(dǎo)下進行。落駁圖由項目部編制。落駁的具體操作要求如下：

（1）編制沉樁順序，在此基礎(chǔ)上明確管樁裝船順序。每駁的疊放層數(shù)應(yīng)≤3層。為了保證駁船的穩(wěn)定性，工作人員要注意將先后用的分別放在兩側(cè)和中間位置。只有這樣，才能盡可能地避免裝卸時出現(xiàn)“偏載”現(xiàn)象，從而導(dǎo)致翻船事故的產(chǎn)生。

（2）將支撐加在管樁兩側(cè)能夠有效防止樁的滾動。除此之外，將墊木加在樁的各個接觸面上同樣重要。各層墊木都應(yīng)當位于同一垂直面，同時要保證位置偏差≤200mm。

3.3 拋錨駐位、移船吊樁

打樁船位于運轉(zhuǎn)駁船處，主要通過緊松錨纜進行移動。在沉樁之前，打樁船應(yīng)根據(jù)沉樁的順序合理進行拋錨駐位。在錨艇進行拋錨布纜的過程中，應(yīng)密切關(guān)注前、后抽心纜。既保證前抽心纜沒有整樁現(xiàn)象產(chǎn)生，又要幫助后抽心纜做好標志。同時還應(yīng)密切關(guān)注潮位變化情況，并以此對錨纜的長短進行調(diào)整。起吊前，工作人員不僅需要做好樁的檢查工作，還需要盡量減少樁身彎曲矢高。為了避免樁在起吊過程中受到損傷，工作人員還應(yīng)根據(jù)吊點位置合理進行鋼絲繩的捆扎，保證起吊的平穩(wěn)性。起吊過程中，以四點吊（吊點系數(shù)：O.1OL，0.23L，0.34L，0.23L）為主要形式，吊點位置實際值和設(shè)計值之間的偏差應(yīng)控制在200mm以內(nèi)，鋼絲繩和樁之間的夾角應(yīng)≥45°（四點吊如圖1所示）。在上索提升和下索下降的過程中，兩者的步調(diào)應(yīng)保持一致。在鋼絲繩和管樁之間，工作人員還應(yīng)設(shè)置橡膠墊，以防樁身防腐涂層受到損壞。

3.4 吊樁入龍口、替打

在緊松錨纜的作用下，沉樁船駛離運裝駁船。將樁進行平穩(wěn)起吊，使其到達一定高度，然后進行立樁。吊樁的高度應(yīng)≥0.8倍樁長。這是因為樁尖在吊樁高度足夠長的情況下能夠避免與泥面的接觸。接著，主吊索上升，副吊索下降，PHC管樁逐漸成為豎直狀態(tài)。

替打?qū)姸群蛣偠鹊囊筝^高。既需要符合樁徑的要求，又需要在樁帽和樁端之間留出空隙。替打的成型方式主要是厚鋼板焊接。替打頂部需按要求設(shè)置捶墊，捶墊可以是木墊，也可以是鋼絲繩。同時，捶墊應(yīng)根據(jù)擊打的次數(shù)及時更換，一般在80000～100000次之間。為了保護樁頭，工作人員應(yīng)將樁墊設(shè)置在替打和PHC管樁之間，起一個緩沖和減震的作用。

3.5 移船精確定位

（1）操縱室首先對沉樁船上的兩臺測距儀進行觀察，接著利用角度測量儀對樁架的前后傾斜度進行調(diào)整，使得PHC管樁與設(shè)計斜率大致相符。

（2）沉樁船上具有“GPS-RTK定位系統(tǒng)”。該系統(tǒng)不僅能夠利用相關(guān)的數(shù)據(jù)進行計算和處理，還能夠?qū)⒂嬎愕慕Y(jié)果顯示在操作間顯示屏上。

（3）錨機系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)能夠?qū)Τ翗洞w位置進行調(diào)整。同時，沉樁架液壓系統(tǒng)還能夠?qū)都艿南蚯皟A角和向后傾角進行調(diào)整。通過以上各部分的調(diào)整，管樁能夠最終與圖紙設(shè)計要求相符。

