引言
高樁碼頭的平臺與后方陸岸一般采用引橋連接，且引橋一般位于河漫灘上，為滿足防洪度汛的要求，引橋大多采用高樁梁板結(jié)構(gòu)。高樁碼頭引橋一般具備干地施工條件，在工程建設(shè)中引橋樁基常采用鉆孔灌注樁。這種樁基施工設(shè)備簡單，施工噪聲較小，對岸坡穩(wěn)定影響小，因此，多年來一直為眾多港口工程施工設(shè)計所采用。但在某些地質(zhì)條件下，該樁型施工鉆孔時間長，施工時容易發(fā)生塌孔現(xiàn)象，施工質(zhì)量控制難度大，而且鉆孔灌注樁施工過程中會產(chǎn)生大量泥漿，對環(huán)境影響較大。近年來，隨著PHC管樁在工業(yè)與民用建筑工程中廣泛應(yīng)用，PHC管樁憑借其自身的優(yōu)點彌補了傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的不足，愈來愈多的運用到高樁碼頭引橋工程中。
1、PHC管樁簡介
PHC管樁，即預(yù)應(yīng)力高強度混凝土管樁(Pre—stressHighstrengthConcrete，簡稱PHC樁)。是采用先張預(yù)應(yīng)力離心成型工藝，并經(jīng)過10個大氣壓、1800℃左右的蒸汽養(yǎng)護，制成一種空心圓筒型混疑土預(yù)制構(gòu)件。
PHC管樁具有單樁承載力高、應(yīng)用范圍廣、沉樁質(zhì)量可靠等優(yōu)點。隨著政府提倡建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，建筑工程對環(huán)境保護的要求越來越高，PHC管樁的機械化施工程度高，現(xiàn)場整潔，施工環(huán)境好。不會發(fā)生鉆孔灌注樁工地泥漿滿地流的臟污情況，也不會出現(xiàn)人工挖孔樁工地到處抽水和堆土運土的忙亂景象及井下作業(yè)的安全隱患。容易做到文明施工，安全生產(chǎn)。PHC管樁還具有經(jīng)濟效益突出的特點，其單位承載力造價在諸多樁型中是較便宜的一種而且施工速度快、工效高、工期短，能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
PHC管樁主要應(yīng)用于房地產(chǎn)建設(shè)、公路建設(shè)、鐵路建設(shè)、港口碼頭建設(shè)、機場建設(shè)和水上工程建設(shè)等領(lǐng)域。目前國內(nèi)PHC管樁主要應(yīng)用于房地產(chǎn)建設(shè)領(lǐng)域，在高樁碼頭引橋工程中應(yīng)用得還不多。
2、工程實例
2.1工程概況
黃石港棋盤洲港區(qū)一期0－2號泊位工程位于長江下游蘄春水道右岸、黃石市陽新縣韋源口鎮(zhèn)棋盤洲江段。該工程建設(shè)規(guī)模為新建2個3000噸級兼顧5000噸級散貨泊位，碼頭平臺與后方陸域采用高樁梁板結(jié)構(gòu)引橋連接，上下游分別布置一座人車行引橋，上游引橋長212.611m，下游引橋長213.437m。
2.2地質(zhì)地貌條件
該工程引橋段位于長江河漫灘，地面標高20m左右，較平坦，引橋與長江干堤相接。根據(jù)勘查結(jié)果陸域場區(qū)內(nèi)地層第一層由淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土組成，它們都具有土質(zhì)松散（或流塑狀）、強度低、厚度較大的特點；第二層為細砂層，含少量粉砂，夾薄層粘性土，松散；第三層為細砂層，飽和，中密為主，局部密實，可作為鉆孔灌注樁或預(yù)制樁端樁持力層。第三層以下為砂卵石層，部分分布為強風化泥巖層。
2.3引橋樁基情況
