高樁碼頭PHC樁水上沉樁施工的質量控制

薛媛

（上海海科工程咨詢有限公司，上海200231）

1 引言

高樁梁板式碼頭工程中，樁基工程的施工質量和進度對整個工程的結構安全性和工程的建設進度影響很大。基于此，本文就碼頭工程中最常見的PHC樁為例，提出了水上沉樁施工的質量控制措施。

2 工程背景

2.1 工程簡介

本工程為擴建碼頭工程，采用高樁梁板式結構，樁基采用PHC樁基。擴建碼頭平臺必須跨越原有老防波堤結構，樁基密集，同時根據防波堤樁基竣工資料，施工中存在不少斷樁和補樁。因現有防波堤基樁密度較大，泥面以下不可能拆除，而且原來竣工圖反映的樁位、樁扭角、斜度等會有一定誤差，現有樁實際凈距很小，給樁基施工帶來了很大的困難。

2.2 地質條件

本工程鄰近擬建場區巖土工程勘察資料顯示⑦1層灰色粉細砂在勘察區普遍發育且分布較穩定，埋深適中，頂板標高一般為-54.0~-59.0 m，工程地質性質良好；⑦1層為主要樁基持力層，樁長達60~70 m。

3 水上沉樁施工的質量控制要點

3.1 沉樁施工前的質量控制

3.1.1 審查沉樁專項方案

沉樁前，組織審查沉樁專項方案，重點審查內容：沉樁設備的選型、布置、沉樁順序、沉樁工藝。沉樁工藝如圖1所示。本工程沉樁選用三航樁11號打樁船，樁錘選用D-138型柴油錘。沉樁期間還配備了1艘（三航拖1002）拖輪拖航、3艘方駁運樁，并配備1艘拋錨艇配合拋錨。

圖1 水上沉樁流程圖

3.1.2 組織專項交底會議

沉樁施工前，組織召開沉樁設計交底會，明確沉樁現場的安全、沉樁順序及工藝、沉樁施工的停錘標準、樁位允許偏差值以及出現異常樁的情況下的處理程序等內容。

3.2 PHC樁水上沉樁施工過程中的質量控制

水上沉樁的過程中，主要從以下幾個方面控制沉樁質量。

3.2.1 偏位控制

1）針對容易產生偏位的原因，監理過程中采取控制偏位的措施

原因一：測量控制網布設不合理或打樁船GPS定位產生誤差，都可能引起樁基偏位。

對應措施：（1）為了避免GPS計算系統出錯的可能性，沉樁定位采用控制網，即GPS測量粗定位和全站儀精定位相結合的方式；（2）經常檢查施工單位的測量儀器，核查法定計量部門對測量儀器出具的計量檢定證明；（3）經常對測量控制點、施工基線檢查，測量控制觀測點應設在離打樁點50 m以外。

原因二：地質地貌及風、浪、流的影響。

對應措施：（1）擴建項目部分區域水下情況不明，存在老結構拆除后老樁殘留，督促施工單位進行了水下探摸，發現部分設計樁位受其影響，無法沉樁到位，及時和設計溝通調整樁位；（2）在樁基自沉階段，若樁位位置土質為粉細砂類，需要先進行穩樁，再進行壓樁；若樁位位置土質為淤泥層在自沉和壓錘后，連續錘擊防止跑樁，（3）沉樁施工前，對操作人員進行交底，了解各個沉樁區域泥面高程變化情況，作業操作時做好預留，最大限度地對樁位偏差進行有效控制；（4）督促施工單位在選擇風、浪、流影響較小時進行作業[1]。

原因三：打樁船機設備及操作水平的影響。

對應措施：（1）督促施工單位組織有經驗的專業技術人員上船指揮，根據工程現場情況進行試樁，確定最適合的打樁工藝以及控制標準；（2）利用經緯儀進行測量調整，確保樁架中線、錘中線以及樁身中線的垂直度；（3）督促施工單位做好夾樁、防撞等措施，杜絕由于過往船舶碰撞而發生的斷樁或走樁事件。

原因四：預制樁成樁質量問題。

對應措施：若PHC樁成品出現樁尖與樁軸線偏離，樁身入土便會傾斜，而且這種情況造成偏位很難糾正。因此，必須對預制樁的預制質量進行嚴格控制。沉樁前，對于運至現場的成品樁基表面裂縫和樁頭情況逐一檢查，確保沒有表面缺陷。

