1水運工程施工技術117―148

1、圖713打擊力曲線滿足沉樁速度和質量的要求。使沉樁效率高并保證樁身完好，但錘的重量和沖擊能量不能過大。若過大，沉樁速度固然可以加快，但必將導致樁身承受過大的應力而破壞，這是不允許的。 樁錘應通過試樁選擇，若無條件進行試樁時，可根據(jù)當?shù)鼗蚱渌愃频貐^(qū)的經驗選擇。我國現(xiàn)行港口工程技術規(guī)范“樁基工程”給出幾種常用錘型貫穿土層的能力可供參考。也可以通過一些經驗或半經驗的打樁動力公式，根據(jù)要求的承載力，要求或實測的最后平均貫入度來反算滿足施工條件時所需的沖擊能量，以校核所選的是否合乎要求。這一類的公式很多，由于各地的地質條件和施工條件不大同，難以有一個對各處都適用的公式。根據(jù)國外普遍采用的工程新聞公式，

2、結合多年來我國航務工程打樁的經驗，推薦以下與工程新聞式(72)適用于柴油打樁錘。 在滿足錘沖擊能要求的前提下，錘選重些為好，因為沉樁時的沖擊能一部分用在沉樁上，是有效的能量消耗，另外還有一部分能量消耗在錘的沖擊回彈和樁墊、樁帽、樁等的變形上，是無效的能量消耗。用公式表示：用沖擊能量的有效利用系數(shù)(K。)來表示能量的利用情況，則：愈大，說明能量利用越充分，打樁的效果愈好。取決于樁重與錘沖擊部分重量之比值。 當錘的沖擊能相同時，應選擇沖擊部分重量大些的錘，可提高Ke值。在沖擊能量一定時，樁身應力隨錘重的增加而減少，單動錘比雙動錘重，因而選用單動錘比雙動錘能使樁下沉的深度更大。 隨著電子計算機的發(fā)展

3、，提出了以波動理論為基礎的錘擊樁應力波動法，這個方法用來分析沉樁時的應力狀態(tài)，并據(jù)此選擇恰當?shù)臉跺N，準確地預測樁承載力和檢驗樁身質量。2. 樁架 樁架是起吊樁、樁錘、替打等的支架，并作為沉樁時導向之用，根據(jù)其支承結構和工作條件可分為陸上打樁架和水上打樁架(打樁船)。 (1)、陸上打樁架： 通常是用鋼材制成井架裝在軌道小平車上，或是裝在可在滑道上滑行的平臺上，加上絞車輪組及其它設備組成陸上打樁機；將井架裝在履帶式起重機上成為履帶式打樁軌，這種打樁機移動迅速，可作360?；剞D，因而使用方便。這種樁架高度可達50m(見圖7-14)。 (2)水上打樁架(打樁船) 、 將打樁架設置在平底駁船上即成打樁船

4、。其主要設備與陸上打樁架相同，此外，打樁船還配備有以下設備： 錨纜系統(tǒng)：打樁時通常配備前后邊錨(八字錨)及艏錨、艉錨，有6-8個錨，由操縱臺集中控制打樁的移位和就位。 船體平衡裝置：隨著沉樁的進程，船體因局部增荷或減荷將會造成船身傾斜和擺動，影響船位的準確和樁身安全。因此船上備有供打樁時使用的船體平衡裝置。 使樁架俯仰的機構及吊龍口：打樁架除打直樁外還可以打斜樁，最大斜度為3：1，型打樁船可達1：1，要求打樁架能很容易的改變坡度進行俯打和仰打。有的打樁船口可以出船頭一段距離，進行吊龍口打樁，以便打設岸邊水深較淺的樁，如圖7-15所示。 背板：是在龍口上固定樁位的設備。有了背板就可以使樁順著龍口

5、的方向滑動。在斜樁時，背板還有承受樁身重量的作用(圖716)。 (3)打樁架的高度： 打樁時，要根據(jù)樁長、打樁方式來選擇樁架的高度，樁架高度(見圖714及圖717)按下式確定： 我國現(xiàn)有幾艘較大的打樁船，最大的樁架高度80m(從水面起算)；有效樁架高度為70m，可打80m以下，樁重80t以下各種型式、傾角、仰俯30。的樁，最大的打樁直徑為1.5m。 (4)抗風浪性能： 選擇打樁架時除了考慮樁架的高度，最大的打樁直徑、起吊能力外，還要考慮抗風浪的能力，尤其是打樁船。一般的打樁船只能在5級風以下拖航和打樁，因此只適宜在近海作業(yè)，若要在外海打樁，則要求抗風浪性能更好的打樁船。 在風浪大而頻繁的地區(qū)，

6、用設在臨時施工棧橋或海上施工平臺上的打樁機打樁，如圖74所示為海上自升平臺打樁示意圖，拖運時支腿升起，工作時支腿插入海底，平臺上升到冰面以上波浪打不到的高度，可以全天候進行施工作業(yè)。 3替打及樁墊 替打，接在樁頂和樁錘之間，主要起緩沖作用，能減少對樁頂打擊力，保護樁頭。結構上它有一定剛度，當受錘擊時，本身的變形盡量少，以便錘擊的能量更有效地傳遞給樁，要有足夠的重量。同時也起送樁作用，把樁頂送至設計標高，將樁頂送入水面以下或泥面以下設計深度時，替打伸出龍口的長度不超過替打長度的t2,-：23，這是為了保證沉樁時錘、替打、樁三者的軸線在一條直線上，以減少偏心。 樁墊，墊于樁頂與樁帽之間，起緩沖減震

7、作用，降低樁身打樁拉應力，避免樁身產生裂縫；也減少樁頭壓應力，保護樁頭不被破壞。80年代以前國內外對墊層材料作了長時間的研究，未能找到理想的材料。我國工程上常用木、水泥袋紙、麻布等材料作為樁墊材料，以水泥袋紙效果較好。80年代國外采用碟簧樁帽作為緩沖減振設備，這是國際打樁工程的新技術，我國也已研究成功DH一8000型碟簧樁帽，適于錘蕊重7080KN的柴油錘，可降低打樁應力，壓應力減少50以上，拉應力減少75以上，而且延長有效錘擊力作用時間，見圖718。二、震動沉樁方式 (一)震動沉樁原理和震動錘種類 震動沉樁是在樁頭上剛性連接一震動錘，形成一個震動體系。由錘內幾對軸上的偏心塊相對旋轉產生的震動

8、力，使震動體系(樁、替打、錘的總合)上下震動，強迫與樁接觸的土壤也發(fā)生震動，破壞原來的土壤結構，大大降低，減少了對樁的阻力，樁在震動體系的壓重作用下沉入土中，圖719為震動沉樁原理示意圖。 目前的震動錘是按照共震作用或震動沖擊作用二種理論進行設計的，大致有四種類型的震動錘： 1依共震作用理論設計的錘型 (1)低頻震動錘： 當震動體系的頻率與土壤的自振頻率(一般在15Hz20Hz)一致時，就會產生共振，使振幅加大，能迅速破壞樁和土壤間的粘結力和彈性力，因而樁在自重和壓重的作用下下沉。按這種理論制造的震動錘的特點是頻率低(為8Hz 20Hz)、震幅大(7mm25ram)、能重點克服樁尖阻力，其缺點

