港口航道與海岸工程文獻(xiàn)綜述

1、高樁碼頭中沉樁控制方法及要點(diǎn)的文獻(xiàn)綜述一、前言在港口碼頭建設(shè)中，高樁碼頭結(jié)構(gòu)是采用的最多的一種結(jié)構(gòu)型式。高樁碼頭作為我國(guó)廣泛的主要碼頭結(jié)構(gòu)型式，其工作特點(diǎn)是通過(guò)樁臺(tái)將作用在碼頭上的荷載經(jīng)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(duì)這種地基，高樁碼頭幾乎是目前唯一可行的結(jié)構(gòu)型式，并可用以建設(shè)深水大碼頭。沉樁作為高樁碼頭設(shè)計(jì)施工中的一關(guān)鍵部分，控制沉樁的好壞，直接影響著高樁碼頭結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和使用。二、主題1、沉 樁 測(cè) 量 監(jiān) 控 要 點(diǎn)測(cè)量程序由測(cè)量工程師、主管工程技術(shù)人員提供測(cè)量所需的資料、圖紙。由測(cè)量

2、員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及內(nèi)業(yè)計(jì)算，測(cè)量工程師負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量成果及內(nèi)業(yè)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行審核。對(duì)重要項(xiàng)目、關(guān)鍵部位，項(xiàng)目主管工程師必須復(fù)核其測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算結(jié)果，對(duì)須經(jīng)業(yè)主代表、監(jiān)理工程師復(fù)測(cè)確認(rèn)的測(cè)量，如施工平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)以及沉樁控制，應(yīng)按合同及規(guī)范將有關(guān)資料報(bào)監(jiān)理工程師和業(yè)主代表審核批準(zhǔn)。所有原始、中間和最終測(cè)量，均按經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可的測(cè)量方法實(shí)施。各項(xiàng)驗(yàn)收測(cè)量，均要有監(jiān)理人員在場(chǎng)。每次測(cè)量結(jié)束后應(yīng)于規(guī)定時(shí)間內(nèi)將所有測(cè)量數(shù)據(jù)交給監(jiān)理工程師審核。測(cè)量?jī)x器 根據(jù)工程沉樁施工需要，一般選用 TC402型全站儀 2 臺(tái)，精度為 2/ ， 2mm+2ppm，T2 經(jīng)緯儀 4 臺(tái)，精度為 2/ ，NA2水準(zhǔn)儀 2

3、 臺(tái)，精度為 0.7mm及SDH-13A型測(cè)深儀 1 臺(tái)，精度為 100mm進(jìn)行本工程的測(cè)量實(shí)施工作。沉樁施工測(cè)量方法根據(jù)本工程現(xiàn)場(chǎng)條件，在擬建碼頭后方陸域和兩側(cè)設(shè)置4 5 個(gè)平面控制點(diǎn)，形成測(cè)量控制網(wǎng)。利用測(cè)量控制網(wǎng)加密施工控制點(diǎn)，對(duì)碼頭施工用前方交會(huì)法進(jìn)行控制。施工水準(zhǔn)點(diǎn)由業(yè)主提供的基點(diǎn)直接引測(cè)至施工現(xiàn)場(chǎng)?；c(diǎn)用混凝土墩做成，點(diǎn)位用鋼十字標(biāo)示，設(shè)明顯的保護(hù)標(biāo)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(duì)測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)校核。2、沉樁控制2.1 打樁船選擇要同時(shí)滿足起重能力和樁架高度兩個(gè)要求。樁架高度= 樁長(zhǎng)-水深+樁錘高度+打樁船吃水+ 2m統(tǒng)計(jì)工程中所有樁在其相應(yīng)的樁位上的水深情況

4、，依據(jù)樁長(zhǎng)與水深差的最大值來(lái)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(yīng)滿足施工要求。2.2 樁錘選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求樁錘選用D-100 型。2.3 沉樁順序和計(jì)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(shí)，每次沉樁的范圍宜在 100m40m內(nèi)。沉樁作業(yè)段成階梯形布置，其前一個(gè)作業(yè)段要不影響后一個(gè)作業(yè)段所有樁位的沉樁施工。應(yīng)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(shè)計(jì)樁位、扭角和坡比進(jìn)行沉樁。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，打樁總順序?yàn)橛砂秱?cè)向海側(cè)階梯形逐步推進(jìn)。2.4 基樁裝駁及出運(yùn)要求基樁按打樁順

