phc管樁靜壓法在煤炭碼頭工程中的應(yīng)用

phc管樁靜壓法在煤炭碼頭工程中的應(yīng)用

1壓樁機(jī)懸液phc管樁的施工技術(shù)主要有兩種類型：錘法和壓法。在管道生產(chǎn)的早期階段，主要是錘法機(jī)械的主導(dǎo)管道生產(chǎn)。PHC管樁靜壓法施工工藝是通過樁機(jī)自帶吊裝設(shè)備或另配吊機(jī)吊裝、喂樁,壓樁機(jī)以其自重和樁架上的配重作反力將PHC管樁壓入土中的一種沉樁工藝,與錘擊法管樁施工工藝相比,具有低噪音、低污染的環(huán)保特性,同時(shí)對土層及周邊建(構(gòu))筑物影響小,對樁身質(zhì)量破壞較小。近幾年來,隨著大噸位的液壓壓樁機(jī)的問世和靜壓沉樁施工工藝的完善,靜壓法施工工藝發(fā)展十分迅速,在許多領(lǐng)域正在逐步取代錘擊法施工的工藝。2卸煤港區(qū)型管樁方案2浙能嘉興獨(dú)山煤炭中轉(zhuǎn)碼頭項(xiàng)目內(nèi)港池和內(nèi)河碼頭工程位于杭州灣北岸中部益山與獨(dú)山之間的六里灣岸段,在嘉興電廠一、二期卸煤碼頭東側(cè)約280m處,屬于嘉興港獨(dú)山港區(qū)D區(qū)。本工程內(nèi)容:內(nèi)河碼頭、港池護(hù)岸、護(hù)底、內(nèi)港池開挖、港池東側(cè)和南側(cè)陸域形成、土建以及相關(guān)的供電、給排水、暖通、消防等。該工程護(hù)岸基礎(chǔ)全部為AB型?600mmPHC管樁,管樁壁厚110mm,管樁單根長度為25～38m,共計(jì)681根,總長24200m。護(hù)岸基礎(chǔ)AB型PHC管樁斷面圖見圖1。3工程條件3.1設(shè)計(jì)最低通航水位本工程常水位:1.16m;設(shè)計(jì)高水位:2.66m(50年一遇高水位);設(shè)計(jì)低水位:0.46m(設(shè)計(jì)最低通航水位)。采用平湖市氣象站相關(guān)資料,觀測資料年限為1970～2004年。3.1.1溫度多年平均氣溫:15.9℃。多年平均日最高氣溫不低于35℃的日數(shù)為5.1天;多年平均日最低氣溫不高于-5℃的日數(shù)為3.7天。3.1.2降雨日期多年平均降水量:1250.4mm,多年平均降雨日數(shù):139.7天。降水多集中在4～9月,占全年降水量的67%,10月～翌年2月降水較少。3.1.3氣候特征嘉興港地處東亞季風(fēng)區(qū)域,具有明顯的季節(jié)性特征,11月～翌年2月以NW～N向風(fēng)為主,3～8月以E～SE向?yàn)橹?季風(fēng)氣候特征非常顯著。常風(fēng)向E～SE向,累計(jì)頻率30%,次常風(fēng)向NW～N向,累計(jì)頻率22%。強(qiáng)風(fēng)向與常風(fēng)向基本一致。本區(qū)年平均風(fēng)速3.2m/s。3.1.4霧年內(nèi)霧日分布特征:霧日多集中在春季3～5月、冬季10～12月。多年平均霧日數(shù):38.2天。3.2內(nèi)河港池區(qū)域地質(zhì)組成根據(jù)場地地基土物理力學(xué)性質(zhì)、埋藏分布條件、成因時(shí)代、巖性特征及其結(jié)構(gòu)構(gòu)造等,將內(nèi)河港池區(qū)域地質(zhì)共劃分為7個(gè)工程地質(zhì)層組,23個(gè)工程地質(zhì)層。自上而下依次為淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂、粉質(zhì)黏土、黏土、強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化凝灰?guī)r為主。4沉樁施工方法根據(jù)嘉興地區(qū)類似項(xiàng)目的沉樁設(shè)備選用情況調(diào)查,考慮到本工程工期緊、任務(wù)重,本次沉樁采用靜壓法施工,采用DTZ618型抱壓式靜壓樁機(jī)。另用25t汽車吊配合吊運(yùn)混凝土管、喂樁,20t平板拖車運(yùn)輸管樁。該樁機(jī)施工時(shí)低噪音、無震動(dòng)、無污染,而且效率高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他樁工機(jī)械,是完成面積大、工期緊的大規(guī)?；A(chǔ)工程的最有力手段。4.1關(guān)于樁基、管樁方案控制本工程基礎(chǔ)為淤泥質(zhì)黏土,受海水長期浸泡,承載力差。由于本工程場地的特殊性,為保證施工工期,保證樁機(jī)正常施工,并考慮工程實(shí)際,決定采取以下方案:a.