高樁碼頭工程管樁樁基施工

葉海桃　李偉亮　陸鳳池

摘要：管樁樁基在高樁碼頭工程中應用普遍，通常都在水域施工，影響因素較多，對工程的組織施工有著較高的要求。文章以長江中下游烏江船舶基地復建工程為例，介紹了管樁樁基的施工以及施工中遇到的問題和處理措施，為同類工程提供參考。

關鍵詞：港口工程 高樁碼頭 樁基施工 PHC管樁 鋼管樁

引言

水上沉樁是一種復雜而又質量控制要求高的一道工序，在施工過程中不僅需要考慮樁基礎的土層分布情況，還要考慮水位、風浪流等的影響。目前主要利用打樁船設備進行水上沉樁，其施工工序較為成熟，但在復雜地質條件下進行水下沉樁過程中容易出現各種各樣的問題，這就需要現場管理人員及時分析處理。本文以長江中下游烏江船舶基地復建工程中管樁樁基施工為例，分析現場出現的問題以及采取的措施。

工程概況

該工程位于長江中下游，碼頭平臺總長度為336.0m，寬度30.0m，頂標高（國家85高程，以下同）為+9.2m。碼頭為高樁梁板式結構，共44個排架，每個排架共設有4根直樁和4根斜樁，前沿為兩根鋼管樁。碼頭平臺樁基選用φ1000（130）PHC-C樁264根，樁長為38-46m不等；φ1000×16mm的鋼管樁88根，樁長為41-45m不等。兩種樁型持力層均為5B-1層的強風化凝灰巖。碼頭分為上下兩層，下層為鋼結構。另外有3座引橋組成，從上游往下游依次編號1#～3#引橋；1#引橋結構長95.00m，寬12m， 2#引橋結構長117.70m，寬15m，3#引橋結構長度146.60m，寬15m。碼頭后沿設置一座變電所。樁基場地范圍為江邊水域，從地質資料來看，沉樁水域上部土層為淤泥質粉質粘土夾薄層粉砂、卵礫石層，下覆灰黃色泥質砂巖、灰綠色凝灰巖等，見其典型地質剖面圖1，其中2-2層土為淤泥質粉質粘土：灰色，流塑，含有機質及腐植質，夾薄層粉砂，薄層厚度約1-3mm，含量約10%，無搖振反應，切面有光澤，干強度及韌性中等，地基承載力特征值為fak=60KPa；5B-1層土為強風化凝灰巖：灰綠色，巖芯為短柱狀及碎塊狀，裂隙發育，地基承載力特征值為fak=350KPa；5B-2層土為中風化凝灰巖：灰綠色，巖芯呈長柱狀，裂隙不發育，敲擊聲敲，屬較軟～較硬巖，巖體基本質量等級IV～III級。該工程主要施工內容有水下挖泥、樁基施工、上部結構施工、拋石回填、面層及附屬設施施工等，下面主要介紹樁基施工中管樁施工。

管樁樁基工程施工

1、工作內容分解

高樁梁板式結構的碼頭施工，大多在水上進行，受自然條件、船舶機械相互干擾、工作面狹窄、施工條件復雜等因素制約，樁基的施工是高樁碼頭施工的關鍵性工程，決定著碼頭施工的進度和質量。本工程管樁施工需水上沉樁，選用打樁船，該船總長45米，型寬18.6米，型長45米。樁架架高75米，吊重能力80T，錘型DMG138。柴油錘性能：錘總高7980mm，打擊能量461-295KJ，最大爆炸力3985KN，上活塞重13800kg，下活塞外徑910mm，備專用替打，樁墊采用專用紙板。為了較好的控制樁基工程的進度和質量，可根據樁基工程施工工藝（如圖2）對其工作內容進行分解。

2、主要工作細化

樁基工程，特別是在水上沉樁，各項工作專業性、邏輯性特別強。將其工作分解成若干個組成部分，每一部分再細分，直到不能再分為止，有利于項目經理全盤考慮又能掌握局部事項，有利于合理調配人員、設備等資源，進而有利于責任到人，控制總工期和質量。

確定沉樁順序，需要考慮：①土壤變形的影響；②每一根樁均能打得到；③工程分段利于后續工程施工；④打樁水位、水深、風和流的影響；⑤減少沉樁震動對岸坡的影響；⑥打樁船錨纜的布置等。該工程綜合以上因素，分成17個片區進行沉樁。

