浅谈PHC管桩在港口码头中的施工控制

　　摘要：随着我国的码头工程向深水化的方向发展，水上工程使用的管桩越来越长，其工程质量和相关施工技术也不断提高。大直径PHC管桩具有结构强度高、刚度大、可贯入性好、耐锤击能力强、抗渗性能好、抗弯能力高、结构承载力大等特点。本文就管桩常出现的工程问题，结合工程实例，提出相关解决措施，对港口工程提供一点技术参考价值。
　　关键词：港口工程，PHC管桩，施工技术，解决措施
　　近几年随着工程建设规模的扩大，对于地基承载力的要求也越来越高，地基基础部分的造价占工程建设总投资的比重也越来越大，大直径PHC管桩作为一种桩基础形式，有施工速度快、造价低等特点，随着港口工程的需求量不断增多，其质量的控制尤其重要。为保证港口工程的施工质量，我国已开始大面积增加PHC管桩的应用，同时业主和设计单位对管桩的性能和质量提出了更高的要求。因此，大直径PHC管桩的需求在逐年增加，其研究和开发亦已取得很大的成就。而且性能价格普遍比钢管桩、预应力混凝土方桩及短管节PHC大管桩优越，因此在跨海大桥、外海深水码头等港口工程中已广泛应用。
　　1、工程概况
　　某高桩梁板式码头包括基础桩（管桩）工程、室外（码头）给排水工程；工艺管道、消防、供电照明、监控、通信工程等，而基础桩是整个工程施工中的极关键项目，如何确保基础桩顺利完成，将对整个工程的质量及进度起极大的影响。基础桩长度较大，若不注意，将会造成断桩等不良现象。我们将特别注意如下事项，确保沉桩顺利。
　　1.1沉桩船必须锚固得力，绝对不可松脱；
　　1.2认真确保桩身垂直度，确保锤击力集中；
　　1.3桩尖进入土层时，采取调节桩锤低档位，重锤密打；
　　2、沉桩前准备工作
　　2.1埋设陆上地锚，及水上抛锚并明显标示；
　　2.2检查复核桩位纵、横向测量控制点；
　　2.3查阅地质勘察报告，按图纸并进行碰桩验算；
　　2.4对施工地域有障碍物进行探模及清理；
　　2.5校核各桩是否相碰；
　　2.6准备足够的纸垫。
　　3、管桩沉桩方法
　　根据砼管桩桩长和钢桩尖提供给专业产家按规格生产。
　　本工程方桩施打采用我司粤航03打桩船配D80锤施打，配备一艘1850t驳船运管桩，用纸皮做桩垫，施打按沉桩程序进行，具体定位方法如下：
　　3.1测量控制
　　沉桩定位：直桩采用直角交会法控制，斜桩采用三台经纬控制，一台控制桩的正面中轴线，另一台控制桩侧面固定标高的中线点，第三台经纬仪进行校核，另设一台水准仪控制标高。沉桩控制布置两条基线，一条沿码头前沿平行布置，另一条基线垂直码头前沿线布置在东引桥东侧搭设测量平台。桩位点考虑在主控制线用小木桩定位，木桩顶钉木板施放每根桩的控制桩位。
　　3.2沉桩标准
　　根据本工程地质情况，桩锤采用D80锤，沉桩标准由贯入度控制为主，控制贯入度通过试打桩确定，最后三阵贯入度不大于50mm/10击；
　　当沉桩贯入度已经达到控制贯入度，而桩端未达到设计标高时，应继续锤击贯入100mm，或锤击30～50击。其平均贯入度不应大于控制贯入度，且桩端距设计标高不宜超过1～3m；
　　当桩端达到设计标高而贯入度仍大于控制贯入度，应继续锤击使其贯入度达到控制贯入度，若桩顶标高高于设计标高等于1米时应停止沉桩，会同设计、监理等一并处理。
　　3.3锤击沉桩过程中，注意观察，并做好施工记录。如出现下列情况之一，立即停止施工，并报告监理工程师，待查明原因，并采取适当措施报经监理工程师同意后，方可继续沉桩：①贯入度发生急剧变化；②桩身突然倾斜，移位或锤击时有严重回弹；③桩头破碎或桩身开裂；④桩周围地面有严重隆起或下沉；⑤桩架发生偏移或晃动；⑥锤击过程中桩有上浮。
　　4、沉桩要点及偏差控制标准
　　4.1沉桩要点
　　①沉桩前，先根据桩位布置图结合沉桩允许偏差，校核斜桩和直桩是否会发生相碰；
　　②对施工区域原有障碍物进行探摸及清理；
　　③严格按打桩船的操作规程施工；
　　④锤击过程中，桩锤、替打和桩应保持在同一直线上，避免偏心锤击；
　　⑤桩垫的材料和厚度应严格按设计要求加工制作，并定期更换；
　　⑥沉桩应尽量连续，不要中途停锤，以免土壤恢复弹性而增加沉桩阻力；
　　⑦每根桩必须作好原始记录，沉桩过程中如出现异常现象应详细记录，并及时通知监理工程师及有关人员研究解决。打桩完成后，应及时将该桩的沉桩记录提交给监理工程师。
　　4.2沉桩偏差控制标准
　　①设计标高处桩顶平面位置。直桩≤15cm，斜桩≤20cm；
　　②垂直度≤0.1%。
　　4.3其它注意事项
　　①注意水流影响锚绳及定位；
