港口航道與海岸工程文獻綜述

1、高樁碼頭中沉樁控制方法及要點的文獻綜述一、前言在港口碼頭建設中，高樁碼頭結構是采用的最多的一種結構型式。高樁碼頭作為我國廣泛的主要碼頭結構型式，其工作特點是通過樁臺將作用在碼頭上的荷載經樁基傳給地基。高樁碼頭主要適用于軟土地基。在沿海、河口和河流的下游地區(qū)有分布很廣的軟土地基，這種地基表層由近代沉積土組成，硬土位置較低，對這種地基，高樁碼頭幾乎是目前唯一可行的結構型式，并可用以建設深水大碼頭。沉樁作為高樁碼頭設計施工中的一關鍵部分，控制沉樁的好壞，直接影響著高樁碼頭結構的穩(wěn)定和使用。二、主題1、沉 樁 測 量 監(jiān) 控 要 點測量程序由測量工程師、主管工程技術人員提供測量所需的資料、圖紙。由測量

2、員負責現(xiàn)場測量及內業(yè)計算，測量工程師負責對現(xiàn)場測量成果及內業(yè)計算結果進行審核。對重要項目、關鍵部位，項目主管工程師必須復核其測量內業(yè)計算結果，對須經業(yè)主代表、監(jiān)理工程師復測確認的測量，如施工平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)以及沉樁控制，應按合同及規(guī)范將有關資料報監(jiān)理工程師和業(yè)主代表審核批準。所有原始、中間和最終測量，均按經監(jiān)理工程師認可的測量方法實施。各項驗收測量，均要有監(jiān)理人員在場。每次測量結束后應于規(guī)定時間內將所有測量數(shù)據(jù)交給監(jiān)理工程師審核。測量儀器 根據(jù)工程沉樁施工需要，一般選用 TC402型全站儀 2 臺，精度為 2/ ， 2mm+2ppm，T2 經緯儀 4 臺，精度為 2/ ，NA2水準儀 2

3、 臺，精度為 0.7mm及SDH-13A型測深儀 1 臺，精度為 100mm進行本工程的測量實施工作。沉樁施工測量方法根據(jù)本工程現(xiàn)場條件，在擬建碼頭后方陸域和兩側設置4 5 個平面控制點，形成測量控制網(wǎng)。利用測量控制網(wǎng)加密施工控制點，對碼頭施工用前方交會法進行控制。施工水準點由業(yè)主提供的基點直接引測至施工現(xiàn)場。基點用混凝土墩做成，點位用鋼十字標示，設明顯的保護標志。并提交監(jiān)理工程師和業(yè)主代表審批。施工期間定期對測量控制網(wǎng)進行復測校核。2、沉樁控制2.1 打樁船選擇要同時滿足起重能力和樁架高度兩個要求。樁架高度= 樁長-水深+樁錘高度+打樁船吃水+ 2m統(tǒng)計工程中所有樁在其相應的樁位上的水深情況

4、，依據(jù)樁長與水深差的最大值來確定樁架高度。沉樁施工的打樁船，其起重能力和樁架高度均應滿足施工要求。2.2 樁錘選擇根據(jù)設計要求樁錘選用D-100 型。2.3 沉樁順序和計劃安排根據(jù)船舶的性能及碼頭樁位布置安排打樁順序。樁船每拋一次錨（6 只錨）可工作的范圍為左右各50m，前后各 20m。所以安排沉樁順序時，每次沉樁的范圍宜在 100m40m內。沉樁作業(yè)段成階梯形布置，其前一個作業(yè)段要不影響后一個作業(yè)段所有樁位的沉樁施工。應盡可能減少移船次數(shù)。沉樁順序要保證每一根樁都能按設計樁位、扭角和坡比進行沉樁。根據(jù)本工程的特點，打樁總順序為由岸側向海側階梯形逐步推進。2.4 基樁裝駁及出運要求基樁按打樁順

5、序分批預制，待強度達到要求后，裝船運至現(xiàn)場工地。根據(jù)樁位平面布置圖，結合工程要求和施工條件，按沉樁順序安排方樁的預制，運輸及沉樁工作。根據(jù)施工時的沉樁順序和吊樁的可行性，繪制裝駁圖，嚴格按裝駁圖要求分層裝駁。貨船裝樁采用多點支墊堆放，墊木均勻放置并適當布置通楞，上下層墊木應在同一垂直面，墊木頂面應在同一平面上。運輸船在裝樁、運輸和吊起時保持平穩(wěn)。樁裝駁后，采取適當加固措施，防止因風浪影響發(fā)生方樁傾倒。施工時吊點位置偏差不超過0.1m。吊點位置標識在樁運到現(xiàn)場后派專人到船上進行畫線標識。2.5 沉樁定點方法前方交匯法：前方交匯法是在正面基線布置一臺全站儀，側面基線上布置一臺經緯儀，通過測量儀器的