2）水上沉樁允許偏差值控制

本工程屬于內河和有掩護近岸水域沉樁，按照JST 257—2008《水運工程質量檢驗標準》中相關規定，PHC樁水上沉樁設計標高處樁頂平面位置允許偏差：斜樁150 mm，直樁100 mm；樁身垂直度10 mm。

3.2.2 樁的承載力控制

沉樁中，采用“雙控”，以滿足設計對樁的承載力要求。本工程樁基持力層為⑦1層灰色粉細砂，以貫入度控制為主，標高作為校核。具體注意事項如下：

1）試沉樁。工程施工前，在鉆孔附近3~10 m范圍內進行試沉樁，確定樁端沉至設計標高是否可行，以及確定施工采用的錘型、停錘的標準。試沉樁在風平浪靜時進行，沉樁過程中，1根樁的試驗必須保證不間斷進行，50 m范圍內不進行其他沉樁作業，同時做好防護措施，防止漂浮物等碰撞試樁[2]。

本工程設計根據試打樁和高應變動力檢測結果，并結合工程擬建區域的地質情況以及沉樁工藝對樁基停錘標準進行了調整，并選擇合適的樁錘、樁墊。

2）樁頂標高不符合設計樁頂標高的處理。貫入度很大，但是樁頂標高已達到設計樁頂標高，繼續沉樁直至貫入度滿足要求。貫入度很小，超過樁頂標高≤3 m時，停止沉樁，截（或鑿）至設計標高。貫入度很小，超過樁頂標高≥3 m，若樁頂完好，切割至設計標高留用并補樁；若樁頂碎裂，切除破碎部分加固后進行高應變檢測，再根據檢測結果判斷是否需要補樁。

3）沉樁過程中，做好詳細記錄，質量管理人員應對記錄的過程和結果進行抽查，確保及時準確的體現整個沉樁過程。

4）沉樁結束，樁基入土深度滿足要求并確保樁尖落在持力層上。

3.2.3 樁的裂損控制

由于本工程持力層埋深，樁基長度在60~70 m，且數量多。工程現場部分區域跨越老防波堤施工，防波堤原有基樁實際凈距很小，泥面以下樁基部分不可能拆除。因此，沉樁過程中，不可避免地存在部分樁基樁頂碎裂和斷樁的情況。樁基的裂損控制很重要。其措施如下：

1）沉樁前，要檢查樁的質量和混凝土齡期是否符合設計和規范的要求，并按規范相關規定做好樁墊、錘墊，嚴格按設計圖要求的吊點位置進行控制，施打時防止偏心錘擊。樁墊要及時更換，原則上一樁一墊，更換時將殘留物清除干凈。

院內感染是當前衛生事業發展中急需迫切解決的一大難題，并且很易引發各種醫療糾紛，越來越引起醫療衛生部門的重視。而血液是引起院內感染的重要傳染源，但當前，輸血是一項重要的臨床治療手段，在搶救患者生命中具有不可替代的作用，但輸血同時也引發嚴重的疾病[1]。進行常規傳染病標志物篩查，不僅能幫助患者診斷相關疾病，同時防止患者因輸血引發的醫療糾紛，也可降低院內感染的傳播，保護醫護人員職業暴露的風險， 因此醫院需大力加強血源性感染的控制及自我保護意識。所以，需對進行輸血治療的患者進行傳染性標志物檢測，現選擇本院接受輸血治療的4 875例患者的臨床資料作作為研究對象，報道如下。

2）錘擊沉樁時，必須采取管樁芯內排氣、排水措施及涌土處理，以防樁身產生縱向裂縫。沉樁過程中，應控制樁錘、替打和樁三者在同一軸線上，要隨時查看樁頂碎裂情況，沉樁結束后，要檢查樁身完好情況，預應力樁不允許出現裂縫。對沉樁過程中出現的質量缺陷，必須采取措施予以補救，有必要時可會同設計人員共同研究，決定應采取的補救措施。