　　②沉桩应连续，不要中途停锤，以免土壤恢复而增加沉桩阻力；
　　③专人监测岸坡的稳定和沉桩的变位情况；
　　④杜绝用沉好的基桩系缆；
　　⑤凡在斜坡上沉桩应根据现场实行情况及已有施工经验，沉桩定位前掌握一定提前量。
　　5、水上沉桩常见事故处理及预防措施
　　5.1桩偏移或倾斜过大
　　①主要原因分析：
　　Ⅰ、压桩机大身（平台）没有调平。
　　Ⅱ、压桩机立柱和大身（平台）不垂直。
　　Ⅲ、就位插入时精度不足
　　Ⅳ、相邻送桩孔的影响。
　　Ⅴ、地下障碍物或暗浜、场地下陷等影响。
　　Ⅵ、送桩杆、压头、桩不在同一轴线上，或桩顶不平整所造成的施工偏压。
　　Ⅶ、桩尖偏斜或桩体弯曲。
　　②、相应预防措施：
　　Ⅰ、压桩施工时一定要用顶升油缸将桩机大身（平台）调平。
　　Ⅱ、压桩施工前应将立柱和大身（平台）调至垂直满足要求。
　　Ⅲ、桩插入时对中误差控制在10mm，并用两台经纬仪在互相垂直的两个方向校正其垂直度。
　　Ⅳ、送桩后应及时夹桩。
　　Ⅴ、施工前详细调查掌握工程环境、场址建筑历史和地层土性、暗滨的分布和填土层的特性及其分布状况，预先清除地下障碍物、处理暗浜等。
　　Ⅵ、施工时应确保送桩杆、压头、桩在同一轴线上，并在沉桩过程中随时校验和调正。
　　Ⅶ、提高桩的制作质量，加强进场桩的质量验收，防止桩顶和接头面的歪斜及桩尖偏心和桩体弯曲等不良现象发生。不合格的桩坚决不用。
　　Ⅷ、制订合理的压桩顺序，尽量采取“走长线”压桩，给超孔隙水压力消散提供尽量长的时间，避免其累积叠加，减小挤土影响．
　　5.2桩体破损，影响桩的继续下沉
　　①主要原因分析
　　Ⅰ、由于制桩质量不良或运输堆放过程中支点位置不准确．
　　Ⅱ、吊桩时，吊点位置不准确、吊索过短，以及吊桩操作不当。
　　Ⅲ、压桩时，桩头强度不足或桩头不平整、送桩杆与桩不同心等所引起的施工偏压，造成局部应力集中。
　　Ⅳ、送桩阶段压入力过大超过桩头强度，送桩尺寸过大或倾斜所引起的施工偏压。
　　Ⅴ、桩尖强度不足，地下障碍物或孤块石冲撞等．
　　Ⅵ、压桩时桩体强度不足，桩单节长度较长且桩尖进入硬夹层，桩顶冲击力过大，桩突然下沉，施工偏压，强力进行偏位矫正，桩的细长比过大，桩距较小且桩布较密。
　　②相应预防措施
　　Ⅰ桩身砼强度达到设计值70%方可起吊脱模，达到100%方可施工。运桩时，桩体强度应满足设计施工要求，支点位置正确，上下支点应对齐。
　　Ⅱ吊桩时，桩体强度应满足设计施工要求，支点位置正确，起吊均匀平稳，水平吊运采取两点吊，吊点距桩端0.207L。单点起吊时吊点距桩端0.293L（L为桩长）。起吊过程中应防止桩体晃动或其它物体碰撞。
　　Ⅲ、使用同桩径的送桩杆，保持压头、送桩杆、桩体在同一轴线上，避免施工偏压。
　　Ⅳ确保桩的养护期，提高砼强度等级以增强桩体强度。桩头设置钢帽、桩尖设置钢桩靴等。
　　Ⅴ根据地基土性和布桩情况，确定合理的压桩顺序。
　　Ⅵ保证接头质量，用楔型垫铁填实接头间隙。提高桩的就位和压入精度，避免强力矫正。压入时应保证一根桩连续压入严禁中途停歇。
　　6、夹桩及桩头处理
　　6.1夹桩
　　当基桩施打完毕，为加强基桩间连续，防止桩身受损，保证桩基群体刚度，应及时对基桩进行夹桩处理。本工程采用钢木结合夹桩，井字式支承系统由纵横两层组成，对受力较大的夹桩设置吊筋，拟采用10×10cm方木，12#槽钢，φ22双头螺栓和垫板分纵、横两方向将基桩夹固起来。跨度较大的可增加一层夹桩系统。
　　6.2桩头处理
　　当基桩施打完毕后，根据测定的截桩标高进行截桩，为防止截下的桩头倾倒伤人和破坏夹桩系统，截桩后应利用桩船吊起。凿桩时利用夹桩架搭设简易平台，将锤击损伤部分和高于设计标高部分用风镐铲凿除，当接近设计标高时应改用小锤细凿，防止桩身裂损或桩角破损。当因打桩等原因桩顶破损或掉角时，可采用局部降低桩帽底标高的措施予以加强，桩头伸入桩帽部分的侧面、顶面均须凿毛，桩头伸入桩帽10cm，桩顶钢筋伸入横梁55cm。
　　7、结语
　　通过实际工程的应用证实，大直径PHC管桩在海港码头工程建筑的应用具有很强的使用价值，但其施工仍存在断桩、桩身倾斜和桩身上浮等质量问题，在往后的施工过程应总结前人的宝贵经验，借鉴国外的优秀技术经验，推动大直径PHC管桩在海港工程中的应用。
　　参考文献
　　1.史美鹏.PHC桩的新型碗形端头开发及研制[J].水运工程，2009，（1）：143-148.
　　2.《港口工程桩基规范》JTJ254-98；

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