大管徑PHC樁施工技術

鹿昌輝 中交四航局第一工程有限公司

1.工程簡介

1.1 工程背景

達累斯薩拉姆港（簡稱達港）位于坦桑尼亞達累斯薩拉姆市，為東非重要港口，建于上世紀40年代，現(xiàn)有結構殘舊，隨著貨物吞吐量以年均9%速度增長，無法滿足飛速發(fā)展需要，急需升級改造。提高其現(xiàn)代化服務能力。

達港升級改造規(guī)劃主要為新建一個滾裝泊位（RO-RO泊位）、升級改造1-7號泊位及相應的港池疏浚、堆場工程。

1.2 工程簡介

新建Ro-Ro泊位為滾裝碼頭，高樁梁板結構，前沿線長320m。樁基以PHC樁為主、共291根。PHC樁樁徑0.8m壁厚130mm樁長33～44.5m。1～3#泊位原為方塊重力式碼頭，碼頭前沿外擴為高樁梁板結構，前沿線619 m。擴建碼頭樁基均為直徑1000mmPHC樁，共306根。樁徑1.0m壁厚130mm樁長31～38.5米。4-7#泊原為高樁碼頭，在現(xiàn)有前沿線基礎上進行外擴。前沿線725m，高樁梁板結構。樁基礎形式為灌注樁及PHC樁，包括直徑1mPHC樁335根。整個泊位俯仰樁間距1.6m、斜率仰樁8:1，俯樁3:1-6:1、扭角12-15°

2.PHC樁可打性分析

2.1 PHC樁沉樁相關技術要求

PHC樁可打性分析，直接決定樁錘選用情況，也將直接影響沉樁能量控制，樁基承載力。根據設計要求，直徑800mm單樁承載力要求3390kN、安全系數(shù)2倍、極限承載力6780kN。直徑10000mm 單樁承載力要求5000kN、安全系數(shù)2倍、極限承載力10000kN。

2.2 計算樁錘資料

根據項目自有船機設備情況，可提供樁錘2個，分別為BSP CGL370、YC 30。BSPCGL 370 錘芯重量156.96KN，額定沖程0.2-1.5m，額定能量238.579KJ。YC30錘芯重量196.200KN，額定沖程0.2-0.8m，額定能量298.224KJ。

2.3 樁設計參數(shù)及工程地質概況

分析試驗樁采用PHC樁和鋼樁靴的組合形式，1000PHC直樁從疏浚后的泥面標高-14.0m入土至樁底標高-29.0m，1000PHC斜樁從疏浚后的泥面標高-14.0m入土至樁底標高-35.0m。

所分析地質鉆孔為S G B 01孔，其主要地層有中粗砂、黏質粉土、黏質中粗砂以及砂質黏土等，SGB 01鉆孔泥面標高-9.19 m，終孔標高-57.49 m，疏浚后泥面標高-14.0m。SPT N(blows)24-200不等。

2.4 主要計算結果及說明

經計算，以1000mmPHC斜樁樁尖施打標高為-35.0m為例。

YC 30 樁錘跳高1.2 m，停錘貫入度4.34mm/blow,總錘擊數(shù)2675，最大壓應力30.8MPa，最大拉應力2.6MPa，終錘計算有效能量187kJ，錘擊效率52%，初打承載力10868kN，初打側阻力5212kN，初打端阻力5655kN。

CGL370樁錘跳高1.2m，停錘貫入度2.29mm/blow，總錘擊數(shù)3895，最大壓應力30.0MPa,最大拉應力3.6MPa，終錘計算有效能量159kJ，錘擊效率54%，初打承載力10868kN，初打側阻力5212kN，初打端阻力5655kN。

經可打性分析，兩種型號樁錘均可滿足施工。由于地質條件較為復雜，采用重錘低打方式沉樁對樁完整性及穿透夾層較有利，項目采用YC30用于施工。

3 PHC樁生產及運輸

3.1 施工整體安排

PHC樁采取在國內樁廠分批預制生產，利用散貨船分批運輸至施工現(xiàn)場。現(xiàn)場建設船塢式臨時碼頭用于堆存管樁，利用方駁駁運PHC樁。現(xiàn)場利用打樁船（YC-30樁錘）進行沉樁。具體為：PHC樁廠家預制→PHC樁散貨船裝船及運輸→卸船→PHC樁專用場地堆存→批次樁裝駁、轉運→樁船移船取樁→樁船移船定位、復測→沉樁→下階段循環(huán)。

3.2 PHC樁預制

PHC樁預制由專業(yè)資質廠家生產完成，具體方法為：材料準備→鋼筋籠加工→箍板及端板安裝→模板及鋼筋籠安裝→混凝土澆筑→預應力筋張拉→PHC樁離心旋轉→PHC蒸汽養(yǎng)護→PHC脫模→壓力蒸汽養(yǎng)護→檢測驗收→PHC完成生產