3）沉樁過程中若發生樁頂碎裂、樁身裂縫及貫入度反常等異常情況，施工單位均應及時與設計聯系，并根據現場實際情況做好詳細記錄。

4）基樁沉樁后，應及時夾樁，固定樁位。嚴禁基樁樁身帶纜，在沉樁完成區域及其四周應設置明顯標志，確保安全。

5）樁基動力檢測的要求按相關規范要求執行，檢測位置可根據現場施工情況由監理工程師確定。

3.2.4 打樁岸坡穩定控制

影響岸坡穩定性的主要因素：沉樁施工過程中，樁周土體受到不同程度的擾動、破壞和重塑，產生超孔隙水壓力，在短時間內很難消散，如果多排樁基施工引起超孔隙水壓力分布范圍擴大。沉樁過程中，要保證岸坡穩定性，就必須控制超孔隙水壓力急劇增加。其措施如下：

1）避免密集施工，采用合理的打樁順序。本工程基樁數量較多，充分考慮工程沉樁位置周邊情況以及對老建筑物、岸坡穩定性的影響，在采取分段階梯形推進的同時，也可以采取跳打、間隔等作法，以減小影響。

2）做好整個沉樁期間的監測。沉樁施工期間，以施工控制點為觀測基準點，同時在沿岸、碼頭岸線護坡以及原有建筑物設置觀測點，監理工程師定期進行觀測，檢查已沉好的樁基樁位是否發生位移，岸坡及鄰近建筑物是否有位移和沉降，并做好詳細記錄。過程中發現異常，通知施工單位立即停止打樁，并會同建設單位和設計等相關方協商解決措施。

3.2.5 樁基承載力和完整性檢測

在高樁碼頭的PHC樁沉樁施工中，高應變法和低應變法為最重要的樁身質量控制手段之一。

高應變法主要用于判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求、檢測樁身缺陷及其位置、判定樁身完整性類別、分析樁側和樁端土阻力以及進行打樁過程監控。低應變法主要用于檢測樁身缺陷及其位置、判定樁身完整性類別。水運工程相關的樁基檢測技術規范中對高應變法和低應變法的檢測方法和比例都做了明確的規定。

對于高應變檢測，檢測樁的數量應根據具體的地質條件和樁基類型選取樁基總數的2%~5%，且不得少于5根。實際施工中，錘擊數越多，樁基承載力也越大，因此，可以選取錘擊數相對較少的樁基進行檢測更具有代表性。

對于低應變檢測，單節預制的混凝土樁檢測樁的數量不低于樁基總數的10%且不少于10根；多節預制混凝土樁測樁的數量不低于樁基總數的20%且不少于10根。實際施工中，錘擊數越小，則樁身完整的可能性大，因此，選取錘擊數相對較大的樁基進行檢測更具有代表性。

作為樁基施工質量控制的最后一個重要環節，在進行高應變和低應變檢測時，發現任何異常數據都要及時聯系，協商相應的解決措施。

4 異常樁的處理方案

沉樁過程中，盡管采取了各種預防控制措施，但還是不可避免地出現了部分異常樁的問題。本工程施工中，對涉及的樁頂設計標高不符、樁基樁頂碎裂及斷樁的情況處理如下：

1）樁頂標高已達到設計樁頂標高，但是貫入度還很大，采取繼續沉樁，直至貫入度滿足要求的措施。

2）貫入度已經達到設計要求，樁頂標高超過設計樁頂標高≤3 m，立即停止沉樁，截（或鑿）至設計標高。

3）貫入度已經達到設計要求，樁頂標高超過設計標高≥3 m，樁頂完好，在原樁位附近補打1根同規格的PHC樁，原樁切割至設計頂標高仍留以后用，以后在下橫梁施工過程中再將該位置做放大節點處理。

4）貫入度已經達到設計要求，樁頂標高超過設計標高≥3 m，樁頂碎裂，切除樁頂破碎部分并進行環氧樹脂包裹加固后，進行高應變檢測。樁身承載力滿足要求，不再補樁；樁身承載力不滿足要求，進行補樁處理。

5）貫入度突然增大，發生斷樁，會同設計協商解決方案，對原樁進行拉斷并進行補樁。

5 結語

本文以高樁碼頭工程中最為常見的樁型——PHC樁為例，對樁基的水上沉樁施工過程中的質量控制措施進行了簡要分析。作為碼頭工程的基礎工程，其樁基工程施工質量的好壞關系到整個工程結構的安全性和可靠性，因此，在施工過程中，要嚴格地控制每一道工序，為后續工程施工打下堅實的基礎。