9、是對附近的建筑物可能產生危險的影響。適用于打大口徑鋼管樁和鋼筋混凝土樁。多用于碼頭和橋梁樁基的施工。圖719震動沉樁示意圖 (2)中高頻震動錘： 頻率20Hz60Hz，用高頻來提高振動力，增大震動加速度，振幅較小，一般為3mm8mm。適宜在含水的松散沖積層、松散和中等密實砂層中沉樁，大多用于下沉斷面小，重量輕的樁，如鋼板樁、小口徑的鋼管樁和II型鋼樁。在拔鋼板樁時也常用這種錘。 (3)超高頻震動錘： 頻率100Hz 150Hz，認為樁體是一均質的彈性體，當震動錘的頻率接近于樁體縱向震動的自震頻率時，震動錘與樁體發(fā)生共震，最大限度地增大樁體的彈性變形量，由于樁體的彈性伸縮，使斷面縮小和增大，破壞

10、了樁側面和土壤的接觸，減小了樁側面摩阻力。另外，樁的自震頻率非常高，樁的運動速度比土壤的彈性反彈快，樁前端給土層以頻繁的沖擊和較大的沖擊動量使土壤分子來不及進行彈性變形，顆粒間的結合一時遭到破壞，土壤液化，阻力減小，因而可以用最小的力使樁很快地沉入土中。這種類型錘的震動對周圍的影響小，一般不超過30cm，噪音小，因而適用于城市中建筑物樁基的施工，在硬質土壤中下沉大斷面樁效果好。 2. 依據(jù)震動沖擊作用理論設計的錘 依據(jù)震動沖擊作用理論，土壤的自震頻率大不相同，不易做到使震動錘的強迫震動頻率與土壤的自震頻率相接近。因此樁的下沉不僅僅是靠自重加壓重來破壞樁尖下面土層的阻力，還依靠震動時所產生的向下

11、沖擊力，使樁尖下面土層破碎，據(jù)此設計了震動沖擊聯(lián)合作用的震動沖擊式錘(圖7-20)。這種錘適用于在粘性土壤和堅硬土層上打樁和拔樁。 (二)震動沉樁的主要參數(shù)及其選擇 震動錘的選擇應考慮下述要求： 1震動錘的起振力P(激振力)應能克服土壤對樁周圍的阻力T。PXT (76)式中：X土壤彈性影響系數(shù)(主要受振動加速度a的支配，振動加速度加大，將會使土壤 產生液化現(xiàn)象，減小土壤的粘著阻力)，當用低頻震動錘下沉鋼筋混凝土樁及管樁 時，X=0.60.18，其他情況X=1，震動偏心塊轉動時產生的震動力(起震力或激振力)P可以從震動錘的性能表中查出。 2震動體系的震幅A要能超過樁下沉時所要的震幅A。，樁才能下

12、沉。震動體系的震幅A由下式求：式中：M樁偏心力距(kNm)； g樁及樁錘的重量(kN)。 三、射水一錘擊方式沉樁(水沖法) (一)射水一錘擊沉樁的原理 當樁基要穿過砂夾層、砂卵石夾層、硬粘土等阻力較大的土層時，錘擊沉樁有困難，不僅沉樁貫入度小，沉樁速度慢，而且樁頂因錘的多次沖擊而被破壞，這時可用高壓射水予以配合。 如圖722，在樁尖內或外部設沖射管，噴出高壓水來。沖擊破壞樁尖下的土壤結構，減少土壤對樁側和樁尖的阻力，樁在自重和打樁錘、替打、樁帽的重量作用下很快地沉入土層中。 由于高壓水束對土壤的破壞極大，土壤對樁的約束作用降到最小，沉樁時樁位難以控制，而且土壤對樁側摩阻力和對樁尖的阻力即使在經

13、過一段時間的恢復后，也不能達到原有的程度，為了避免射水沉樁的負面作用，不單獨采用射水沉樁，而是用射水錘擊的方式沉樁，即在錘擊沉樁的過程中用射水配合，到距樁尖設計標高1m2m時，停止射水，單用錘擊將樁沉入到設計標高。 高壓水束對淤泥、砂、砂礫土、砂粘土、粘土都能起作用，以在砂性土中的效果最好。 (二)射水錘擊沉樁機具和施工 射水沉樁所用的機具，除應用錘擊法的全套機具外，另加射水系統(tǒng)，如圖723所示。射水系統(tǒng)由高壓水泵、壓力管、橡皮軟管、射水管及噴嘴等組成。圖723射水沉樁設備 高壓水泵一般多用離心式多級水泵，因為它出水均衡，水壓高。 一般在砂性土中沉樁，應該用較大的流量，較低的壓力；在粘性土中則

14、用較小流量，高的壓力；在砂卵石中既要有較大的流量，又要有較高的壓力。另外，樁入土深度愈大，所需水壓、水量愈大。港口工程技術規(guī)范“樁基工程”中附有水沖沉樁所需水壓、水量參考表。 根據(jù)射水管的布置不同，有內沖內排、內沖外排以及外沖外排等幾種沉樁的方法。 1內沖內排法(圖724a) 將射水管安置在空心樁的中心，噴嘴不露出樁尖，在樁身內距樁尖lm左右，并通入壓縮空氣輔助向上排除泥渣水。采用這種方法時，若沉樁速度較快，樁尖在土壤內任一點的停留時間較短，則土壤的破壞僅限于樁尖范圍內，樁的承載能力較有保證，適合在黃土類土和粘性土中沉樁。若在下沉過程中，遇到卵石或塊石等障礙物，樁的方向就難以控制。 2內沖外排

15、法(圖724b) 射水管從樁的空心中穿過伸出樁尖20cm30cm，水沖攪亂的泥渣沿著樁周外壁向上排 出。外排對土層破壞較嚴重，將會降低樁的承載力，但砂性土降低的程度要小些，外排的現(xiàn)場施工條件比內排要好。圖724射水沉樁方式a)內沖內排；b)內沖外排；c)外沖外排；d)內外同時射水 3外沖外排法(圖724c) 將數(shù)根射水管(一般用二根)對稱地置放于樁側面，噴水管超過樁尖約20cm。泥渣水沿著樁周外壁向上排出。這種方法操縱方便，但對樁周土壤破壞較大，不適于在細微顆粒、土性不易恢復的土壤中沉樁。 4內外同時射水 對于大口徑的開口管樁，可采用內外沖水結合的方法(圖524d)。此時中心射水管的數(shù)目可多于