在攪拌樁基礎(chǔ)處理前,已對樁基處理范圍用充砂管袋覆蓋,沉樁的設(shè)計(jì)頂部標(biāo)高為-3.4m,充砂管袋面標(biāo)高約-1.6m,滿足地基承載力要求,可直接作為PHC管樁施工的工作面。b.在攪拌樁處理范圍充砂管袋的內(nèi)側(cè),再修筑一條寬約11m的施工道路,道路底層采用0.7m厚的砂被做基層,上鋪0.5m的石渣做路面,作為樁基和管樁進(jìn)場的施工道路。管樁采用20t平板拖車運(yùn)至樁機(jī)附近,個(gè)別零星樁位由鏟車拖樁至施工點(diǎn)。4.2浮樁的打打順序本工程樁中心距小于4倍樁徑,打樁時(shí),由于樁對土體的擠密作用,先打入的樁水平推擠而造成偏移和變位,或被垂直擠拔造成浮樁;而后打入的樁難以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高或入土深度,造成土體隆起和擠壓,截樁過大。為了保證質(zhì)量和進(jìn)度,打樁順序可采取從中間向兩邊對稱施打,或從中間向四周施打,或從一側(cè)向另一側(cè)施打。根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)高,宜先深后淺進(jìn)行施打。根據(jù)樁的規(guī)格,宜先大后小、先長后短進(jìn)行施打。根據(jù)樁位與原有建筑物的距離,宜先近后遠(yuǎn)進(jìn)行施打。4.3靜壓生產(chǎn)工藝靜壓工藝流程見下頁圖2。4.4關(guān)鍵準(zhǔn)備工作4.4.1管樁樁位設(shè)置根據(jù)施工測量控制網(wǎng)引測放出樁位后,采用35cm長?8鋼筋在樁位位置打入土中,并對即將施工的樁位用石灰粉按樁徑大小形成圓圈。在壓樁過程中,考慮到土體容易擠壓移位,施工前應(yīng)對樁位進(jìn)行復(fù)核。為便于在施工中準(zhǔn)確掌握PHC管樁沉樁的數(shù)量,事先應(yīng)繪制本工程管樁樁位平面布置圖,進(jìn)行管樁樁位編號,并報(bào)送監(jiān)理復(fù)核。避免發(fā)生沉樁遺漏,確保管樁成樁數(shù)量和質(zhì)量符合設(shè)計(jì)規(guī)定,按照施工總體部署的要求,依次完成不同地段護(hù)岸管樁的基礎(chǔ)處理任務(wù)。4.4.2完成實(shí)驗(yàn)工程樁使用前,應(yīng)目測樁身質(zhì)量和端頭平整度,預(yù)應(yīng)力筋露出端頭的樁不得使用(用角磨機(jī)磨平后使用),養(yǎng)護(hù)期不到8天的樁不得使用。4.4.3管樁起吊的注意事項(xiàng)PHC管樁采用平板拖車運(yùn)至現(xiàn)場吊放于施工負(fù)責(zé)人指定地點(diǎn)。為防止管樁運(yùn)輸和堆放產(chǎn)生自重應(yīng)力破壞,管樁要放在堅(jiān)實(shí)平整的地面上,起吊時(shí)最好采用專用吊鉤鉤住管樁兩端內(nèi)壁直接進(jìn)行水平起吊。當(dāng)管樁現(xiàn)場分層堆壓堆放時(shí),嚴(yán)禁用樁架上的卷揚(yáng)機(jī)拖拉管樁取樁。管樁擺放時(shí)要有防止?jié)L動(dòng)措施(用枕木墊在支點(diǎn)處,管樁每側(cè)墊兩處)。4.4.4樁位確認(rèn)的責(zé)任將壓樁機(jī)就位至壓樁樁位上,將樁段吊入壓樁機(jī)內(nèi),然后將樁端定位于樁位中心,起門架、校正水平和樁中,由負(fù)責(zé)樁位檢查的人員檢查是否就位準(zhǔn)確,再請監(jiān)理人員核準(zhǔn)確認(rèn)。4.4.5管樁垂直度校測靜壓樁機(jī)通過水平儀調(diào)整支腿油缸油塞桿的伸出長度,保證樁機(jī)平臺水平,當(dāng)管樁靜壓入土1～2m后,采用全站儀在垂直方向進(jìn)行校測,監(jiān)控樁身垂直度,其偏差不大于0.15%。壓好第一節(jié)樁是保證整根樁質(zhì)量的關(guān)鍵。若樁身垂直度偏大,須拔出重新插樁,根據(jù)全站儀指示調(diào)節(jié)機(jī)身水平度使樁身垂身。4.4.6防止斷樁開始啟動(dòng)壓樁油缸,壓樁在進(jìn)入砂層土層時(shí)適當(dāng)加快壓樁速度,以保證樁尖有一定的穿透能力,到達(dá)持力層或油壓突然加大時(shí),應(yīng)放緩壓入速度,防止斷樁。壓樁至原地面時(shí),使用送樁管,將樁按設(shè)計(jì)要求壓送到設(shè)計(jì)標(biāo)高。4.4.7端板及樁焊接a.下節(jié)樁的樁頭宜高出地面0.8～1.1m,便于接樁焊接操作。上、下節(jié)樁對接偏差不應(yīng)大于2mm。