港口碼頭工程中PHC樁沉樁技術要點分析

◎ 張發明 江蘇省交通工程集團有限公司

1.工程案例

本文所引述的案例是一處船廠碼頭，其長度約為125m，寬度約為18m，所用的結構為高樁梁板式。而碼頭樁基則以PHC樁為準，標準為長46.0m，直徑800mm。施工環境多為中粗砂以及淤泥粘質土等。

（1）選擇打樁船時，應充分考慮區域內的風浪大小以及地質條件和設計方案中涉及到的傾斜度等因素。根據本工程實際，其選擇的打樁船在長江和舟山等區域有著豐富的施工經歷，針對鋼管樁或是PHC樁都比較嫻熟。相應的具體參數如下：總長應達到53m，而型長處在50m即可，型深和型寬應分別控制在3.8m和22m，另外滿載吃水以及框架等的設計也應按照既定的標準進行，以最大程度地保障相關施工的穩定與高效。

（2）本工程采用的是錘擊沉樁技術，錘擊能量應＞D-100錘。

（3）船舶的移位，應采用600hp標準的錨艇，1250hp標準的拖輪即可。另外涉及到的定位和運輸，則應分別達到500t位和2000t位。

2.施工前準備

因PHC管樁基礎施工較為便捷且達到的效果更為穩定，同時涉及到的各個方面的操作又比較高效，因此其在近些年的港口碼頭施工中受到了極為廣泛的應用。然而因勘察以及設計和施工等外部因素的限制，例如樁位偏移過大或是樁頭破損的不良情況，進而極易對施工造成不良影響。相關人員應熟悉設計圖紙以及勘察資料等，同時樁的廠家資質也應認真核實，同時施工機械的操作人員也應達到既定的技術要求，另外施工進度部署等也應與既定合同等相關保持一致。

3.PHC樁沉樁施工技術控制要點

3.1 PHC管樁技術施工步驟

首先對施工場地進行改造，以使其與特定的施工要求相符，對樁位處進行放線以，并對樁機進行調整，而后仔細檢查吊樁，最后修建管樁。具體操作的過程中應嚴格遵照既定的要求具體實施，以切實保障施工嚴謹高效。

3.2 打樁

該部分的操作務必要嚴格按照既定的標準實施，以免造成船舶位與樁位間的沖突，甚至于出現沉樁失敗的情況。另外，打樁進行之前務必要按照既定的比例標準進行沉樁序號的排列。

3.3 PHC樁沉樁技術

沉樁技術應嚴格遵守以下原則：其一，根據樁的規格以及沉樁技術要求等，科學選取樁船以及相關的施工設備；其二，通過實地的測定和設備的測量，確定樁位的具體參數；其三，對運樁泊船和樁船等的擺放等實施精細的分析，以為沉樁等的順序設定提供基礎條件；其四科學布置樁墊，以為后續各方面的操作提供基本條件。該沉樁技術能夠極大程度地降低樁周黃土的濕陷性，因此在穩固地基方面效果顯著。

3.4 樁施工控制技術

3.4.1 典型施工控制

本文所引述的工程案例，正式進行之前進行了典型性的測試，以2個區域實施沉樁的測試，以為后續精細化的技術施工提供相關的參數參考。具體來看，第1個測試區域處在5#泊位工作平臺，同時還包括引橋79軸～80軸之間等的12根樁，通過精細的分析確定，該部分的硬層厚度處在2.6～3.6m，而-19.86m～-22.46m之間的厚度則較薄，因此采用PHC樁的話，就使其穿過硬層，這樣才能切實地保障樁身持力達到既定的要求。一般來看，當樁體穿過硬層時，應避免錘擊過大的情況，以免對樁身等造成不良的影響。第2個測試點處在8#泊位和引橋115軸～118軸的部位，同樣該部分也存在硬層結構，而進行樁體穿透的操作往往比較困難。從以上測試得出的結果來看：

一是沉樁工況得到了較為精細的驗證。在第2個測試點出現了斷樁的不良情況，主要是因天氣突變使得船舶拋錨，而樁船的操作即受到了嚴重的擾動。鑒于這樣的一種情況，在正式施工過程中，對于天氣的掌握應重點關注；

二是由以上分析確定，圓形鋼樁尖較之十字型進入持力層的速度更快，因此應以前者為首選；

三是對前期設計的停錘標準以及設計樁長等進行了負核，確定其達到了現實的需求；

四是采集了施工工效參數。

3.4.2 樁偏位控制

因碼頭軌道梁處在碼頭的前沿部位，且第一節樁在淤泥的環境條件下，同時可能會受到地下障礙物的不良影響，因此沉樁進行之前應對地下情況精細的掌握，所存在的障礙物應統一清理。與此同時，針對第一節的壓樁，所采用的方式務必要保證其垂直度的達標，以免造成樁體的偏移。為了切實地保障樁身的完整性，砂層過厚或是錘擊偏大的不良情況，應以錘型號的調整做出優化，同時收錘也應處在既定的標準條件下，從而為精細嚴謹地操作提供切實的保障。