16、一根，且沿管內壁布置。另外還布置空氣吸泥機采用邊沖邊吸的方法。 用壓氣和壓力水同時沖刷土壤。由于與空氣混合的泥漿容重減輕，能以較快的速度沖向地面，并使土對樁的阻力大為減小，可以加速樁的下沉。 當采用水沖和震動相結合的方法時，震動錘的必要震幅可以減少一半。第四節(jié) 沉樁定位 為了完好無損準確地將樁沉放到設計位置，包括樁的平面位置和立面位置，必須在沉樁之前準確地定位。在沉樁過程中，要控制樁不偏位，沉樁結束時樁尖要落在設計標高上。 定位工作借助測量學的方法進行。 一、平面定位 直樁的平面定位通過23臺經緯儀，用前方任意角或直角交會法進行。一般是控制樁的正面軸線和樁的一條邊線或角線。定位前，根據(jù)設計的樁

17、位布置圖，布置好施工基線，計算出基線上控制點與樁連線的方位角，見圖725。定位時，將控制點的位置在基線上精確地測 圖7-25前方交會樁位示意圖 a)直樁定位，b)直樁定位側站布置量出來，然后在控制點上架設經緯儀，按計算出的方位角放出視線，幾臺經緯儀視線的交點即為樁的準確位置(圖726)。 斜樁定位比直樁復雜，需要23臺經緯儀和一臺水準儀配合。樁軸線有一傾角，與經緯儀視線不平行，有一交點，交點標高不同，其平面位置的方位角也就不同。沉樁時，樁的坡度由打樁架的坡度來保證，正面軸線由設在正面的經緯儀控制，樁側角線則可根據(jù)設計樁位，沉樁時的水位，計算出經緯儀視線與樁架上樁交點在準確位置時的標高和方位，然

18、后用一架水準儀在樁上放出控制點的高程并做出記號，用一架徑緯儀的視線對準交點的準確方位，移動打樁船，當樁上記號與經緯儀視線相交時，這時的樁位即為正確位置，如圖727。在計算時必須計入定位時的水位。圖727斜樁定位法 隨著量測儀器、設備性能改進和計算機技術發(fā)展，打樁船技術裝備現(xiàn)代化，船陸通訊的改善，使得沉樁定位工作大為簡便、快速，也提高了沉樁的準確度。具體的體現(xiàn)為：引進了激光測距儀等精密測量儀器，將控制樁位的方位角等要素編制程序用電子計算機進行樁位控制計算，通過對講機指揮打樁船船長，由船長本人通過操作臺調動打樁船就位。 由于電子經緯儀、側距儀、GRE數(shù)據(jù)終端組合而成的全站式電子速測儀(簡稱全站儀)

19、及GPS(衛(wèi)星導航全球定位系統(tǒng))等儀器的引進，完全有可能更進一步地改進沉樁定位工作，變現(xiàn)在的由岸上測站指揮打樁船長、船長操作調動打樁船使樁就位的被動定位法，為打樁船船長通過船上的自動跟蹤全站儀和微機進行定位的主動定位法，使定位工作更加簡化，快速準確。 二、沉樁高程控制 樁尖應落在設計規(guī)定的標高上，以保證基樁承載力滿足設計要求，樁尖標高控制是通過樁頂?shù)臉烁邷y量實現(xiàn)的。沉樁時，在岸上用水準儀高程測量法對樁頂標高進行控制，其方法示意如圖728。圖728用水準儀控制打樁高程1一替打；2-墊層；3-樁；4-水準尺；5-樁角第五節(jié) 預制樁沉樁施工中的主要問題一、吊 樁 為了不使樁產生損傷變形，樁的吊點數(shù)E

20、t、吊點位置、支墊位置，都要根據(jù)樁的結構性能及吊樁條件對起吊過程中樁身的受力情況進行計算確定，原則上是使樁身產生的正負彎矩相等，因此施工時必須遵照設計及有關施工規(guī)范執(zhí)行。 鋼筋混凝土樁長在20m以內的可用兩點吊，20m以上的用三點或四點吊，用起重船起吊時可用三點吊，表7-2為吊運過程吊點位置及最不利彎矩的計算，圖729為樁在預制廠內運輸時用四點吊和沉樁時用三點、四點吊的情況。吊運過程吊點位置及彎矩計算圖 表72a)龍門吊四點吊 b)打樁時四點吊 c)起重船三點吊樁圖729樁的起吊情況 表72中：q為樁單位長度重量(kNm)，對四點吊是指空心斷面的單位長度重量；為樁長(包括樁尖)(m)；M為計算

21、彎短(kNm)。當樁長大于36m時正負彎矩相差很大，吊點布置要重新計算。 二、沉樁順序的確定 沉樁以前要先擬定好沉樁的順序，順序的合理與否對施工進度和施工質量的影響很大。擬定沉樁順序時要考慮以下幾個方面的問題： 1土壤變形的影響 對于單樁(間距6D)，可以認為樁相互之間不受沉樁土壤變形的影響。沉樁順序由其他條件確定。對于群樁(間距6D)，相互之間受沉樁土壤變形的約束，當打樁方向由一端向另一端前進(圖730h)，由于土壤已被先打下的樁擠實，后打的樁可能沉不到設計標高，或者雖用強力把樁打下去，先打的樁又可能會被后打樁所排出的土擠出來；當由兩端向中間打樁(圖730a)，由于土壤受排擠使得中間土壤擠密

22、實，同樣，樁也可能下沉不到設計標高，使建筑物產生不均勻沉降。正確的打樁順序如圖731所示，可以避免或減少土壤因打樁而產生的變形的影響圖730群樁不合理的沉樁順序圖7-31群樁合理的沉樁順序 2要使所有的樁都能打到 往往由于結構的原因，樁基布置復雜，受到當?shù)厮?、地形條件限制，打樁船性能約束，有些樁不容易打。如果打樁順序考慮不周，就可能使樁漏打或打不到，對于個別技術上困難，用現(xiàn)有的打樁設備無法施打的樁，則需要考慮是否要改變樁基布置，或是采用特種的施工方法，需要通過技術經濟的比較確定。 3要考慮到工程的分段 為了有利于后續(xù)工程的施工，整個碼頭工程要分成幾段按流水作業(yè)的方式組織施工。打樁順序應滿足分

23、段的要求。在擬定分段長度時，要考慮沉樁的方便性，。也要考慮各個工序在一個施工段里作業(yè)時間的均衡性，還要考慮施工的安全性。一般以結構段來分段。 4要考慮打樁水位、水深、風和水流的影響 打樁施工水位要根據(jù)潮位、地形、樁長、樁頂標高、打樁架高度、船舶吃水以及必要的施工時間來確定。 5盡量減少沉樁震動對岸坡的影響 最好采取順岸打樁的順序。由岸向外逐排打設，如用一條打樁船沉樁時，最好采用順排間隔沉樁法；采用多條打樁船同時打樁時，應使船舶之間保持相當距離，使同一斷面里相鄰樁的下沉有一定時間間隔，讓土壤中因沉樁震動引起的孔隙水壓力得以消散，有利于岸坡穩(wěn)定。 6考慮施工水域船舶錨纜的布置 要了解工作船舶的尺度