打樁船吊樁入龍口，可細分為：①吊前外觀質量復檢；②在樁頂劃標刻度；③樁身標出吊點位置捆綁樁；④指揮吊樁入龍口。

下樁、壓樁、沉樁到位，可細分為：①打樁船操作沉樁；②岸邊人員觀察沉樁位置指揮停錘；③記錄沉樁相關數據；④沉樁過程中出現問題處理等。

施工中遇到的問題及處理措施

在水上沉樁，經常會遇到難以預料的因素，不僅會影響到工期，增加成本，如果處理不當，工程的質量也難以保證。本工程沉樁控制設計要求以標高控制為主，貫入度作為校核，貫入度校核標準為最后10擊50mm。該工程共沉下283根PHC-C樁（包含3#引橋J排6根灌注樁變更為6根PHC樁）和88根鋼管樁。在施工過程中，監理指定對沉樁的樁身完整性、承載力進行抽樣檢測，檢測結果統計如表1。

根據地質勘察報告和實際沉樁情況，該工程樁基下的地質條件較為復雜，存在“上軟下硬，軟硬突變”復雜地質。在樁基施工過程中，出現了以下問題及采取的相應措施：

已沉樁存在超高或偏低。在已沉樁中，發現大部分樁超出設計樁頂標高很多，少量部分低于設計樁頂標高。設計樁長大于實需樁長，造成資源浪費，成本增加；設計樁長低于實需樁長，對工程的質量和進度、成本均造成不利的影響。為此，專門成立QC小組，對復雜地質條件下的樁長調整方法進行探討，假定相鄰位置地質條件相似，對同排架各樁尖位置相近做同等樁尖標高設定，再考慮一定的修正值（通過前期統計結果和施工經驗，取2m），建立了樁長調整數學模型。在實踐中，利用同排架的H樁實際樁尖標高等同為F樁理論樁尖標高計算F樁樁長，加上修正值，得出F樁的理論樁長，同理，利用同排架的C樁實際樁尖標高推算出同排架A、B樁的理論樁長。利用該方法對尚未沉的樁進行了樁長調整，在工期和成本控制上取得了較好的效果。

樁頂裂損。在施工過程中，施打G30號樁到設計樁頂標高時，發現樁頂以下70公分破裂，立即停錘，分析出可能的原因：樁身自身質量缺陷或者沉樁施工時遇到復雜地質造成偏心施打。聯系設計和監理現場查看及小應變檢測結果，該樁樁頂破裂為Ⅲ類樁，確定在原樁位靠江側1.2米處補打一根同型號的PHC樁，同時將F30斜樁的角度由20°調整為25°，打樁時盡量減少偏位，避免碰樁。

樁身出現豎向裂縫。在PHC-C樁沉樁過程中，部分樁身出現了裂縫寬度相對較小（δ<0.30mm）的豎向裂縫。通過前期的樁裂縫部位、性狀統計及安全影響評估，根據設計單位意見實施樁身豎向裂縫的處理或加固方案。對于裂縫寬度相對較小的豎向裂縫，采用表面封閉法處理，在出現豎向裂縫的樁身外側粘貼碳纖維布加強對樁身混凝土的約束，裂縫處環向無間隔粘貼300g/m2碳纖維布3層，沿裂縫外延伸長度≥500mm，搭接長度≥200mm。以上修補措施能有效避免江水對樁身侵蝕，保證了樁身承載力、安全性。

低于設計樁頂標高。A41鋼管樁在達到設計樁頂標高前的最后10擊64mm，貫入度不滿足設計要求，特聘請專業施工隊伍補接1m，復打至設計樁頂標高，貫入度滿足要求。

結論

隨著科技的發展，水運工程管樁樁基施工技術越來越成熟，施工設備越來越先進，工程的質量、工期、造價和安全將會越來越有保障。在管樁樁基施工的全過程中，施工單位除了嚴格按照設計圖紙、施工技術要求及相關規范標準進行精細組織施工外，還需與監理、設計、業主等單位加強溝通協調，及時處理施工現場遇到的困難與問題。

參考文獻：

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（第一作者單位：長江南京航道工程局）endprint