摘要:鋼管樁施工是碼頭項目施工控制中的重點,直接影響到整個項目工程質(zhì)量。本文以某新建煤、水泥礦渣碼頭為案例,結(jié)合實際施工情況對碼頭鋼管樁的施工工藝展開概述,并詳細分析了鋼管樁施工過程中沉樁的施工質(zhì)量控制要點。 

關(guān)鍵詞:煤水泥礦渣碼頭 鋼管樁 沉樁流程 
  1.工程概況 
  本項目位于巴基斯坦南部卡拉奇市卡西姆港,為高樁梁板式碼頭,碼頭長565m,寬20~35m,項目碼頭樁基為鋼管樁,包含有Φ1.2m、Φ1.0m及Φ0.8m三種樁徑,全部鋼管樁樁基均位于海上,采用水上沉樁施工方法。 
  2.工程施工環(huán)境
        2.1工程氣象條件 
  項目所在地一年大部分時間氣候炎熱,冬季(1~2月)平均最低氣溫13℃,夏季(5~6 月)平均最高氣溫34℃。雨量稀少,年平均降水量200mm。 
  2.2工程地質(zhì)條件 
  結(jié)合本工程現(xiàn)場地基土的力學(xué)性質(zhì)、土壤成因、巖土成分及地質(zhì)結(jié)構(gòu)等,可將本項目施工場地大致分為3個工程地質(zhì)層組,-21m以上為粘性土,-21m~-26m之間為砂礫夾層,-26m以下為砂巖層。 
  2.3工程水文條件 
  該項目位于卡西姆港天然紅樹林防波堤內(nèi),紅樹林抵擋了航道外阿拉伯海大部分風(fēng)浪,航道內(nèi)水域沒有足夠空間形成大浪,現(xiàn)場施工主要考慮本地風(fēng)暴或者過船形成的波浪影響。本工程選用MSL Hating(+1.6m)為水位基準面,最高天文潮位:+4.01m,最低天文潮位:-0.61m;結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),平均最高高潮位范圍是+2.5m~+2.7m,平均最低低潮位范圍是+0.4m~+1.0m。漲潮最大流速1.03m/s,落潮最大流速1.29m/s。 
  3.鋼管樁施工前期準備3.1搭建項目監(jiān)測體系 
  結(jié)合當?shù)睾K疂q潮情況,為整體把握施工過程中樁基平面位置和沉降情況及水位、水流速度變化等,項目施工前期需搭建監(jiān)測體系,預(yù)設(shè)監(jiān)測頻率和報警值,以實現(xiàn)上述指標的實時監(jiān)控。 
  3.2合理選擇樁錘 
  本工程碼頭鋼管樁樁基樁頂設(shè)計標高+3.0~+4.1m,樁底設(shè)計標高-28.2~-32.2m,結(jié)合工程地質(zhì)條件分析,入土深度約20m,且樁基施打需要穿過砂礫夾層,結(jié)合以往在該地區(qū)施工經(jīng)驗,以及顧及到境外工程的可靠性,最后擬定Φ1.2m和Φ1.0m鋼管樁施工使用D180型柴油錘,Φ0.8m鋼管樁施工使用D128柴油錘進行。項目施工采用了重錘輕打的施工方式,有效保證了施工的連續(xù)性和施工質(zhì)量,事實證明施工效果非常好。 
  3.3制備和運輸鋼管樁 
  碼頭鋼管樁樁長33.0~38.0m,樁徑包括Φ1.2m、Φ1.0m和Φ0.8m三種,其中Φ1.2m,Φ1.0m和Φ0.8m的�管樁壁厚分別為19mm,17mm和15mm,材質(zhì)均為Q345B。鋼管樁由中國采購鋼板,運至卡拉奇鋼護筒加工廠采用螺旋焊機組進行加工。鋼管樁生產(chǎn)分為鋼筒卷制(螺旋焊接)、噴砂除銹和刷防腐涂層3道工序。鋼管樁在其頂部和樁尖內(nèi)側(cè)增設(shè)加強環(huán),外部涂刷一層重型防腐涂層,涂刷材料是灰色厚漿型改性環(huán)氧漆,潮差區(qū)和浪濺區(qū)涂刷層厚度1500μm,全浸區(qū)和泥下區(qū)涂刷層厚度1000μm。待鋼管樁全部制備完成并驗收達標后,鋼管樁吊裝在樁身兩端0.207L處焊接兩個吊耳作為吊點,由平板車運至項目臨時碼頭,通過臨時碼頭上方駁(盛世2#)直接運至施工現(xiàn)場進行施打。 
  3.4選擇樁船 