24、，研究他們的布置，不使打樁船有碰撞已打好的樁的危險，一般不采用打樁船跨樁頂打樁(圖732)。要考慮好錨纜布置，盡量減少打樁船移錨次數(shù)，各種工作船舶之間的協(xié)調(避免互相干擾)，圖733為沉樁時水域布置情況。 三、沉樁應力 樁，從預制開始，到樁式碼頭投入使用的各個過程，都會因外界或結構內部受力的作用產生應力。如預制時，放松鋼筋對樁產生的預壓應力，樁吊運出臺座和吊進龍口的過程產生的吊樁應力(或叫起吊應力)，沉樁過程的沉樁應力，結構承受有荷載后對樁所產生的結構應力等，本節(jié)著重討論沉樁施工過程所產生沉樁應力。圖732跨樁頂沉樁 (一)沉樁應力的波動方程 目前對沉樁應力進行研究的諸方法中，以波動法為代表，

25、樁基工程的波動方程是在古典一維波動方程的基礎上，加以樁周土阻力等參數(shù)項R得出。圖733沉樁時水域布置 當樁上x點的微分單元在受錘擊后t時間所產生的加速度口由下式計算：式中：D所取截面位移； C彈性應力波在樁內的傳播速 度：式中：E樁彈性模量； 樁的質量密度。 目前樁基工程大多用史密斯的分離單元法求解，它是將整個打樁系統(tǒng)理想化為由許多分離單元組成。樁錘、樁帽、樁墊、替打、樁身的彈性均用無質量的彈簧SP(M)模擬，各部分的重量則由不可壓縮的剛性質塊W(M)代表，樁周土壤的彈、塑性動阻力與靜阻力也分別由彈簧、摩擦鍵及緩沖壺來反映。因此，樁錘對樁一次錘擊的過程便可化為錘一樁一土系統(tǒng)的運動問題。樁的計算

26、圖式如圖734。 計算過程中，將一次錘擊歷時分為許多時間間隔，在內彈性應力波來不及從一個單元傳播影響到下一單元，故近似地把各單元的運動看作是等速運動。任一單元M在t時的平衡方程式為式(717)，分離單元的力如圖735所示。由于單元重量相對于F及R而言是較小的，故式中可略去不計。(二)計算步驟1從已知的錘沖擊速度v(N，1)開始計算，式中：H錘心沖程； h由錘型、錘的使用與維護狀況的效率系數(shù)，由實測確定，對單動蒸汽錘h=0.750.85，柴油錘h=0.851.00。 此時其余各單元的受力、位移、速度及加速度均為零。 2利用位移公式計算第1個時段結束時各單元的位移，此時只有，其余各單元位移為零。

27、3利用變形量公式計算各彈簧的壓縮性。由于樁錘向下移動距離，使第一個彈簧被壓縮，其余彈簧不動等于零。再利用受力公式計算得=SP(1，t)。其余F=0。圖7-35分離單元的力 4利用土動靜阻力公式計算各樁段所受的阻力。 5彈簧力F。作用于第1、2個單元之間，使第1、2個單元產生加速度，利用V(M，t)公式計算各單元下一瞬間的速度，其余單元速度仍為零。 6第2時段開始，重復前面25步驟，計算第2時段結束時各個物理量。 上述過程重復進行直到下面二個條件得到滿足為止： a所有各單元的速度等于或小于零； b樁尖位移不再增加。 這些計算全由電子計算機來進行。波動方程能用以分析復雜的打樁問題。通過計算即可得出

28、樁的貫入度以及打樁應力和樁頂加速度隨時間變化的結果，圖736為某工程實驗實測資料。估算樁的承載力，能有效地選擇所用的樁錘、樁墊和樁的接頭，能確定打樁時的錘擊沖程和沖擊能，估算土的阻力和樁打入的深度。 (三)沉樁應力及其影響因素 通過用波動方程對打樁過程的研究，表明樁錘打在樁頭上，因打擊力作用，樁頭產生縱向的壓縮變形和橫向的拉脹變形，其縱向應力以應力波的形式傳播出去受到另一介質的阻尼作用再反射回來。因此，在樁上某點錘擊瞬間，先出現(xiàn)壓應力，后出現(xiàn)拉應力，拉壓交替變化，這些應力過大，就使樁身破壞。對于鋼筋混凝土樁，主要是樁頂?shù)膲簯蜆渡砝瓚υ斐傻钠茐摹?影響打樁應力值的因素比較復雜，主要有如下五

29、個因素。 1錘擊速度和錘重 研究指出，打樁應力隨錘速、錘重的增加而增加。前者增加的值比后者大得多。但是在能量一定時，打樁應力隨錘重增加而減少，因而提出小于60m以下的樁應采用“重錘輕打”。錘的沖程小，就有可能使錘擊的頻率加快，土壤受錘擊震動后，結構改變，阻力減小，還來不及恢復原態(tài)時，又受到新的錘擊，土壤始終處在動態(tài)中，便可使樁下沉加快，提高打樁效率。同時樁身應力維持在低水平上。 2樁墊及樁墊剛度 錘給樁頂?shù)臎_擊作用因樁墊的存在而大大降低。樁墊剛度過大，將使錘與樁頂近于剛性 圖736打樁應力和樁頂加速度隨時間變化 a)樁頂加速度隨時間變化；b)樁頂應力隨時間變化；c)不同瞬時樁身受力分布曲線接觸

30、，產生很大的錘擊應力；剛度小，用軟而厚的樁墊將使錘接觸樁墊和樁頂?shù)臅r間延長。接觸時間越長，則應力波的波長越長，也就減小對樁頂?shù)臎_擊力。但剛度過小，樁墊過軟，將吸收大量的錘擊能量從而延長沉樁時間，降低施工效率。因此樁墊是控制打樁應力大小的一個重要條件。樁墊剛度K的表達式如下： 據(jù)我國一些工程單位施工的經驗，認為采用12cm厚的水泥袋紙墊或7.5cm10.Ocm厚的松木墊較理想。 3樁型和樁的材質 樁型(包括幾何尺寸、截面形狀和樁尖形式)和樁的材質(主要是均一性、阻尼特性、動態(tài)彈性模量和抵抗動應力的拉壓強度)對應力波的傳播有很大影響。錘擊應力波的傳播速度取決于樁的材質，錘擊拉應力值的大小在很大程度

31、上取決于樁長與波長的比值。當樁長小于波長時，錘擊應力波波長變幅約在12m50m范圍之內，產生的拉應力較小，可以不考慮拉應力影響。樁截面、樁尖的不同形狀和中間接樁等對應力波的傳播和反射均有影響，例如圓樁的鋼筋應力和應力傳遞率比方樁小。 4土質條件 沉樁時樁與樁周土壤是相互作用的，對樁而言，樁周土壤阻力是極其重要的邊界條件，不但決定反射應力波的性質，也決定應力波的強度。當樁尖土質很硬時，反射回來的是壓應力波，若樁尖土極軟，反射回來的是拉應力波。由于樁材的內部阻尼，能量向樁側擴散，樁尖由硬土層進入軟土層(貫入度突然增大)時，樁身拉應力值將明顯增大(可能有最大值)；樁尖由軟土層進入硬土層而突然停止時，