6、豎直角來確保儀器觀測點均在樁頂設計標高上，正面基線的儀器還負責樁扭角控制。沉樁定位分粗定位、細定位、精定位三步進行，經各方向觀測員校核無誤后開始壓錘施打。海上 GPS打樁定位法：海上打樁定位系統(tǒng)采用分段控制的形式，首先在打樁船適當位置安裝兩臺 GPS接收機對船體進行定位，以 RTK方式工作，實時測出打樁船上兩固定點相對于基站的坐標，同時根據(jù)檢測的船體橫搖和縱傾值，經過計算處理，得出理論上水平船位坐標和方位角；在其基礎上，以船體作為已知參照物，用安裝在打樁船縱向中軸線和樁架左轉軸前方的兩臺激光測距儀對樁身位置進行測定，因激光測距儀與GPS接收機的位置是固聯(lián)的，通過激光測距儀和和船體與樁架的幾何關

7、系，推算出樁位坐標和方位，從而達到由GPS對樁身的控制目的。海上 GPS打樁定位系統(tǒng)的計算機操作界面能同時以圖象及數(shù)字的形式反映出施打樁的設計位置及主要樁參數(shù)，包括設計的樁中心坐標、樁頂標高、平面扭角、傾斜坡度等和當前施打樁的實時位置及樁船的預定位置和當前位置。2.6 沉樁控制標準根據(jù)設計要求，沉樁采用D-100 型打樁錘。預應力砼方樁沉樁時，以標高控制為主，貫入度作為校核。由于本工程地質復雜，地層間雜著大量的粉細砂和中粗礫砂夾層。大部分樁的樁端進入密實或極密的粗礫砂層和堅硬的強風化巖持力層。沉樁時根據(jù)樁位地質情況，判斷沉樁控制標準。暫定貫入度標準為：最后10 擊為每擊為510mm；系纜墩鋼管

8、樁需進入風化巖石不小于2.0m，靠船墩鋼管樁需進入風化巖石不小于2.5m，暫定貫入度標準為最后10 擊，每擊小于5mm。根據(jù)試樁情況和樁基大、小應變檢測結果，此標準可在沉樁過程中逐漸調整。如樁尖已達設計標高，而貫入度不滿足標準，應繼續(xù)沉樁，至滿足標準為止；如樁尖未達設計標高而貫入度已達控制標準，應繼續(xù)貫入100 mm或錘擊 3050 擊。其平均貫入度不應大于控制貫入度，且樁端距設計標高不超過1m3m。如遇異常情況應及時匯報，與設計等部門研究解決。2.7 沉樁工藝打樁船、運輸船在拖輪配合下進行拋錨定位。移船吊樁及就位：樁船緊靠著運輸船，樁架往前傾斜，使吊索垂直于方樁或鋼管樁。吊點位置按設計要求規(guī)

9、定，方樁采用六點吊，下吊索長度（包括捆綁長度）一般取 0.50.6 倍樁長；樁未吊離船倉時，運輸船上的起重工負責指揮，起吊過程注意觀察方樁兩端是否碰到倉壁，打樁船吊起樁身至適當高度（如超越駁船上所有錨機、封艙架等障礙物）后，打樁船退后，橫移至設計樁位；慢速升1#主鉤，降2#副鉤立樁，同時將樁架收回至前傾3，打開上、下背板，再將樁架變幅至后傾5，使樁進入龍口，關上、下背板、解副鉤吊索。定位：將上背板升至適當位置，下背板放到水面，使樁穩(wěn)定后、移船至樁位準確位置；打樁船移船調整至符合要求；儀器觀測報出樁的垂直度誤差，打樁船通過調整平衡車或左、右艙壓水調整或通過變幅調整前后垂直度誤差。下樁：下樁前測量