3.4.3 裂樁、斷樁控制

沉樁之前，應采取措施對防裂以及防斷等情況進行有效預防，但是具體操作時還是出現了3根裂樁和3根斷樁等相關的不良事故。

分析原因：

首先在海面風機＞5級的情況下冒然施工，且防護堤未能起到應有的防御作用，加之暗涌的存在，樁船的操作即受到了嚴重的不良影響，例如樁船失穩，甚至于最終出現了斷樁的嚴重后果；

另外，存在裂樁或是斷樁的樁體，多是將其箍筋直徑由8mm改為6mm，這樣一來樁體的耐沖擊能力即受到了嚴重削弱；

最后，砂層穿透過程中施加的錘擊數過大，進而造成了斷裂。

3.4.4 樁頭破損

對于A46（B型）以及A36號PHC樁（AB型）等，在沒有沉入到設計高度的條件下即出現樁頭破損的情況，可見其貫入度等也不符合既定的設計標準。與此同時，樁體制作過程中跑漿的情況比較嚴重，且配合比等也不合理，導致混凝土的強度難以達到既定的要求，而管壁的厚薄程度也不均勻。對于以上出現的不良情況，采用江蘇建華管樁有限公司已經獲得國家專利的管樁樁頭的加固方式進行優化，以確保沉樁等相關操作的高效，經過這樣的一個重新修整，最終確定樁身承載已經達到了既定的設計標準。

4.沉樁技術質量控制注意事項

4.1 做好沉樁前期準備工作

沉樁進行之前的準備工作務必要嚴格精細地落實到位，這樣后續的沉樁等操作也會更為便捷高效。具體的準備主要包括：進行現場施工環境的勘察，并對設計的技術文件以及圖紙等實施分析，區域相關的氣象和地質狀況等都應做到精細全面的掌握。另外，沉樁的施工方案以及技術交底和施工過程中的風險防控等也應嚴格地落實到位。

4.2 重視試沉樁施工

沉樁的測試的是保障后續沉樁各方面參數的嚴謹，以切實高效地推進相關施工。通過測試確定，圓筒的樁尖較之十字型更為高效，同時速度上更勝一籌，且整個的操作效率也更高一些。

4.3 成品樁質量保證

P H C 樁制作時應定期進行監督，以確保其與既定施工標準的一致，出廠檢驗達標的條件下才可運送到施工場地，切忌隨意變更設計內容的情況。

4.4 合理調整沉樁錘擊力度

當沉樁無法穩定高效地進入砂層時，應及時地對檔位進行調整，或是采用重錘輕擊的方式，以切實地保障樁體下沉的穩定性。本工程中涉及到的此類情況，所采用的是D128錘的2檔，具體的操作則是按照50～100擊/陣間斷錘擊的方式。如果出現平均貫入度小于3mm且錘擊數較大時，應立即停錘報請設計部分探究處理。

4.5 異常樁的處理原則

對于未達到停錘標準而出現樁體斷裂的情況，應立即聯系設計單位做出處理，切忌冒然推進。就本工程項目來看，不管是穿透第一層中粗砂樁體的側摩阻力，還是樁端的承載力等，都處在既定的標準條件下；即便是未穿透第一層的中粗砂樁端，其承載力也符合既定的相關要求，只是抗拔力稍顯不足。鑒于以上的情況，存在未能穿透第一層中粗砂層的直樁，對其進行繼續沉樁的處理，而斜樁則應進行補樁的相應處理。

4.6 合理選擇錘樁方式

對于沉樁來說，樁尖入土的標高等務必要密切關注，錘樁方式應以具體的地質條件為準。綜合本次進行的沉樁操作來看：如果中粗砂大于6m且標貫擊數大于50時，具體實施PHC樁的下潛相對來說比較困難，因此不可隨意冒進，而應采取重錘輕擊或是增加錘擊數的方式做出改進。另外，樁基的應變檢測也應精細地推進下去，以為沉樁等的穩定高效地實施提供一定的參考。

5.結語

由以上論述可以看出，PHC樁較之鋼管樁更有優勢，因此其獲得了廣泛的應用。但對于港口碼頭的建設來說，因其經常受到粉砂和淤泥的影響，因此具體施工之前務必要嚴格精細地做好前期的準備工作，同時相應的施工方案也應保證科學嚴謹。本文在對真實案例的分析之下，確定了PHC樁施工過程中存在的不足，為此提出了針對性的防控方式，以期能對相關的工程施工提供一定的幫助，從而更為科學高效地推進港口碼頭等的工程建設。