淺水區(qū)PHC樁吊打沉樁工藝總結(jié)

1、淺水區(qū)PHC樁吊打沉樁工藝淺析1. 前言 目前水上沉樁施工，較成熟且常用的沉樁工藝是采用專業(yè)的沉樁船設(shè)備進(jìn)行沉樁施工，而專業(yè)沉樁船往往受吃水深度及水底地形制約，施工范圍有限。越南南部某海港工程近岸側(cè)的淺灘區(qū)因水深淺，無(wú)法采用打樁船進(jìn)行施工，而采用的吊打沉樁工藝有效解地決了這一施工難題。2. 工程概況 引橋靠岸側(cè)400m處于海岸線淺灘區(qū)，表層為淤積的粉細(xì)砂，地面高程在-1m到+3.3m之間，坡比在1:100左右，局部有海浪沖擊形成的溝槽及砂坎。根據(jù)當(dāng)?shù)厮恼咎峁┑馁Y料及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，該地最低潮水位為+0.8m，最高為+4.9m，且只有陰歷月初及月中3-5天才會(huì)有4.5米以上的潮位。 受潮水漲落影響，

2、在低潮位時(shí)，淺灘區(qū)最大水深不足2米，部分區(qū)域出現(xiàn)露灘，不滿足吃水深度2m以上沉樁船的施工作業(yè)條件。因此引橋靠岸側(cè)400米淺灘區(qū)20個(gè)排架樁基，單排架3-4根樁，總計(jì)64根PHC樁采用150噸浮吊配D100柴油錘并搭設(shè)沉樁導(dǎo)向平臺(tái)架的施工方案進(jìn)行淺水區(qū)的沉樁施工。圖1 吊打沉樁現(xiàn)場(chǎng)照片3. 工藝流程圖 淺水區(qū)吊打沉樁施工主要包含施工前的準(zhǔn)備工作、船機(jī)設(shè)備就位、導(dǎo)向平臺(tái)架搭建、PHC樁沉樁、平臺(tái)拆除等內(nèi)容，具體施工工藝流程如下，圖2 吊打沉樁工藝流程圖4. 施工準(zhǔn)備4.1設(shè)備選型4.1.1沉樁用錘選型 本工程樁基為PHC樁，直徑1000mm,壁厚140mm，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)46m。D-100型柴油錘，錘芯

3、重為10噸，常用沖程2.8m至3.2m，最大錘擊能能量為340KN.M，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。4.1.2起重設(shè)備選型 現(xiàn)場(chǎng)起重內(nèi)容主要以下三個(gè)方面：現(xiàn)場(chǎng)PHC樁起吊，單節(jié)樁最長(zhǎng)26米，其重量約為25噸。D-100柴油錘，自重20噸及起吊該錘的吊籠重3噸，總重約23噸。DZ90振動(dòng)錘拔出鋼管樁，最大拔樁力及錘自重不超過(guò)30噸。另考慮吊幅范圍足夠及保證水上吊車的工作平穩(wěn)，故選擇采用150噸履帶吊。 4.1.3駁船選型 駁船上主要布置有履帶吊、柴油錘，堆存搭設(shè)平臺(tái)架的鋼管、型鋼等材料，另外考慮能夠有一定的空間存儲(chǔ)6節(jié)左右的PHC樁以便于現(xiàn)場(chǎng)施工，長(zhǎng)40m，寬9m 的排水量800噸的平板方駁，基本滿組上

4、述施工過(guò)程中要求。4.1.4.DZ90型振動(dòng)錘及發(fā)電機(jī) 搭設(shè)及拆除平臺(tái)導(dǎo)向架時(shí)，需插拔D600的鋼管樁，鋼管樁的入土深度在6-10m。故選擇輕便的DZ90型振動(dòng)錘。該錘功率為90KW，最大上拔力為240KN，滿足需要。另配備了150KW功率的發(fā)電機(jī)用于振動(dòng)錘插拔鋼管樁及施工過(guò)程中焊接等用電需求。4.2 導(dǎo)向平臺(tái)架主要材料準(zhǔn)備 根據(jù)受力計(jì)算，導(dǎo)向架平臺(tái)的四根支撐樁,D600鋼管樁,入土深度在6米即可滿足要求?？紤]頂層平臺(tái)標(biāo)高+10.0m，泥面標(biāo)高+0.0m到+1.0m，故鋼管樁長(zhǎng)度取20m 。本工程單排架3-4根樁，最外側(cè)兩根樁間距為14-16m，平臺(tái)導(dǎo)向架主體框架縱向連接梁采用18米長(zhǎng)I45工

