狹窄水域內PHC 管樁沉樁正位率控制措施

陳遠雷，梅芬

（神華上航疏浚有限責任公司，河北 滄州 061113）

PHC 管樁因具有單樁承載力高、設計選用范圍廣、地質條件適應性強、施工工效高的特點，被廣泛使用在高樁碼頭工程中，但由于海上作業條件不利，受潮流、風浪、水域大小、地質條件影響較大，沉樁的偏位控制是難點。樁位偏差較大，可能造成上部結構的調整，會影響工程的工期、造價。本文以某改擴建碼頭為例，介紹在狹窄水域、地址不均的工程上，PHC 管樁的沉樁正位率控制措施。

1 工程概況

1.1 建設規模

某改擴建工程位于有掩護的港池內水域，其擴建部分包括新建3 個1000GT 客運船泊位及1 個1000GT 客貨滾裝船泊位，總長410 m，寬22-42 m，共分十段，碼頭采用高樁梁板式結構，樁基包括482 根Φ800PHC管樁，最大樁長50m，最大樁重約35 噸。其中直樁有374根，斜樁108根，斜率4：1。

1.2 現場難點

（1）水域狹窄：碼頭后沿有一防波堤，第3-10 結構段后沿線距離防波堤坡腳約40 米，第1-2 結構段后沿距離防波堤坡腳不足30 米；碼頭前沿110 米范圍為現有碼頭船舶回旋區及航道，受營運船舶的影響，可用于施工的水域僅40 米寬，施工水域狹窄，限制了打樁船的拋錨長度。總體上，打樁船在此區域無法按照正常情況拋錨駐位，拋錨后拉力不足，在風浪的作用下容易走錨，船身穩定性不足。

圖1 項目平面圖

（2）營運船舶干擾多：既有碼頭為市區到各海島的主要出發站，每日進出港航班數量很多。同時，港區亦有應急救援船、海警船等多艘公務船，且所有船舶都為高速船，航行時激起的波浪較高。

（3）巖層剖面不均：根據勘察結果，施工區地質不均，部分巖層的起伏面較大。

圖2 碼頭區域某地質剖面圖

2 影響因素分析

分析影響沉樁定位精度的因素，主要有：

（1）船身穩定性不足。施工水域狹窄，限制了打樁船的拋錨長度，在此區域無法正常拋錨駐位，或者拋錨后拉力不足，在風浪的作用下容易走錨，影響沉樁精度。

（2）營運船舶干擾多，水深淺，且所有船舶都為高速船，航行時激起的波浪較高，造成打樁船舶搖晃。

（3）巖層剖面不均，巖層的起伏可能會導致樁身側滑，甚至折斷。

（4）船舶GPS 定位精度不足。

（5）預制PHC 管樁的樁尖、樁身、樁頂不在一條直線。

（6）打樁船的樁錘與替打、替打與樁之間存在接觸面不平整。

3 控制措施

3.1 制定對策

對風險進行分類，制定相應政策：

（1）環境因素方面：①與港區其他船舶溝通，要求其在港區范圍內航速不高于5 節，注意壓浪。②在現防波堤上設置地錨，用以固定打樁船。

（2）設備、構件方面：①選用抗風能力強，長度短的打樁船，適當增加錨重，超配一艘起重不低于5 噸的錨艇，打樁船的替打要求具有足夠的強度。②安排專人在管樁生產廠家值守，裝船前和施打前做專項質量驗收。③對打樁船的GPS 定位系統每月定期校核一次（出現疑問時立即校核）、樁錘和替打每周檢查一次，發現問題及時更換。

（3）施工工藝方面：①PHC 管樁安裝樁靴，保證對不同土層都能有效切削。②對于巖層起伏陡于1∶8 的地點，施打時樁位向坡頂一側移5 厘米。③采用打樁船GPS 定位加以岸基前方交會的方式予以定位。④施打按照各結構段呈梯形展開，防止土體擠壓造成偏移。⑤斜樁打設完成后及時夾樁，防止因自重造成偏移。

3.2 控制措施

（1）與港口運營單位溝通，各高速營運船舶在進出港時可以將速度控制在5 節以內，在不利風向天氣，控制在3 節左右。同時，打樁船值班人員注意 望，一旦海警船、應急救援船高速靠近，即暫停作業，尤其是在波浪襲擾船舶時，停止錘擊。另外，運樁船停泊位置除了適宜管樁起吊外，盡可能置于打樁船與航道中間，起到為打樁船擋浪的作用。

（2）在防波堤上設置5 處地錨，地錨深入防波堤內部，周邊可壓載較大的混凝土塊、塊石等。施工時保證打樁船至少兩個錨纜系于地錨上。

（3）專職質量員進駐PHC 樁管預制場，優化樁靴設計，成開口型，單根長度2m，由Q235 鋼板加工制作而成，管樁預制養護后在預制廠堆場進行焊接。

圖3 樁靴設計圖

（4）沉樁定位方面，項目離岸較近，具備布設控制點的條件，采用GPS 定位并輔助前方交會法，在岸側架設兩臺全站儀測量，并進行標高控制。

（5）為防止擠土導致樁身偏移，采用分段沉樁施工，按照1 至10 結構段依次打樁，每段呈梯形展開施工。

（6）對于巖層起伏陡于1∶8 的地點，樁身定位時，向坡頂一側移5 厘米，同時考慮潮流的影響，做2 厘米的逆向調整。

（7）定位下樁方面，樁基下沉時由下向上逐根解除鋼絲繩，在穩樁過程中如樁身略有偏位可稍作調整。在下樁過程中，在樁尖入土2—3m 后，暫停下樁，對樁體進行進一步的校正。

（8）開錘前應檢查樁、替打、樁錘在同一軸線上，防止產生偏心錘擊。壓錘時應仔細觀測樁身變化，及時進行調整，確保下樁正位率。沉樁過程中密切注意樁身與樁架的相對位置及替打的工作情況，避免造成偏心錘擊。

（9）沉樁完成后，及時組織夾樁，尤其是斜樁，防止因自身重力導致位置偏移。

4 效果檢查

在完成20 根樁的施打后，及時鋸樁并進行中心位置測量，其中平均偏差為45 毫米，最大偏差64 毫米，結果全部滿足目標要求。沉樁結束后測量，全部482 根PHC 管樁偏位全部在規范允許范圍內。

5 結語

在狹窄水域沉樁施工，設置地錨可以增加打樁船的錨固點，對增加打樁時的船身穩定性很有必要。

對于巖層起伏陡于1∶8 的地點，定位前樁位向坡頂一側移5 厘米可有效減小地質坡面帶來的偏位影響。

通過一系列管控措施，沉樁正位率得以保證。