  本工程打樁船的樁架在進行高度設(shè)計時要充分符合樁長和水深需求,動力系統(tǒng)(如錨泊、收放等系統(tǒng))必須符合當?shù)氐氖┕きh(huán)境,因此選擇了“航工樁四”樁船,其各項性能指標詳見表1。 
  4.鋼管樁施工流程及技術(shù)要點 
  4.1合理安排打樁順序 
  綜合考慮工期因素、施工工序等因素,樁基施打整體順序為:由碼頭西側(cè)開始、逐步向東側(cè)推進施工,同時考慮樁徑的影響,樁基施打先岸側(cè)后海側(cè)。另外需考慮樁徑由岸側(cè)打樁船船體移動和斜樁扭角對附近樁位順序的影響,統(tǒng)一排序,確保達到提高施工效率的目的。 
  4.2合理控制平面位置 
  樁身每1m設(shè)置一刻度,再從樁頂10m范圍內(nèi)加密,以利于沉樁過程的觀察與控制。通過采用全站儀輔助GPS確定樁位,搭建布設(shè)控制點的臨時平臺。利用水準儀把控并復(fù)核沉樁高度,為檢驗沉樁的準確性,測樁時應(yīng)將觀測樁接近籠口側(cè)邊線,經(jīng)緯儀需每次都進行后視基準點的校準。 
  4.3沉樁流程 
  正式沉樁前需進行試打作業(yè),以確定沉樁參數(shù)。沉樁施工工序:打樁船粗定位→打樁船拋錨→運樁駁船定位→打樁船移位進行吊樁→樁進打樁架龍口→精確定位→壓樁→復(fù)測樁位→壓錘→錘擊沉樁。其中各工藝的注意要點: 
  (1)吊樁、移船:借助松緊錨纜完成鋼管樁的吊樁和打樁船的移船工作,移船時防止錨纜絆樁、碰樁。漲、落潮時,應(yīng)隨潮水的漲、落適時松、緊纜繩,以保持船位不變和防止個別錨纜受力過大。 
 。2)定位:由岸上技術(shù)人員指揮確定打樁船大致位置,后下樁控制在樁尖未到達泥面,此時打樁船通過抱樁器,使得樁進入龍口,固定好背板,套替打,除去小勾;借助松緊錨纜準確樁定位,繼續(xù)沉樁至樁尖深入3m時,暫停沉樁進行垂直度校正,后繼續(xù)沉樁至不再下沉,并校準樁位。沉樁時根據(jù)現(xiàn)場的水下地形,則需預(yù)留出打樁偏位的提前量,確保最終的沉樁偏位滿足規(guī)范要求。 
  (3)壓錘:松開樁錘,直到樁不再下沉后,檢測樁錘、替打、樁身在同一直線時,除去大鉤,松卻抱樁器、背板。在自沉或壓上錘和替打后,如發(fā)現(xiàn)樁基偏位較大,須將樁基拔起后,重新定位調(diào)整,禁止在沉樁過程中擠樁糾偏,以免因過大的調(diào)整而使樁身變形或損壞。 
 。4)開錘:初打時可能下沉量較大,宜低錘輕打,隨著沉樁加深,沉速減慢,起錘高度可漸增。 
 。5)退船:吊設(shè)起樁錘及替打,樁頂出現(xiàn)后松緊錨纜,將打樁船移至向樁駁船,開展循環(huán)打樁。打樁過程中要認真記錄錘擊沉樁過程,錘擊以陣次記錄,陣次按照樁身每下沉1.0m為標準區(qū)分:當樁尖沉入硬土層后,一陣為0.5m;當樁端在控制標高0.5m以內(nèi)時,一陣為0.1m;最后貫入度可以最終10下平均貫入量或最終0.1m為準。同時要認真記錄沉樁過程中出現(xiàn)的問題,如斷溜樁、貫入度異常、樁身損壞,樁身突然下降、過大傾斜、移位等。 
  4.4控制沉樁的標高 
 。1)當樁頂?shù)竭_設(shè)計標高時,最后10下的錘擊貫入度低于15mm/擊。 
  (2)當最后10下錘擊平均貫入度低于3mm/擊,且樁頂?shù)陀谠O(shè)計標高2m時可連續(xù)錘擊30~50下或貫入100mm,確認貫入度無變化時可終止沉樁。 
  5.結(jié)束語 
  綜上所述,由煤、水泥礦渣碼頭項目的施工和后期運營效果發(fā)現(xiàn),鋼管樁的施工效果非常明顯,為項目創(chuàng)優(yōu)奠定了基礎(chǔ)。在進行鋼管樁施工時要嚴格按照技術(shù)規(guī)范要求進行施工,對于施工過程中遇到的問題需及時進行分析和處理,最大程度保證工程的施工質(zhì)量。 
  參考文獻: 
  [1]吳軍強,錢菲菲,王鵬,等.鋼管樁耐久性研究的發(fā)展與應(yīng)用[J].寧波工程學(xué)院學(xué)報,2010(03):45-47. 
  [2]陳萬佳.港口水工建筑物[M].北京:人民交通出版社,1995.