5、序分批預(yù)制，待強(qiáng)度達(dá)到要求后，裝船運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)工地。根據(jù)樁位平面布置圖，結(jié)合工程要求和施工條件，按沉樁順序安排方樁的預(yù)制，運(yùn)輸及沉樁工作。根據(jù)施工時(shí)的沉樁順序和吊樁的可行性，繪制裝駁圖，嚴(yán)格按裝駁圖要求分層裝駁。貨船裝樁采用多點(diǎn)支墊堆放，墊木均勻放置并適當(dāng)布置通楞，上下層墊木應(yīng)在同一垂直面，墊木頂面應(yīng)在同一平面上。運(yùn)輸船在裝樁、運(yùn)輸和吊起時(shí)保持平穩(wěn)。樁裝駁后，采取適當(dāng)加固措施，防止因風(fēng)浪影響發(fā)生方樁傾倒。施工時(shí)吊點(diǎn)位置偏差不超過(guò)0.1m。吊點(diǎn)位置標(biāo)識(shí)在樁運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后派專人到船上進(jìn)行畫(huà)線標(biāo)識(shí)。2.5 沉樁定點(diǎn)方法前方交匯法：前方交匯法是在正面基線布置一臺(tái)全站儀，側(cè)面基線上布置一臺(tái)經(jīng)緯儀，通過(guò)測(cè)量?jī)x器的

6、豎直角來(lái)確保儀器觀測(cè)點(diǎn)均在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高上，正面基線的儀器還負(fù)責(zé)樁扭角控制。沉樁定位分粗定位、細(xì)定位、精定位三步進(jìn)行，經(jīng)各方向觀測(cè)員校核無(wú)誤后開(kāi)始?jí)哄N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(dāng)位置安裝兩臺(tái) GPS接收機(jī)對(duì)船體進(jìn)行定位，以 RTK方式工作，實(shí)時(shí)測(cè)出打樁船上兩固定點(diǎn)相對(duì)于基站的坐標(biāo)，同時(shí)根據(jù)檢測(cè)的船體橫搖和縱傾值，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，得出理論上水平船位坐標(biāo)和方位角；在其基礎(chǔ)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(zhuǎn)軸前方的兩臺(tái)激光測(cè)距儀對(duì)樁身位置進(jìn)行測(cè)定，因激光測(cè)距儀與GPS接收機(jī)的位置是固聯(lián)的，通過(guò)激光測(cè)距儀和和船體與樁架的幾何關(guān)

7、系，推算出樁位坐標(biāo)和方位，從而達(dá)到由GPS對(duì)樁身的控制目的。海上 GPS打樁定位系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)操作界面能同時(shí)以圖象及數(shù)字的形式反映出施打樁的設(shè)計(jì)位置及主要樁參數(shù)，包括設(shè)計(jì)的樁中心坐標(biāo)、樁頂標(biāo)高、平面扭角、傾斜坡度等和當(dāng)前施打樁的實(shí)時(shí)位置及樁船的預(yù)定位置和當(dāng)前位置。2.6 沉樁控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，沉樁采用D-100 型打樁錘。預(yù)應(yīng)力砼方樁沉樁時(shí)，以標(biāo)高控制為主，貫入度作為校核。由于本工程地質(zhì)復(fù)雜，地層間雜著大量的粉細(xì)砂和中粗礫砂夾層。大部分樁的樁端進(jìn)入密實(shí)或極密的粗礫砂層和堅(jiān)硬的強(qiáng)風(fēng)化巖持力層。沉樁時(shí)根據(jù)樁位地質(zhì)情況，判斷沉樁控制標(biāo)準(zhǔn)。暫定貫入度標(biāo)準(zhǔn)為：最后10 擊為每擊為510mm；系纜墩鋼管

8、樁需進(jìn)入風(fēng)化巖石不小于2.0m，靠船墩鋼管樁需進(jìn)入風(fēng)化巖石不小于2.5m，暫定貫入度標(biāo)準(zhǔn)為最后10 擊，每擊小于5mm。根據(jù)試樁情況和樁基大、小應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果，此標(biāo)準(zhǔn)可在沉樁過(guò)程中逐漸調(diào)整。如樁尖已達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，而貫入度不滿足標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)繼續(xù)沉樁，至滿足標(biāo)準(zhǔn)為止；如樁尖未達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高而貫入度已達(dá)控制標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)繼續(xù)貫入100 mm或錘擊 3050 擊。其平均貫入度不應(yīng)大于控制貫入度，且樁端距設(shè)計(jì)標(biāo)高不超過(guò)1m3m。如遇異常情況應(yīng)及時(shí)匯報(bào)，與設(shè)計(jì)等部門研究解決。2.7 沉樁工藝打樁船、運(yùn)輸船在拖輪配合下進(jìn)行拋錨定位。移船吊樁及就位：樁船緊靠著運(yùn)輸船，樁架往前傾斜，使吊索垂直于方樁或鋼管樁。吊點(diǎn)位置按設(shè)計(jì)要求規(guī)