32、樁身亦有可能產生較大或最大的拉應力值。 5制樁質量和沉樁工藝 樁的預制質量不好，材質不均勻，樁頂高低不平，樁身不直以及沉樁時錘、替打、樁三者軸線不在一條直線上，產生偏心等，都將使得錘擊應力加大，當超過樁身材料所允許的拉壓強度時，樁即損壞。在錘擊過程中，強行矯正樁位偏差，給樁施以過大水平力，若樁嵌固得很牢，則將使樁在受扭或受彎的狀態(tài)下受到錘擊，必然會增大錘擊應力和產生附加應力。 另外，樁直徑、樁長越來越大，沉樁需要更重的樁錘，錘擊能量也相應的越來越增加，使樁沿軸向產生的橫向拉脹應力和變形加大，產生了順軸向的縱向裂縫。隨著打擊力的重復作用，使樁身的縱向裂縫增多、加寬和伸長，使樁破壞。當采用射水錘擊

33、方式沉樁以及大直徑管樁沉樁時，樁內運動的水體在受到突然阻攔或間接地承受了錘擊作用，會發(fā)生水錘效應，使樁管壁承受過大的內應力，往往因此使樁身產生縱向裂縫，實際上，用射水一錘擊的方式沉樁，樁受土阻力小，但樁身產生縱向裂縫的樁數(shù)多于受土阻力大的錘擊方式沉樁的樁數(shù)。 四、沉樁控制 沉樁控制包括偏位控制、承載力控制和樁的裂損控制 1偏位控制 沉樁時要保證樁偏位不超過規(guī)定，偏位過大，給上部結構預制件的安裝帶來困難，也會使結構受到有害的偏心力。港口工程技術規(guī)范樁基工程規(guī)定，基樁沉放后樁頂偏位一般不大于10cm，偏位為10cm15cm的直樁不得大于直樁總數(shù)的10，斜樁不得大于斜樁總數(shù)的20，樁的縱軸線傾斜度偏

34、差一般不大于1。且對傾斜度偏差大于1，小于2的樁數(shù)也有限制，直樁不應超過直樁總數(shù)的10，斜樁不應超過斜樁總數(shù)30。 造成樁偏位有多方面的原因，從施工準備開始直到沉樁完畢的全過程都存在造成樁偏位的因素，歸納起來有：(1)風、浪、水流的影響；(2)操作上的因素；(3)地形和土質方面的原因；(4)樁本身的原因。 為了減少偏位，保證樁基施工質量，必須針對這幾方面原因，采取如下相應的措施： (1)在安排工程進度時，避開在強風盛行季節(jié)沉樁，當風、浪、水流超過規(guī)定時停止沉樁作業(yè)。 (2)要防止因施工活動造成定位基線走動，采用有足夠定位精度的定位方法，要及時開動平衡裝置和松緊錨纜，以維持打樁架坡度、防止打樁船

35、走動。 (3)掌握斜坡上打樁和打斜樁的規(guī)律。擬定合理的打樁順序，采取恰當?shù)钠x樁位下樁，以保證沉樁完畢后的最終位置符合設計規(guī)定，并采取削坡和分區(qū)跳打樁的方法，防止岸坡滑動。 2樁的極限承載力控制 樁沉完以后，應保證滿足設計承載力的要求，一般是控制樁尖標高和打樁最后貫入度(最后一陣平均每擊下沉量)，即“雙控”。另外在沉樁過程中還要仔細掌握貫入度的變化和及時掌握樁下沉的標高情況。 在錘擊過程中，由于震動影響，土體中孔隙水壓力突增，有效應力降低，使樁側阻力大大減少?？梢哉J為沉樁阻力變化主要反映了樁尖阻力的變化，而樁尖阻力變化可以由沉樁貫入度的變化來反映。因此，貫入度在某種程度上反映了沉樁阻力或樁尖土

36、層的軟硬程度，通過沉樁過程中貫入度的變化情況，可以檢查分析沉樁中出現(xiàn)的問題。此外，貫入度也在一定程度上反映樁承載力的大小。因而，在沉樁時除了控制樁尖標高以外，還要對打樁最后貫入度進行控制，要求小于規(guī)定的數(shù)值。關于控制的貫入度如何確定，由于影響貫入度的因素很復雜，除了土質條件以外，還與錘型、樁墊、錘擊速度、沖程大小等施工條件有關，有時還受到人為因素的影響。還沒有一個較好的貫入度與承載力的計算公式，難以準確的規(guī)定，前面推薦的公式也有局限性。因而比較可靠的辦法是結合樁的靜載荷試驗和動載荷試驗找出相應的貫入度，并參考當?shù)氐膶嵺`經驗，結合所用樁性能來研究確定控制貫入度。 在實際沉樁過程中，經常會遇到沉不

37、到設計標高，或樁雖已沉至設計標高，但貫入度不能滿足設計要求的情況，遇到這種情況必須慎重處理。我國航務工程部門及有關科研單位、高等院校在總結我國幾十年來建港經驗的基礎上，制定了具體的控制方法。在粘性土中沉樁，以標高控制為主，貫入度可作校核，樁尖在砂性土層或風化巖層時，以貫入度控制為主，標高作校核。 3樁的裂損控制 規(guī)范規(guī)定，對于預應力鋼筋混凝土樁不允許出現(xiàn)裂縫。非預應力鋼筋混凝土樁應盡量避免產生裂縫。 樁裂損的產生，除了制造和起吊運輸上的原因以外，主要是由于沉樁過程打樁應力超過了樁允許應力所造成。影響打樁應力的因素在本章第五節(jié)中已有闡述。裂損控制就是要采取措施控制打樁應力，消除產生超允許拉壓應力

38、的條件。在沉樁以前，要檢查所用的樁是否符合規(guī)范規(guī)定的質量標準。在沉樁過程中，選用合適的樁錘、合適的沖程、合適的樁墊材料，要隨時查看沉樁情況，如錘、替打、樁三者是否在一軸線上，貫入度是否常變化，樁頂碎裂情況等等。樁下沉結束后，要檢查樁身完好情況。 為防止在風浪、水流、土坡滑移及斜樁自重撓曲作用下基樁傾倒折裂，沉樁完畢，必須及時臨時固定(特別是對水上樁基)。臨時固定的方法是：用圍囹木(夾樁木)夾住，方木頂撐，拉條固定，使基樁連成整體(圖737)。 對于沉樁過程中有時會因某種原因出現(xiàn)一些質量上的缺陷，必須采取措施予以補救。如果事故較大，影響到上部結構的使用安全時，則要會同設計人員共同研究，決定應采用