10、工用水砣測水深，把水位、水深報告給樁班班長。當扭角、垂直、樁位均符合要求時，樁工班長指揮降主鉤下樁，下樁時，測量班和樁工班跟蹤觀測，隨時掌握樁位和垂直度變化，根據(jù)實際情況，采取措施確保樁位和垂直度符合要求，在斜坡上下樁，一般將樁尖往岸坡前移一定距離下樁，讓樁順斜坡向下滑移，待樁不再滑移時，再移船調整垂直度。替打頂應設置錘墊（錘墊由硬木制成），樁頂設置有適當彈性的樁墊。樁墊要求厚薄均勻，尺寸盡量與樁頂斷面相同。樁墊厚度要求：采用紙墊時，錘擊前一般為 40cm。套替打、壓錘：樁身靠自重下沉穩(wěn)定后，復測樁位，確認符合要求后解主吊鉤吊索，樁工班長指揮放下替打，接近樁頂時，暫停、觀察樁頂與替打的樁帽是否

11、對正（鋼筋混凝土樁還須鋼筋與替打鋼筋孔對正），如有偏差應移船或變幅樁架使之對正再放下替打。壓錘時，樁工班長密切注意樁位變化，測量工復測樁位，調整好樁位繼續(xù)壓錘。錘擊：壓錘后待樁穩(wěn)定，調整龍口與樁身平行，使樁、替打、錘三者的中心線在同一軸線，測量工復測樁位無誤，經現(xiàn)場技術員認可后，樁工班長指揮錘擊。錘擊過程中應注意滑樁、樁頭破碎、樁的貫入度是否已達設計要求、樁錘使用極限、涌浪等情況，并記錄各種原始記錄。在錘擊過程中測量工全程觀測，如出現(xiàn)偏位應及時向現(xiàn)場技術員和監(jiān)理人員匯報。停錘起錘：預應力砼方樁沉樁控制以標高為主，以貫入度控制為較核。設計暫定貫入度控制標準（最后10 擊）為 5mm/擊10mm/

12、擊，在錘擊沉樁過程中，樁頂標高達到設計標高時貫入度符合設計要求，經現(xiàn)場技術員確認后方可停錘起錘、移船。當方樁已打至設計標高，如貫入度未達標，應繼續(xù)錘擊至滿足設計要求，如樁尖未達設計標高，貫入度已達到控制標準，應繼續(xù)貫入100mm或 3050 擊，且其平均貫入度不應大于控制貫入度。如遇其他異常情況及時與監(jiān)理、設計聯(lián)系。停錘起錘移船后完成沉樁一個循環(huán)。2.8 水上夾樁及樁頭處理水上夾樁在沉樁后為防止樁身位移或傾斜，及時對施打完成的樁進行夾樁，夾樁施工原則為：（ 1）確保樁和樁排架的穩(wěn)定。（2）確保夾樁材料不損壞方樁。（ 3）作為樁帽、現(xiàn)澆墩臺腳手架。根據(jù)上述原則，夾樁材料采用槽鋼、木枋，沿碼頭縱橫

13、向“井”字形夾樁。樁頭處理 沉樁完畢后，方樁樁頂鋼箍必須鑿掉，高出設計樁頂標高的部分也要鑿掉，鑿除前測放出樁頂設計標高，并在標高面用切割機沿樁四周割一圈，深度為 2cm，應將高出部份鑿除。鑿樁時，利用夾樁材料搭設簡易平臺，人工鑿除。鋼管樁高出部分直接用風焊割除。若樁頂標高低于設計高程，如相差不大，可與設計、監(jiān)理研究，通過加厚樁帽或者是加厚下橫梁的前后梁段的方法解決。如相差過大（ 30cm），則必須接樁，接樁方法：先將樁頭破裂砼鑿除，并使其成毛面，用水沖洗干凈，然后綁扎鋼筋籠安裝模板，澆筑砼至設計標高。三、結語沉樁是高樁碼頭施工的關鍵工序，沉樁質量直接影響碼頭整體質量，因此沉樁過程必須采取下列質量保證措施：（1）吊樁時按規(guī)定方法捆綁方樁，吊點位置不得偏離設計位置 10cm，起吊前逐個檢查吊點、卡環(huán)是否安全。（2）打樁船吊起樁身到適當高度后再立樁入龍口，移船就位時要掌握水深，防止樁尖觸及泥面，造成樁身折裂。（3）直樁下樁過程中，樁架要保持垂直；斜樁下樁時，保持樁架與樁的設計傾斜度保持一致。（4）錘擊沉樁時，樁錘、替打和樁宜保持在同一軸線上，替打要保持平整，避免產生偏心錘擊。（5）當船行波影響沉樁穩(wěn)定時，要暫停錘擊。（6）不得用移船方法糾正樁的偏位，防止背板蹩樁，對斜樁尤應注意。（7）如出現(xiàn)貫入度反常，樁身突然下沉，過大傾斜、移位、樁身出現(xiàn)嚴重裂縫和破碎掉塊，均立即停止錘擊