3.3 PHC樁驗收

PHC樁出場前，由相關技術人員進行實地檢查或驗收，制樁過程中加強質量控制。檢查內容包括外觀尺寸、粘皮麻面、樁身合縫漏漿、局部磕損、內外表面露筋、表面裂縫、樁端表面平整度、斷筋、脫頭、樁套箍凹陷、內表面混凝土塌落、接頭和樁套箍與墩身接合面等情況，形成驗收記錄表，進行綜合評定。同時廠家需要按照規(guī)范要求，進行抗彎試驗，相關數(shù)據不應低于相關抗彎性能指標要求。提供具體的交貨文件，包括檢測報告及質量合格證等質檢資料。

3.4 PHC樁調遣、堆存及轉運

PHC樁調遣采用散貨船進行調遣運輸方式，自廠家采用5000t方駁運輸至出運港口，在出運港口過駁至散貨船，運輸至項目現(xiàn)場。PHC樁到達施工現(xiàn)場后，利用方駁采取過駁方式，卸至臨時碼頭進行堆存。打樁過程中，利用1000t方駁運輸至指定區(qū)域，供打樁船取樁進行取樁作業(yè)。

4.PHC樁沉樁

4.1 沉樁測量控制

PHC樁沉樁工作，測量控制工作較為重要，將直接影響打樁精度，測量控制工作主要包括GPS打樁定位系統(tǒng)、樁身傾斜度控制、標高控制、沉樁精度指標、打樁系統(tǒng)樁位及傾斜度校核。

GPS打樁定位系統(tǒng)采用專業(yè)測繪發(fā)明技術，主要采用GPS流動定位與PTK模式實施控制定位相結合技術。

樁身傾斜度由樁架上的量角器和測傾儀控制，利用樁架前傾或后仰動態(tài)調節(jié)控制，必要時利用測量平臺上全站儀進行校核。

沉樁精度指標按照直樁樁頂平面任意方向＜100mm，斜樁樁頂平面任意方向＜150mm，豎向垂直度偏差＜1.5°，樁頂標高允許誤差：+50mm。

4.2 沉樁順序

采用打樁船沉樁，沉樁順序安排合理性將直接影響沉樁效率。沉樁順序主要考慮因素包括船機錨位布置情況、船舶吃水深度、沉樁區(qū)域地形條件、駁船供樁位置、航道通行影響、相關規(guī)范標準要求的沉樁順序等。

在地形狹小復雜區(qū)域，堅持從陸側往海側，利用天文大潮、調整壓艙吃水深度成階梯狀進行沉樁效果良好。

4.3 取、立、下樁

在取樁過程中利用鋼絲繩、吊帶采用四點吊進行取樁。樁船在取樁過程中，吊鉤通過單餅滑輪、鋼絲繩及吊帶與樁相連。綁樁確保吊帶纏繞緊貼樁身，嚴禁捆綁鋼樁靴。

利用樁船主吊索提升樁頂位置，副吊索拖帶單餅滑輪在重力作用下逐步下降，使樁由水平調整至豎直狀態(tài)，逐步鎖止上下抱樁器，使PHC樁與樁架保持平行狀態(tài)。調節(jié)錨纜利用測量控制系統(tǒng)，逐步將樁移進樁位。

確定樁位后，下降主吊索進行下樁作業(yè)。在下樁過程中，要對樁錘與樁身軸線檢查。樁墊選擇將直接影響錘擊能量傳遞，材質也不同程度影響樁頭壞損情況，項目在沉樁過程中采用紙墊形式，通過不同厚度驗證，150mm厚度效果最佳。樁墊安放完成后，套錘穩(wěn)樁，利用打樁精度系統(tǒng)不斷進行校核，避免錘擊偏心受力、地質條件復雜下樁走位等現(xiàn)象發(fā)生。

4.4 錘擊沉樁

PHC樁錘擊過程由智能及手動作業(yè)系統(tǒng)進行控制，分陣進行。在沉樁中出現(xiàn)情況及時處理。①隨時觀察、利用抱樁器微調樁身與樁錘同軸情況，避免造成偏心錘擊；②注意錘擊貫入度突變情況，尤其軟硬地層相間區(qū)域，及時調整樁錘跳高；③錘擊過程中，若出現(xiàn)樁身異常、移位較大應立即停止錘擊；④錘擊過程中應觀察樁墊變形情況，及時更換；⑤錘擊過程中，關注錘擊聲音變化情況，依據相關經驗判斷樁頂、樁底情況⑥錘擊過程應連續(xù)，不宜中斷過久，避免土體恢復、加大沉樁難度沉樁完成后，應根據頻率及時對樁做高應變檢測，驗證樁基承載力。做低應變檢測，驗證樁身完整性。

在項目沉樁過程中，堅持利用重錘低打方式進行沉樁，在錘擊能量傳遞、樁身沉樁質量控制收到良好效果。

5.結束語

綜上述，達港項目PHC樁施工為關鍵技術，通過采用終錘低打方式進行沉樁，加強對沉樁過程技術管理，確保施工順利。