39、的補救措施。 五、沉樁對周圍建筑物及岸坡的影響 1因沉樁時的錘擊而產生“土流” 樁要入土，特別是樁尖封閉的樁，必須在強大外力作用下排開同體積的土，同時在土壤中產生很高的孔隙水壓力。這些被排開土的一部分，被強大的有效壓力推擠入樁周邊土顆粒的空隙中，使之密度加大，還有一部分土顆粒在孔隙水壓力的消散和水的流動中，以及剩余有效壓力的推動下向密度小的外側擴散，侵入相鄰土顆粒中，孔隙水在土顆粒的擴散中起減少粘著力，摩擦力的潤滑作用，促進了土的流動。如此依次層層外移，形成了“土流”。它的表現(xiàn)形式就是前面所列樁入土時在土中形成的四個變形圈。顯然，“土流”隨著與樁距離的增加而減少。據(jù)國外一些實測資料看，孔隙水壓

40、力的影響范圍可達20倍樁徑，由于“土流”擁高的土體積最大可達總體積的40。 2形成“土流”的能量可以累加積蓄 形成“土流”的能量可以通過孔隙水壓力或有效壓力大小來反映。當?shù)谝魂囧N擊產生的孔隙水壓力來不及消散，接著進行第二陣錘擊，此時的孔隙水壓力為前面剩余孔隙水壓力與第二陣錘擊所產生孔隙水壓力之和，因而，形成“土流”的能量隨著錘擊的頻次和相鄰沉樁數(shù)量增加而累加積蓄。 3“土流”造成的危害 在產生“土流”的范圍內，土表面愈來愈高，土密度愈來愈大，使樁的下沉愈來愈困難，周圍已打下的樁可能被抬起來，周圍的建筑物受土流愈來愈大的壓力，以致造成種種破壞，錘擊沉樁的速度受限制，工程進度緩慢。 在岸坡附近打樁

41、時，除了上述“土流”的影響外，還有沉樁時震動的影響，使岸坡的動穩(wěn)定性降低。 4解決辦法 過去采取消除。土流，帶來危害的辦法除了合理地擬定打樁順序外就是放慢沉樁的進度，等孔隙水壓力自然消散到一定程度后再繼續(xù)打樁，近十幾年來隨著塑料板排水法和袋裝砂井的出現(xiàn)，采用在打樁區(qū)域四周和樁之間適當位置布設塑料排水板或袋裝砂井可以降低40的孔隙水壓力，這就從根本上消除了產生“土流”的根源，避免了沉樁對周圍建筑物的影響，也加快了沉樁的旋工進度，保證了沉樁的質量。 另一個防護措施就是在打樁區(qū)四周及樁間鉆孔取土，減少沉樁所形成的擁土體積，減少“土流”的數(shù)量。 在岸坡附近沉樁時，采用重錘輕打、停停打打、間隔跳打、少打

42、慢打、超高潮打以及打設豎向排水通道及采用靜壓的措施，可以有效的控制岸坡因沉樁引起失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生。第六節(jié) 就地澆制樁施工 所謂就地澆制樁，就是在預定樁位上鉆一定直徑的孔至設計深度，清理鉆孔后放入鋼筋籠，進行水下澆注混凝土，待混凝土達一定強度后，鑿去樁頭強度差的混凝土，即成混凝土就地澆制樁?？梢允菃螛?、排樁以及連續(xù)的板樁墻(地下連續(xù)墻)，也可在鉆孔中灌注粘土或三合土等其他材料，成為其它材料的就地澆制樁。 就地澆制樁以往在橋梁中應用較多，隨著城市建設的發(fā)展，建高層建筑的需求日漸增多，對單樁承載力提出了更高的要求，在城市中進行樁基施工往往受到環(huán)境的限制，因而無噪音、無震動、無擠壓、直徑和樁長根據(jù)需要確

43、定、施工設備簡單的就地澆制樁，逐漸地替代了預制樁。在一些地質條件復雜的地區(qū)和需要大單樁承載力的港口工程，就地澆制樁發(fā)揮了預制樁不可能替代的作用。如舟山朱家尖交通碼頭，該地區(qū)浪大、巖層埋藏淺，石質為堅硬的花崗巖，巖面高低不平，巖面坡度陡，甚至超過1：1，經多方案比較，采用了大口徑(1000mm)的嵌巖就地澆制樁的結構型式，如圖738。 就地澆制樁的施工方法多達幾十種，不可能一一列舉，根據(jù)國內應用情況大致可以分為以下幾類：鉆孔灌注樁、沖擊震動灌注樁、擴孔樁。一、鉆孔灌注樁 這種施工方法主要包括成孔和制樁兩個施工過程，根據(jù)土質和鉆孔方法不同可分為沖擊鉆鉆孔法和旋轉鉆鉆孔法二類。 (一)沖擊鉆鉆孔法

44、這個方法的施工順序是： 鉆孔及排渣一清孔一下鋼筋籠一安導管一水下澆注混凝土一混凝土養(yǎng)護一鑿樁頭一接長樁和進行后續(xù)工作。 利用鉆機鉆頭下落時的沖擊能量破碎土壤，沖擊成孔，用套管維護孔壁，再用水下澆注混凝土的方法澆制樁身，待混凝土達到一定強度后，鑿去頂部混有泥漿強度低的部分，用陸上施工法接長樁身至設計要求標高。 國內常用的鉆孔機械為烏卡斯(YKC)沖擊式鉆機，鉆頭為十字鉚合金鉆頭，清渣用空氣吸泥機。對于有較大卵石夾層地基可以用沖抓錐(圖739)出渣。 制樁時，先要進行清孔，然后吊放鋼筋籠和安裝導管，進行水下混凝土的澆注，邊澆混凝土邊拔套管。 這種方法適用于在堅硬巖層中鉆孔，但效率較低。 (二)旋轉

45、鉆成孔法是目前國內應用最多的方法，它是利用鉆機鉆頭旋轉切削土壤成孔。由于對土壤的沖擊擾動小，一般不用套管，用泥漿固壁的方法保護孔壁，為了保護孔口，設有較短的護筒。 國內常用的旋轉鉆機是普通旋轉鉆(圖740a)，有OJS型旋轉鉆機，及電機在水下的潛水電鉆，(圖740b)，如Qsz型潛水電鉆。這些鉆機，配備了錐形鉆頭(圖741a)、牙輪組合鉆頭(圖741b)、葉形鉆頭、球形鉆頭，可根據(jù)土質選用不同的鉆頭。 另外，國外還廣泛采用全葉螺旋鉆(圖740c)，國內已試制成功。 這三種旋轉鉆切削下來的土，除全葉螺旋鉆是通過連續(xù)螺旋葉片把土帶出來排走以外，都是通過泥漿循環(huán)置換帶走土渣。泥漿的置換可參見第八章地