該工程上、下游引橋均為12個排架。1～10排架為PHC管樁，其中1～2排架采用打樁船施工，為水上沉樁施工；3～10排架為陸上沉樁施工，采用φ600mmAB型PHC直樁，壁厚為110mm，混凝土標號為C80，樁長為35m（不含樁靴），共計92根。管樁樁身結(jié)構(gòu)對應(yīng)的單樁豎向承載力最大特征值為：3150KN；混凝土有效預(yù)應(yīng)力為5.5MPa；抗裂彎矩檢驗值為：201KN·M；極限彎矩檢驗值為：332KN·M。11-12排架因靠近長江干堤，考慮到岸坡的穩(wěn)定，采用的φ800mm鉆孔灌注樁，共計14根。
2.4引橋PHC樁沉樁施工簡介
2.4.1施工準備
正式進行引橋PHC樁沉樁施工前，應(yīng)完成場地回填、整平、施工便道修筑、設(shè)備進場等工作。該工程采用的樁機是YBG-15液壓步履管樁機，樁錘選用KDDD11T(加配重)導桿式柴油錘。
2.4.2試樁
根據(jù)設(shè)計文件要求，正式沉樁前應(yīng)按規(guī)范進行試樁，以標高控制為主，以貫入度校核，根據(jù)試樁承載力檢測結(jié)果確定樁長。在確定正式樁長前不宜大批定制PHC樁。該工程原設(shè)計樁長為34m，經(jīng)試樁最終將樁長定為35m，均由湖北建華管樁廠承建，采用平板卡車運輸?shù)浆F(xiàn)場。由于PHC管樁混凝土強度達到80%以上才可吊運上車出廠，這一制樁周期大概需要7～10天，因此施工方應(yīng)提前與制樁廠聯(lián)系，安排好制作進度，避免管樁無法及時運輸?shù)浆F(xiàn)場。
2.4.3引橋PHC樁沉樁工藝流程
引橋PHC樁沉樁施工工藝流程見下圖：
2.4.4沉樁施工
檢查測放的樁位是否正確。檢查樁機，確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)后移動設(shè)備就位、對中、調(diào)直。
首先用吊車取樁，起吊支點宜在樁端（無樁尖）0.3L處；將樁吊起后，緩緩得將樁一端送入樁帽中，對位準確后，再用兩臺經(jīng)緯儀（軸線互相垂直）雙向調(diào)整樁的垂直度，通過樁機導架的旋轉(zhuǎn)、滑動及停留進行調(diào)整，確保位置及垂直度符合要求后先利用樁錘的自重將樁壓入土中。
該工程采用錘擊法沉樁，因地層較軟，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。在整個打樁過程中，要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打，以免管樁彎扭破壞。每根樁宜連續(xù)一次打完，不要中斷，以免難以繼續(xù)打下。
引橋PHC管樁一般由若干節(jié)10m左右預(yù)制管樁組成，在沉樁過程中要進行接樁，接樁采用端板式焊接接頭。當下節(jié)樁的樁頭距地面0.6～0.8m左右時，開始進行接樁。接樁時，上下節(jié)樁段應(yīng)保持順直，錯位偏差不宜大于2mm。焊接時，先將焊接面清刷干凈，再在下節(jié)樁頭上安裝導向箍引導就位，當PHC樁對好后，對稱點焊4～8點加以固定，然后拆除導向箍。由2名電焊工手工對稱施焊，要保證焊縫飽滿連續(xù)，符合相關(guān)設(shè)計標準和規(guī)范要求。焊好的樁接頭應(yīng)自然冷卻3～8分鐘后方可錘擊沉樁；嚴禁用冷水冷卻或焊好即打。
該工程經(jīng)試樁后，確定的終錘標準是：以貫入度控制為主﹝＜5mm/擊﹞，以標高作為校核標準﹝貫入度標準達到時，樁端距設(shè)計標高大于3.0m時進行高應(yīng)變檢測，根據(jù)結(jié)果判斷是否滿足承載力要求﹞，當滿足終錘標準時停錘。