5、字鋼4根，橫向連接梁6米長(zhǎng)I45工字鋼4根，另外準(zhǔn)備其他型鋼若干用于平臺(tái)龍口的布置及整體加強(qiáng)。4.3浮吊船平面布置 設(shè)備選型確定及相關(guān)材料到位后，對(duì)平板方駁進(jìn)行改造。150噸履帶吊固定在平板駁的一頭，用型鋼及鋼絲繩等把履帶吊固定在駁船夾板上，保證工作時(shí)、及風(fēng)浪大時(shí)候吊車的穩(wěn)定。對(duì)平板駁甲板上其他區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)劃分和改造，以用于如柴油錘、發(fā)電機(jī)、搭設(shè)平臺(tái)用鋼管樁，型鋼等材料的對(duì)方和安置。另劃分出適當(dāng)區(qū)域用于管樁堆存及船員生活區(qū)。浮吊船平面布置如下圖。 浮吊船布置完成后，由拖輪乘著高潮水為拖至施工區(qū)域拋錨定位。圖3 浮吊船平面布置圖5. 導(dǎo)向平臺(tái)架搭設(shè)船機(jī)設(shè)備拖到指定施工水域，拋錨定位完成，即可進(jìn)行

6、導(dǎo)向平臺(tái)架的搭設(shè)施工。平臺(tái)架各結(jié)構(gòu)組成如下圖。圖4 導(dǎo)向平臺(tái)架結(jié)構(gòu)組成示意圖5.1. 支撐鋼管樁沉樁1.確定入土深度：鋼管樁入土過(guò)淺不能保證平臺(tái)導(dǎo)向架的整體穩(wěn)定性，過(guò)深造成插拔鋼管樁施工困難。本工程近岸側(cè)為表層6米范圍內(nèi)為沉積細(xì)沙，模型計(jì)算鋼管樁的入土深度6米即可，現(xiàn)場(chǎng)以入土深度7米來(lái)控制。2.確定沉樁位置：根據(jù)單排PHC樁的數(shù)量和間距以及位置，初步確定平臺(tái)的四角支撐樁的樁位，一般偏差0.4米以內(nèi)均不會(huì)影響平臺(tái)的搭建。3.鋼管樁沉樁：采用DZ90振動(dòng)錘夾住鋼管樁，吊至確定的位置，豎直振動(dòng)沉入。依次沉入四根鋼管樁。 粗測(cè)四根鋼管樁的位置，確保待施工的PHC樁在搭設(shè)平臺(tái)架范圍內(nèi)，否則應(yīng)拔出鋼管樁重

7、新施打。5.2主體框架型搭設(shè)1.支撐鋼管樁沉樁完成，根據(jù)平臺(tái)及泥面的標(biāo)高，確定好上下兩層平臺(tái)的標(biāo)高，并劃定好標(biāo)高，焊接牛腿。一般下層平臺(tái)標(biāo)高不低于最高潮水位為準(zhǔn)，本地最高潮水為+4.9m，故取+5.0m;上層平臺(tái)與下層凈空間為5m左右適宜，取標(biāo)高為+10.0m。2.平臺(tái)搭建先從下層平臺(tái)開(kāi)始，首先先將兩根長(zhǎng)度6m的 I45工字鋼橫向梁牢固焊接于牛腿上。然后將兩根長(zhǎng)度18m的 I45工字鋼縱向梁擱在橫向橫梁上，并焊接牢固。用同樣方法搭設(shè)上層平臺(tái)。3.平臺(tái)兩側(cè)的上下兩層對(duì)角線采用I45工字鋼斜拉，以加強(qiáng)整體框架的穩(wěn)定性。并搭設(shè)一個(gè)爬梯，方便施工人員上下。5. 3 龍口布置1.龍口位置由設(shè)計(jì)樁位來(lái)確定

8、。因此每一根樁的下層龍口位置必須精確定位，現(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)GPS進(jìn)行定位，位置確定后，將限位用的型鋼焊接牢固，龍口大小確保確保樁能夠通過(guò)。2.在樁入龍口前，上層龍口僅放置好限位型鋼，暫不進(jìn)行焊接，因?yàn)樵诔翗哆^(guò)程中該限位型鋼需要根據(jù)沉樁要求進(jìn)行拆除和加固。3.龍口位置布置完成后，檢查無(wú)誤，即可進(jìn)行下一步的PHC樁沉樁工作。6.PHC樁沉樁6.1樁節(jié)起吊及入龍口 1.運(yùn)樁船到位，驗(yàn)收合格，靠在浮吊船邊上，根據(jù)沉樁順序依次選擇捆綁起吊。 2.本工程分20米和26米兩種長(zhǎng)度樁節(jié)，可采用兩點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)位置如圖所示，以使吊樁過(guò)程中產(chǎn)生的彎矩最小。3.樁基起吊后緩慢豎直并插入龍口內(nèi)。起吊過(guò)程中避免樁身對(duì)導(dǎo)向架的