（4）測量人員檢查管樁位置是否正確。檢查方式主要有以下三種：①對GPD接收到的數(shù)據(jù)鏈進行仔細審核和檢查；②仔細檢查沉樁船樁架液壓系統(tǒng)的儀表；③輸入沉樁定位系統(tǒng)的源數(shù)據(jù)。

（5）首先，利用GPS對打樁船進行定位。接著，在陸地對樁位進行校核。校核的主要方法是常規(guī)測量。在陸上控制點處架設(shè)2臺全站儀，通過切線法進行定位。具體來說就是要使岸線側(cè)全站儀視線與圓柱的左側(cè)或者右側(cè)相切，側(cè)面的全站儀視線與圓柱的臨岸邊線相切。此時，如果樁位重合，則可確定下樁。樁身的傾斜度受打樁船樁架上的測斜儀的控制。

要想保證打樁船扭擺范圍與樁位扭角的設(shè)計要求相符，則需要借助第3臺全站儀完成。第3臺全站儀應(yīng)架設(shè)在岸側(cè)，并能夠?qū)Υ撍兜呐そ沁M行間接控制。

3.6 樁自沉、壓錘

樁自沉在定位完成后進行。在樁自沉的過程中，由上而下依次將鋼絲繩解除。穩(wěn)樁時，工作人員的操作不能過快，也不能急躁，要保持相對的穩(wěn)定和緩慢。舉個例子，如果PHC管樁樁身出現(xiàn)了偏位，工作人員不能夠直接生拉硬拽，而要做相應(yīng)的微調(diào)。下樁過程中，當樁尖入土2～3m時應(yīng)暫停下樁，樁體校正完成后方可繼續(xù)下樁。樁體受自重影響，下沉到一定位置就會停止，此時即可停止下樁。當樁體入泥很深時，即使有偏位也不再拉樁糾偏。如果偏位較大，則需要進行沉樁。沉樁的主要方法為“保樁不保位”。

3.7 錘擊沉樁

開錘前，相關(guān)工作人員對樁、樁錘以及替打進行仔細檢查，確保這三者處于同一軸線上。做好相應(yīng)的準備工作后就可以開錘。起始錘擊的過程中，樁錘油門控制在1～2檔之間，既不可以過高，也不可以過低。錘擊階段中，工作人員要時刻注意錘擊狀態(tài)，盡量減少溜樁現(xiàn)象的產(chǎn)生。如果出現(xiàn)這種情況，則需立即停止錘擊。正常的錘擊過程，工作人員可以對檔位進行適當?shù)恼{(diào)整，使其與設(shè)計要求相符。同時，工作人員還應(yīng)利用儀器和設(shè)備做好相關(guān)的記錄。

（1）停錘標準：停錘標準不僅與設(shè)計承載力有關(guān)系，同時還與地理環(huán)境以及試樁的參數(shù)相關(guān)。

（2）沉樁結(jié)束后進行夾樁：沉樁后，PHC管樁獨立存在，不與其他管樁相連。在這種情況下，工作人員在沉樁結(jié)束后就應(yīng)當進行夾樁，以此提高PHC管樁的穩(wěn)定性。只有這樣，基樁才能免受風(fēng)浪、水流等外界因素的影響。

4.結(jié)束語

與普通的鋼管樁相比，PHC樁固然有著較多的優(yōu)點，但是由于深水區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，還具有較多的淤泥，因此在一定程度上限制了施工技術(shù)的應(yīng)用。在具體的施工中應(yīng)當結(jié)合實際地質(zhì)條件，合理選擇沉樁的錘擊力度、頻率以及錘狀的方式，確保港口深水區(qū)的樁基質(zhì)量滿足項目的需求。

參考文獻：

[1]孫康星，管金海.海上PHC樁沉樁施工工藝探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2019（08）：171-172.

[2]胡秋萍，王育鵬.港口施工中的PHC樁沉樁技術(shù)探討[J].中國水運（下半月），2015， 15（9）： 271-272.