樁對接前,上、下端板表面應(yīng)用鋼絲刷清洗干凈,坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤。b.樁焊接時(shí)宜先在坡口圓周對稱點(diǎn)焊若干處,分層施焊,施焊應(yīng)由兩個(gè)焊工對稱進(jìn)行。焊接層數(shù)一般為三層,不得少于二層。內(nèi)層焊渣清理干凈后方能焊外層,焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)。c.盡可能縮短接樁時(shí)間,焊好的樁接頭應(yīng)自然冷卻后才可繼續(xù)壓樁,自然冷卻時(shí)間不應(yīng)小于8min,嚴(yán)禁用水冷卻或焊好后立即施壓。4.4.8切割樁頭采用專用管樁切割機(jī),沿管樁外圍在所需的位置上進(jìn)行切割,切割位置可調(diào)節(jié)內(nèi)箍而定。4.5不同等級樁的處理樁身質(zhì)量檢測,主要通過現(xiàn)場低引變反射波法進(jìn)行,目的是對樁身缺陷進(jìn)行判定,對樁身質(zhì)量進(jìn)行分級。根據(jù)規(guī)范分為四個(gè)等級,分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類樁。其中Ⅰ類樁為樁身質(zhì)量優(yōu)良樁;Ⅱ類樁為合格樁;Ⅲ類樁為明顯質(zhì)量缺陷樁,需要與相關(guān)單位研究,確定處理方案或繼續(xù)使用,按要求修補(bǔ)后或經(jīng)研究可繼續(xù)使用的視為合格樁;Ⅳ類為不合格樁。由于管樁施工完畢后,單樁承載力沒有完全達(dá)到設(shè)計(jì)承載力強(qiáng)度,需要7天以上的嵌固期,故單樁承載力檢測宜在成樁后10～20天范圍內(nèi)進(jìn)行。5質(zhì)量控制5.1樁基承載力檢測樁身垂直度允許偏差為1%;截樁后的樁頂標(biāo)高允許偏差為±10mm;樁頂平面位置偏差與樁基承載力檢測方法應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和《港口工程樁基動(dòng)力檢測規(guī)范》(JTJ249—2001)的有關(guān)規(guī)定。本工程管樁高應(yīng)變動(dòng)力檢測為總樁數(shù)的3%,共20根。低應(yīng)變動(dòng)力檢測為總樁數(shù)的10%,共67根。5.2管樁靜壓施工a.配樁和送樁。根據(jù)設(shè)計(jì)樁長對每根樁進(jìn)行試配樁,在每根樁施工前,第一節(jié)管樁適當(dāng)?shù)嘏溟L些,便于掌握該地方的地質(zhì)情況。其他節(jié)管樁可據(jù)該樁的入土深度,合理節(jié)約管樁。b.管樁靜壓結(jié)束后,按設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范進(jìn)行垂直荷載(靜載)及高低應(yīng)變試驗(yàn),以檢驗(yàn)管樁的承載力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。c.試樁標(biāo)準(zhǔn):管樁靜壓施工前,根據(jù)地質(zhì)資料,在代表性地段選擇3個(gè)樁位進(jìn)行試樁。第一根管樁連續(xù)壓到設(shè)計(jì)極限單樁承壓力,第二、三根管樁只壓到設(shè)計(jì)值的60%左右,停機(jī)30～60min后復(fù)壓,記錄復(fù)壓值(t)。等待7～15天后進(jìn)行靜壓試驗(yàn),合格后即可制定本工程的終壓條件。6護(hù)岸基礎(chǔ)采用靜壓法沉樁工藝的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)采用的錘擊沉樁法施工工藝比較,靜壓式樁機(jī)沉樁效率較錘擊式樁機(jī)高,且不會對樁頭產(chǎn)生破壞;柴油錘擊樁額外需要柴油費(fèi)用;成樁質(zhì)量比錘擊更可靠,并降低因截樁或處理質(zhì)量問題而發(fā)生的費(fèi)用;由于電力液壓驅(qū)動(dòng)無噪音,而錘擊噪音及煙塵污染嚴(yán)重,較錘擊環(huán)保。整體效益優(yōu)于錘擊法沉樁工藝。在護(hù)岸基礎(chǔ)PHC管樁施工中采用靜壓法沉樁施工工藝,具有施工快捷、工藝簡單、單樁承載力高、質(zhì)量可靠、操作安全、環(huán)保程度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。通過對成樁后的基樁進(jìn)行了低應(yīng)變與高應(yīng)變動(dòng)力檢測,單樁承載力