由于地質(zhì)土層分布不均勻，持力層標高變化復雜，沉樁過程中很可能出現(xiàn)部分樁打不到設(shè)計標高，超高部分首先進行標高測定，標注高出部位，然后沿標注平面鑿（割）除，之后再進行底系梁的施工。
2.4.5引橋PHC樁沉樁施工注意要點
?、貾HC預(yù)制管樁運輸?shù)浆F(xiàn)場后應(yīng)該對樁身進行仔細檢查，檢查其外觀質(zhì)量，運輸過程中有無損傷，管樁標記是否清晰，尺寸偏差、砼抗壓強度和抗彎性能等六項。有質(zhì)量缺陷的管樁，在沉樁過程中極易破損斷裂，發(fā)生質(zhì)量安全事故。
?、诔翗肚皯?yīng)在樁身上以米為單位做好長度記號，便于沉樁過程中觀察記錄入土深度、貫入度等指標，以便滿足終錘條件后及時停錘。
?、鄢翗哆^程中應(yīng)不斷觀察樁錘、樁帽、樁身，三者應(yīng)盡量保持在同一軸線上并與地面垂直，管樁受到偏心錘打時極易斷樁。
?、軕?yīng)嚴格控制樁靴、接樁焊接質(zhì)量。焊接不到位將直接影響樁身完整性，造成質(zhì)量隱患，嚴重時造成廢樁。
⑤沉樁過程中做好原始記錄，發(fā)現(xiàn)異常情況及時與業(yè)主、設(shè)計單位聯(lián)系反映情況，研究解決問題。
2.5引橋PHC樁沉樁功效分析
該工程引橋共92根PHC樁，施工時間共計21天（包控試樁），每天有效工作時間約10個小時；施工設(shè)備為打樁機一臺、全站儀一臺、水準儀兩臺；工人4人，測量人員2人，技術(shù)員1人，工長1人?？紤]到21天中包括試樁時間、樁機檢修、移機時間，因此平均每天至少可完成5根PHC樁的沉樁工作。
該項目陸上沉樁還包括14根φ800mm鉆孔灌注樁，樁長為38m。在同等地質(zhì)條件下，施工設(shè)備為兩臺CZ-1200型沖擊鉆、25t吊車一臺、混凝土灌車3臺、全站儀一臺，還需挖機、泵車等設(shè)備；工人10人，測量人員2人，技術(shù)員1人，工長1人。施工時間共計20天，采取兩班倒，人歇機不歇的方式。平均每臺沖擊鉆約3天可完成一根鉆孔灌注樁的工作。
根據(jù)該項目PHC樁沉樁和鉆孔灌注樁沉樁功效對比，可以看出采用PHC樁效率更高，施工速度更快，現(xiàn)場需要調(diào)動的人、機等資源更少。由于PHC預(yù)制管樁直接從廠家采購，施工現(xiàn)場只負責沉樁施工，因此專業(yè)化程度也更高。
2.6引橋PHC樁沉樁結(jié)果
該工程引橋陸上共沉樁92根PHC樁，施工完成后對其中8根進行了高應(yīng)變動力檢測。檢測結(jié)果表明，樁基的單樁垂直極限承載力平均值為3820KN；對其中14根進行了低應(yīng)變動力檢測，檢測結(jié)果表明14根樁樁身完整性良好，均為Ⅰ類樁。高、低應(yīng)變動力檢測均滿足設(shè)計和規(guī)范要求。
黃石港棋盤洲港區(qū)一期0－2號泊位工程于2010年8月底完工，2011年初投入使用。歷經(jīng)2年多的使用，采用PHC樁作為樁基的引橋結(jié)構(gòu)一切正常，說明PHC樁運用到高樁碼頭引橋工程中的設(shè)計和施工是比較成功的。
3、結(jié)語
對于具備干地施工條件的高樁碼頭引橋工程，在合適的地質(zhì)條件下可以考慮采用PHC管樁作為引橋樁基類型，亦可因地制宜同時使用PHC管樁和鉆孔灌注樁兩種樁型。對于處于施工水位附近的河漫灘，為形成干地施工條件，有時可采用填筑臨時施工便道等措施，以便PHC管樁的陸上施工。
PHC管樁具有強度高、單位承載力造價低、環(huán)保性能好、施工速度快，工期短等突出優(yōu)點。采用PHC樁可以帶來很好的經(jīng)濟效果和環(huán)境效果，為我們在高樁碼頭引橋工程建設(shè)中帶來了一種新的思路。
參考文獻
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