46、下連續(xù)墻施工”。 一般，旋轉鉆成孔法的施工順序如圖742。 普通旋轉鉆適用于較硬土層或軟石中鉆孔，成孔直徑1m，孔深20m30m。全葉螺旋鉆成孔直徑一般為300mm左右，鉆孔深度8m12m，一般建筑基礎均可用。潛水電鉆由于動力、減速機構與鉆頭緊密結合在一起，靠近切削部位，鉆孔效率高，工作時噪音小，操作勞動條件也大為改善，且機械較前二種要輕便得多。鉆孔直徑450mm800mm，最大鉆孔深度達50m。二、沖擊振動灌注樁 它也是目前國內采用最廣泛的一種灌注樁。一般是用柴油錘將樁管(鋼管)打入土中成孔，然后灌注混凝土，抽出樁管而成。沖擊振動灌注樁的機械設備如圖743所示。 沖擊振動灌注樁有兩種施工方法

47、：單打灌注樁及一次復打灌注樁。 單打灌注樁的工藝過程是：將樁管對正預先埋設在樁位上的預制鋼筋混凝土樁靴，經校正樁管垂直度和錘打樁管至要求的貫入度或標高為止，經檢查管內無泥漿或水滲入即可灌注混凝土，樁管灌滿后開始勻速拔管并連續(xù)錘擊樁管，從而振實混凝土。沖抓錐圖739沖抓錐一次復打擴大灌注樁的施工程序如下，當單打施工完畢，拔出樁管后，及時清除管外的泥土，在原樁位上第二次安放樁靴，以后的施工過程則與單打灌注樁完全一樣。應該注意：樁管在二次打入時，應與第一次的軸線相重合，復打擴大灌注的工作，必須在第一次灌注的混凝土初凝以前全部完成。圖742旋轉鉆成孔法施工順序 沖擊振動灌注樁往往會出現(xiàn)斷樁和瓶頸現(xiàn)象，

48、這是由于樁身混凝土終凝不久，強度承受不了外力的影響所致。除了抽管過快、管內混凝土的存量過少、混凝土的和易性又較差的因素外，主要與土質有關。土的粘性越大，土質越軟弱，含水量越高，發(fā)生縮頸或斷樁的可能性就越大。 有時候亦用振動代替沖擊式樁來進行灌注樁的施工。三、擴 孔 樁 近年來，為了尋求提高就地澆制樁的單樁承載力，發(fā)展了使樁身或樁尖擴大，以增加樁尖阻力和樁側摩擦力的方法。其打孔的方法有爆破擴孔、機械擴孔和夯擴孔。 (一)爆擴樁 先將鋼管或混凝土管打入土中，在樁尖位置放入炸藥和雷管，混凝土管內灌滿塑性混凝土，隨即進行爆破，爆破后樁尖土壤形成孔洞，管內的塑性混凝土即自動下落，在樁尖形成梨狀的擴大部分

49、。見圖744。 爆炸樁尖的炸藥用量與土質有關，需要通過試爆決定，要求爆破后，除了擴大的樁尖部分被填滿外，管內仍然留有一定高度的混凝土。 (二)夯擴樁 國內使用過二類夯擴樁尖的方法： 1端夯擴灌注樁圖743 沖擊震動灌注樁機 圖744爆擴孔樁 端夯擴灌注樁以樁端擴大頭承載力為主，樁身側摩阻力為輔，是以沖擊震動灌注樁及爆擴樁的樁型為基礎發(fā)展起來的一種新型樁基。其工藝特點是：在用沖擊震動樁法澆好樁尖部分混凝土后，用一根內夯管將柴油錘的錘擊力，直接傳給樁端現(xiàn)澆混凝土，在內夯管的作用下，夯擴擠密樁尖混凝土，使之夯至鋼管下形成平底大頭樁，既增加樁端截面積，又改善地基土密度，從而使樁的承載力有較大幅度的提高

50、，大頭形成之后，放入鋼筋籠將樁身混凝土分幾次沖灌，在柴油錘和內夯管的作用下壓密，保證了樁身混凝土質量。 端夯擴樁施工工藝如圖745所示。將外夯管和內夯管迭在一起，由柴油打樁錘同步打入土中至設計深度，拔出內夯管，在外夯管內灌入H左右高的混凝土，然后再把內夯管放入外夯管，壓在混凝土上，同時將外夯管拔起h高(h60擊處，并形成直徑80cm的球形擴大頭增加了樁基承載力。 (2)由于用錘擊夯實混凝土擴大頭及用震搗器震實樁身混凝土，能夠克服一般灌注樁容易發(fā)生的斷樁和縮頸事故。 (3)從管內部沖擊填石的強烈震動，也使周圍的土石變得非常密實，可以忽略不計新填土石對樁的負摩擦影響。 (4)施工中對環(huán)境的污染小，

51、噪音小，適于在城市內施工。 (5)目前我國能施工的建新樁僅限直徑600mm以下，長度25m以下的樁，適于在含塊石的復雜土層中使用，且成本比其它方法施工的灌注樁成本高。圖747赤灣港2#3#碼頭結構圖3機械擴大樁尖法 在國外近來廣泛應用機械式擴大樁尖法，機械式擴大樁尖法有很多種，往往以鉆頭的型式不同而命名，如圖748所示的WING法，具有代表性。開始鉆孔時鉆頭是收縮的，待鉆頭達到樁尖高程時，操縱機構使鉆頭銑刀張開，切削成大頭形，從孔口灌入泥漿進行固壁，放入鋼筋籠，在泥漿循環(huán)置換過程中將切削下來的土渣帶走，鉆好孔后用豎管法進行水下澆注混凝土。(a) (b) (c) (d) (e) (f)(a) 按

52、護管及護管內挖土；（b）鉆頭收縮，鉆孔至底部；(c) 鉆頭擴展，鉆挖擴大部分；(d) 鉆孔結束，檢測鉆孔 ；(e) 清孔放鋼筋放澆混凝土豎管(f) 澆注混凝土圖748 WING機械擴孔法 四、就地澆制樁施工中的主要技術問題與預制樁相比，就地澆制樁的主要技術問題是質量不易控制，施工中稍有不慎，就可能造成施工質量問題，產生的質量問題如下： 1樁的垂直度超標，樁孔彎曲形成彎曲樁，中心距偏差大。 產生的原因主要是鉆機性能不好，鉆桿偏心大，鉆機定位及導正鉆頭工作沒做好，以及當鉆孔地層有變化段時未能控制好鉆進速度，造成斜孔或彎曲孔。 避免發(fā)生上述質量問題的措施是：事先應對鉆機進行檢修；鉆機就位時要調平、校

53、正鉆桿垂直度；埋設好護筒，固定樁位，導正鉆孔方向；當鉆進到地層變異段時，控制鉆進速度減少切削量等。 2樁的直徑不能保證，易發(fā)生縮頸及超徑問題。 縮頸，減小了樁的斷面，影響樁的承載力；超徑，則增大樁的斷面，浪費了工料，這二種現(xiàn)象都應該避免。 產生的原因：鉆機的技術狀態(tài)不好，鉆具同心度差，磨損過大；鉆進速度控制不好，不同地質層段應有不同的鉆進速度；清孔和澆灌混凝土時發(fā)生局部坍孔現(xiàn)象。 解決的辦法是：及時檢修鉆機和更換鉆具；注意地層的變化，及時調整鉆進速度；精心施工，防止激烈地擾動孔壁，注意保證固壁泥漿的質量，對循環(huán)出來的泥漿及時調整泥漿的配料比例，以保證泥漿的固壁作用。 3孔底沉渣沉淤較多。 這是

