工程概況
南京龍?zhí)陡蹍^(qū)三江口公用碼頭改造二期3000噸級化工泊位工程位于長江下游龍?zhí)杜c儀征水道的連接處,上游為已建成5000噸級化工碼頭,本次建設3000噸級液體化工泊位,碼頭設計吞吐量為60萬噸/年,其中進口40萬噸/年,出口20萬噸/年。與已建成的一、二期5000噸級化工碼頭連城整片。
碼頭平臺長105m,寬15m,排架共16榀,間距為7.0m。每榀排架共6根樁,其中2根直樁,4根斜樁(4.5:1),φ800PHC管樁樁長35~43米,共101根。
2施工前準備工作
2.1沉樁前對江底面坡度大于1:4處進行削坡處理;根據施工圖繪制樁位編號圖,確定裝船和沉樁順序;在樁身劃出長度標記,并按順序標明樁的長度。
2.2沉樁碰樁驗算
本碼頭的樁基工程斜樁多,占總數的60%,斜率大,扭角大,故在打樁施工前進行了(斜樁與直樁和斜樁與斜樁兩種類型)樁位的碰樁驗算。
采用如下公式進行碰樁驗算:
斜樁A與直樁B間的最小距離e,可以通過簡單的平面幾何和三角函數運算求得:
e=L×Sin(α-β)公式中:L=
(X,Y)為斜樁A樁頂中心坐標;
(X0,Y0)為直樁B樁頂中坐標;
α為斜樁樁頂至直樁樁頂的方位角;
β為斜樁樁頂至樁尖的方位角。
斜樁A與斜樁B中心線之間最小距離e,首先要確定樁的參數后用下列公式計算:
斜樁A:①樁頂坐標為(x0,y0,z0);
?、跇对赬OY平面上的投影與Y軸夾角α;
③樁沿深度方向的傾斜度為Na:1;
斜樁B:①樁頂坐標為;
?、跇对赬OY平面上的投影與Y軸夾角β;
?、蹣堆厣疃确较虻膬A斜度為Nb:1;
兩樁最小距離:
式中:
當e≤1.2m時,則認為可能出現碰樁,需要調整樁位要素。
該項目樁基工程通過碰樁驗算和設計調整后,在沉樁過程中均沒有碰樁事故發(fā)生。
3施工工藝
3.1沉樁工藝流程
采用打樁船水上錘擊沉樁法施工,方駁配合運樁,打樁船從方駁上直接吊樁定位進行施打。
3.2沉樁順序
選擇合理順序,減小樁的側向位移,保護已打樁安全。本工程引橋沉樁順序為先上游引橋后下游引橋,由岸側向江側,碼頭沉樁順序為由上游向下游方向分階段呈階梯展開。為保證岸坡穩(wěn)定性,采取“間隔跳打”措施,以減少對邊坡的影響。
3.3移船吊樁
錨纜布設完畢,移船靠近運樁駁取樁。捆樁采用自鎖壓扣法。當樁水平吊起后,鎖扣將自行壓緊。大管樁起吊到一定高度,上部和中部吊點的大鉤回收,下部吊點的大鉤放松,進行立樁,錘、替打同步上升,立樁完畢,調整樁架的傾斜度和替打高度,使上口嵌入替打,將下部吊點的大鉤解除,移船就位,要避免樁滾動和碰撞,吊樁采用四點吊。
3.4立樁入籠口
立樁過程與移船吊樁相同,立樁完畢調整樁架的傾斜度和替打高度,使上口嵌入替打,并將連接下部吊點的大鉤解除,再用抱樁器固定樁,按設計沉樁角度調整打樁架。
3.5錘擊施工
打樁船調整好自身位置和樁架垂直度后壓錘和替打,觀測樁的偏位、扭角和垂直度,確定各項數據達到要求時,開始錘擊。打樁初時,輕起錘,小落距,觀察樁身、樁架、樁錘等中心軸線一致后,轉入正常施打。錘擊沉樁過程中,保持連續(xù)重錘低擊。
3.6臨時夾樁
為確保施工期內預應力樁在土坡變形、水流、風浪影響下不引起傾斜、偏位和折裂,沉樁部分完畢后,馬上進行臨時夾樁,采用槽鋼對拉的方式,將兩個樁頂連成一體,最后整個樁形成整體,樁區(qū)設置明顯標志及紅燈,防止撞樁。
4沉樁質量控制
本工程沉樁以標高控制為主,貫入度作為校核。
雙控制分項如下:
(1)最后10擊錘達到要求收錘標準,同時樁尖達到設計標高時,為理想收錘,可終止打樁;
(2)當最后10擊錘達到設計收錘標準,但樁尖未達到設計標高時,應繼續(xù)20~30擊,平均貫入度不大于3mm/擊、且樁尖距離設計標高不超過2m??墒斟N終樁
(3)當樁尖達到設計標高而貫入度未達到校核值時,應繼續(xù)沉樁至貫入度達到或接近控制標準時,可收錘終樁。
5沉樁質量評價
該工程共沉PHC樁101根,直樁樁頂偏位均<100㎜;斜樁樁頂偏位均<150㎜;樁的縱軸線傾斜度偏差<1%,由南京大學工程檢測有限公司進行了高應變和低應變檢測,結果均合格。根據沉樁記錄,101根PHC樁的沉樁質量符合沉樁質量控制要求、樁身完整、符合設計要求。
6沉樁注意事項
沉樁前先對沉樁區(qū)域進行探摸和地形測量,以保沉樁安全。
沉樁偏位應嚴格控制,注意碼頭前沿樁及叉樁,及時對參加沉樁施工人員進行技術交底,測量資料都必須經施工技術負責人校核,并經常對沉樁進行校核,確保沉樁正位率。
沉樁時嚴格控制樁身、樁錘、替打在同一軸線上,防止產生偏心錘擊。
沉樁控制嚴格遵照設計及有關規(guī)范要求,沉樁過程若發(fā)現異常,立即停錘,及時分析研究,采取有效措施后方繼續(xù)沉樁。
施工期間,定期進行位移觀測,如實做好記錄。
7總結
PHC管樁的應用受地質條件影響較大,隨著樁錘功能的不斷增大,一般將樁打入良好持力層,這對提高單樁極限承載力是極為有利的,合理確定沉樁貫入度收錘標準,是確保工程質量的重要保證。
參考文獻
[1]《預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程》(DBJ/T15-22-98)
[2]《PHC樁施工技術》(樓偉中、周雄杰中國科技信息)2005年第10期。
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