9、碰撞，入龍口到時(shí)候樁應(yīng)該豎直，及平穩(wěn)，防止碰撞致破壞樁身。 6.2首節(jié)樁沉樁 1.首節(jié)樁放入龍口后，測(cè)量樁身豎直度后，固定好上層的限位型鋼，吊車緩慢松勾，借助樁身自重入泥，直至穩(wěn)定。2.解下吊樁鋼絲繩，起吊D100柴油錘，緩緩套住樁頭，并借助樁錘自重靜壓PHC樁。3.靜壓至不再繼續(xù)下沉?xí)r，開(kāi)始啟動(dòng)柴油錘錘擊沉樁。一般先不進(jìn)行連續(xù)錘擊沉樁樁，以放空錘形式或者間斷錘擊進(jìn)行擊打，直至樁能夠承受連續(xù)錘擊，否則容易出現(xiàn)溜樁壓垮平臺(tái)等事故。3.連續(xù)擊打沉樁，首節(jié)沉樁至平臺(tái)上層以上1m左右及時(shí)停錘，注意不要過(guò)度沉樁壓垮平臺(tái)架；拆除上層限位型鋼之后，后繼續(xù)沉樁至第一層平臺(tái)以上1m左右及時(shí)停錘，避免壓垮平臺(tái)架，

10、另外過(guò)低過(guò)高均不便于次節(jié)樁的焊接。6.3 次節(jié)樁沉樁1.首節(jié)樁沉樁到位，將柴油樁錘平穩(wěn)倒放在駁船甲板上，捆綁并起吊次節(jié)樁。2.對(duì)接前，先對(duì)樁頭表面銹跡及雜物清理干凈。套用管箍以減小樁對(duì)接錯(cuò)位，調(diào)整好樁的垂直度后對(duì)樁進(jìn)行焊接。3. PHC樁焊接采用手工電弧焊接，根據(jù)平臺(tái)上空間大小，適當(dāng)增加焊接人員，以提高速度。焊接完成，焊縫驗(yàn)收無(wú)問(wèn)題后開(kāi)始沉樁，直至沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高或到停錘標(biāo)準(zhǔn)為止。4.本工程一次搭設(shè)平臺(tái)可以滿足但排架3-4根樁同時(shí)沉樁，可以根據(jù)實(shí)際情況，先一次沉下該排架的第一節(jié)樁，然后依次焊接第二節(jié)樁，等待三節(jié)樁均焊接完成，逐一沉樁，以提高沉樁效率。7.平臺(tái)拆除及移船定位1.單排所有樁基樁沉樁完成

11、且試驗(yàn)合格后，即可進(jìn)行平臺(tái)拆除。2.平臺(tái)拆除從上往下，依次割開(kāi)焊接在一起的型鋼，并分類放在平板駁上。3所有型鋼拆除之后，用DZ90型振動(dòng)錘開(kāi)始拔出鋼管樁，并一次擺放在夾板上。4.平臺(tái)拆除完成后，移船重新拋錨定位。在移船過(guò)程中選擇高潮位進(jìn)行移錨，若水深足夠采用拖輪，若不夠，可采用吊車拋錨，絞車帶動(dòng)船移動(dòng)到施工地點(diǎn)。 8. 關(guān)鍵工序注意事項(xiàng)及改進(jìn)意見(jiàn)8.1駁船的選擇 駁船一般選擇平板駁，以利于設(shè)備材料的擺放及布置。對(duì)于易擱淺區(qū)域及低潮露灘區(qū)域沉樁施工應(yīng)該選擇能夠承受坐灘或者擱淺的方駁。對(duì)于水下地形復(fù)雜區(qū)域，更應(yīng)該注意船舶的選型。 圖5 船體坐灘沉樁8.2導(dǎo)向架結(jié)構(gòu)形式確定 導(dǎo)向架的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)沉

12、樁平面布置來(lái)確定，如該工程單排樁數(shù)量3-4根，且排間距20米，故一排樁搭設(shè)一次導(dǎo)向架，以同時(shí)沉樁3-4根。其他類似的工程根據(jù)樁間距，排距等參數(shù)，確定導(dǎo)向架的結(jié)構(gòu)形式，以達(dá)到最好沉樁效率。8.3 導(dǎo)向架搭設(shè) 在沉樁過(guò)程中，劇烈錘擊容易導(dǎo)致整個(gè)平臺(tái)架震動(dòng)，另外地層也會(huì)有有一定的震動(dòng)。因此必須選擇足夠強(qiáng)度型鋼搭設(shè)導(dǎo)向架主體框架，各個(gè)型鋼之間的連接焊接必須牢固可靠，否則易出現(xiàn)平臺(tái)架垮塌事故。另外龍口處的限位型鋼易受樁身擠壓而變形，易造成樁身傾斜及偏位大，故限位型鋼使用加厚型鋼，確保龍口受到樁身擠壓時(shí)具有足夠強(qiáng)度。8.4 龍口的布置龍口布置對(duì)稱，特別是下層龍口應(yīng)該安裝導(dǎo)向輪，利于樁基順暢通過(guò)，否則易出現(xiàn)樁身刮擦破壞。在施工過(guò)程中龍口布置可以按下圖實(shí)施：設(shè)置90mm直徑，縱向長(zhǎng)度以120mm的滾輪，滾輪圍繞龍口四周對(duì)稱布置，使下樁時(shí)候樁收到的約束力四周對(duì)稱，滾輪牢固焊接在加厚型工100的型鋼上面，防止