54、鉆孔后澆注水下混凝土前的清孔工作未做好，將影響樁端阻力和使樁的沉降加大。 4樁身混凝土澆注質量不好，形成縮頸斷樁。 這是質量事故，因混凝土澆注工作不連續(xù)，中間間斷時間過長，先澆混凝土已超過初凝，形成先后混凝土的分層現(xiàn)象；或者澆注混凝土時泥漿滲入混凝土所致。 采取的解決措施是：完善水下澆注混凝土工藝，保證混凝土不間斷供應，保證混凝土的流動度，控制混凝土導管的提升速度，保證泥漿和水不會與導管內的混凝土接觸。第七節(jié) 高樁碼頭上部結構施工 當基樁沉好之后即可進行上部結構的施工。高樁碼頭上部結構大多采用預制裝配結構，因而在構件的預制、運輸和安裝過程中，離不開起重安裝工作，隨著機械化程度和機械的能力不斷提

55、高，構件日益向著大型、重型和組合化方向發(fā)展，因而能否安全、快速、經濟地組織起重安裝工作，是碼頭工程能否多快好省建成的關鍵。 上部結構施工包括下面幾項工作：節(jié)點施工，梅件的預制、運輸和安裝，現(xiàn)澆混凝土的施工。 上部結構的施工順序取決于碼頭結構型式及施工方法，當高樁板梁式碼頭的橫梁為預制構件時，其一般的施工順序如下(圖7-49)。 圍囹是碼頭上部結構施工的支撐結構。圍囹材料一般用木材或槽鋼，靠圍囹和樁之間的摩擦力，以及圍囹吊在樁頂上的拉力來承受上部結構的所有施工荷載，施工時必須對圍囹的受力進行計算。圖750為圍囹木示意圖 一、樁帽節(jié)點施工 碼頭上部結構和樁基之間是通過樁帽節(jié)點聯(lián)成整體，起到承受和傳

56、遞荷載的作用，因而樁帽節(jié)點的施工質量關系到碼頭的穩(wěn)定和安全。 節(jié)點體積不大，但結構復雜，節(jié)點的施工方法取決于碼頭的結構設計、施工水位和施工時間，往往分幾次才能施工完畢。 圖7-50圍囹木結構示意圖1-擬澆節(jié)點；2-拉條；3-側模板；4-斜撐；5一底模板；6-夾樁木；7-對銷螺栓；8一樁 當碼頭橫梁為預制的，或上部結構是框架結構，各個方向的桿件都要在節(jié)點上交會，樁帽節(jié)點施工就要分二次或三次進行。第一次先澆注下樁帽及節(jié)點混凝土，施工時以吊掛鋼圍囹為支承，模板及混凝土等施工荷載由它承受，橫梁、靠船構件、框架碼頭的剪刀撐等預制構件安裝好后，進行第二次澆注，通過節(jié)點混凝土將構件連成整體。當碼頭橫梁為現(xiàn)澆

57、結構時，橫梁從樁帽中穿過，與縱梁頂部等高連結。傳統(tǒng)施工方法是先施工橫梁，再澆注樁帽上節(jié)點，后進行縱梁與橫梁結合部位的施工。見圖751。這種施工工藝工序多，船舶調動頻繁，多耗人力物力。新的施工工藝是將樁帽上節(jié)點、縱梁接頭與碼頭橫梁混凝土一次澆注完畢。 圖751 現(xiàn)澆橫梁樁帽節(jié)點圖 大管樁碼頭樁帽橫梁結構見圖752。其施工方法與非大管樁碼頭相同。但在樁帽施工之前先在管樁頭部澆注一實體管芯，埋人大管樁1800mm2000mm，外露鋼筋骨架500mm，見圖753。 二、構件預制 對于非預應力鋼筋混凝土的上部結構梁、板、框架)，大部分在工地附近的預制場預制，預應力鋼筋混凝土的梁、板，一般均在基地預制場預

58、制。 在預制構件以前，要劃分預制運輸和安裝單元。它影響到安裝速度與安裝質量，也關系到安裝機具設備的選擇，在建筑物結構選型時就應予以考慮。預制、運輸和安裝單元的劃分，要根據(jù)結構的特點、各個過程的施工條件和機械能力(如預制和安裝場地的大小、預制和安裝的施工方案、運輸工具的類型、容積和載重量、運輸線路的條件、起重機械的能力等等)來決定。單元的劃分有四種方式：(1)以單獨的結構零件和桿件作為單元進行預制、運輸和安裝(如把框架劃分成各個桿件)；(2)以結構構件作為單元(如把梁、板、桁架榀作為單元)；(3)預制時以桿件或構件作為單元，然后在地面上將幾個桿件或構件組成結構段進行運輸和安裝；(4)以整體的結構

59、作為預制運輸和安裝單元。上列四種方式中，裝配程度依次增高。裝配程度愈高，高空作業(yè)少，安裝質量好和勞動力消耗少，前二種方式，預制、運輸和安裝三者的單元劃分是一致的，后二種方式三者不一定一致，可以是分塊預制，然后運往工地組裝成安裝單元。圖752大管樁樁帽橫梁連接圖 構件的預制方案一般來說，有立制和臥制二種(圖7-54)。臥制的優(yōu)點是構件高度低，操作方便，能保證混凝土質量，節(jié)約模板和勞動力；缺點是占地大，側向連系桿件伸出的鋼筋受限制，安裝時構件要翻身。立制的優(yōu)點是占地較小，吊運方便，不用翻身；缺點是高度大，模板、支撐及澆注混凝土較困難。圖7-53大管樁碼頭在樁連接結構圖 圖754構件預制方法 a)臥

60、制；b)立制 預制場地應盡量靠近施工現(xiàn)場，并臨近水域，以便構件能水運，最好能利用已有的碼頭面之類的地點作預制場，可以省去預制場地基的加固處理，預制場要不受或少受水位變化和風浪的影響。構件預制好后，要有足夠的場地存放構件，不要使構件占用預制場地，存放場地要求平整、堅實，以免因地基變形損壞構件。構件存放時的擱支點應通過計算確定，堆存的層數(shù)應視構件的強度、地基承載力、墊木強度和堆置時的穩(wěn)定性等條件研究確定。 構件的制造符合技術要求，對于其偏差超過規(guī)定的，經過處理達到原設計結構受力和使用要求，又不影響其他的施工作業(yè)時，方可使用。 三、構件的起吊運輸 在起吊、運輸時，構件單元要有足夠的剛度，不致在起吊運