9、定，方樁采用六點(diǎn)吊，下吊索長(zhǎng)度（包括捆綁長(zhǎng)度）一般取 0.50.6 倍樁長(zhǎng)；樁未吊離船倉(cāng)時(shí)，運(yùn)輸船上的起重工負(fù)責(zé)指揮，起吊過(guò)程注意觀察方樁兩端是否碰到倉(cāng)壁，打樁船吊起樁身至適當(dāng)高度（如超越駁船上所有錨機(jī)、封艙架等障礙物）后，打樁船退后，橫移至設(shè)計(jì)樁位；慢速升1#主鉤，降2#副鉤立樁，同時(shí)將樁架收回至前傾3，打開(kāi)上、下背板，再將樁架變幅至后傾5，使樁進(jìn)入龍口，關(guān)上、下背板、解副鉤吊索。定位：將上背板升至適當(dāng)位置，下背板放到水面，使樁穩(wěn)定后、移船至樁位準(zhǔn)確位置；打樁船移船調(diào)整至符合要求；儀器觀測(cè)報(bào)出樁的垂直度誤差，打樁船通過(guò)調(diào)整平衡車或左、右艙壓水調(diào)整或通過(guò)變幅調(diào)整前后垂直度誤差。下樁：下樁前測(cè)量

10、工用水砣測(cè)水深，把水位、水深報(bào)告給樁班班長(zhǎng)。當(dāng)扭角、垂直、樁位均符合要求時(shí)，樁工班長(zhǎng)指揮降主鉤下樁，下樁時(shí)，測(cè)量班和樁工班跟蹤觀測(cè)，隨時(shí)掌握樁位和垂直度變化，根據(jù)實(shí)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(shí)，再移船調(diào)整垂直度。替打頂應(yīng)設(shè)置錘墊（錘墊由硬木制成），樁頂設(shè)置有適當(dāng)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(shí)，錘擊前一般為 40cm。套替打、壓錘：樁身靠自重下沉穩(wěn)定后，復(fù)測(cè)樁位，確認(rèn)符合要求后解主吊鉤吊索，樁工班長(zhǎng)指揮放下替打，接近樁頂時(shí)，暫停、觀察樁頂與替打的樁帽是否

11、對(duì)正（鋼筋混凝土樁還須鋼筋與替打鋼筋孔對(duì)正），如有偏差應(yīng)移船或變幅樁架使之對(duì)正再放下替打。壓錘時(shí)，樁工班長(zhǎng)密切注意樁位變化，測(cè)量工復(fù)測(cè)樁位，調(diào)整好樁位繼續(xù)壓錘。錘擊：壓錘后待樁穩(wěn)定，調(diào)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(cè)量工復(fù)測(cè)樁位無(wú)誤，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員認(rèn)可后，樁工班長(zhǎng)指揮錘擊。錘擊過(guò)程中應(yīng)注意滑樁、樁頭破碎、樁的貫入度是否已達(dá)設(shè)計(jì)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(guò)程中測(cè)量工全程觀測(cè)，如出現(xiàn)偏位應(yīng)及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員和監(jiān)理人員匯報(bào)。停錘起錘：預(yù)應(yīng)力砼方樁沉樁控制以標(biāo)高為主，以貫入度控制為較核。設(shè)計(jì)暫定貫入度控制標(biāo)準(zhǔn)（最后10 擊）為 5mm/擊10mm/

12、擊，在錘擊沉樁過(guò)程中，樁頂標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)貫入度符合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員確認(rèn)后方可停錘起錘、移船。當(dāng)方樁已打至設(shè)計(jì)標(biāo)高，如貫入度未達(dá)標(biāo)，應(yīng)繼續(xù)錘擊至滿足設(shè)計(jì)要求，如樁尖未達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，貫入度已達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)繼續(xù)貫入100mm或 3050 擊，且其平均貫入度不應(yīng)大于控制貫入度。如遇其他異常情況及時(shí)與監(jiān)理、設(shè)計(jì)聯(lián)系。停錘起錘移船后完成沉樁一個(gè)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(shí)對(duì)施打完成的樁進(jìn)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(tái)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(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高的部分也要鑿掉，鑿除前測(cè)放出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，并在標(biāo)高面用切割機(jī)沿樁四周割一圈，深度為 2cm，應(yīng)將高出部份鑿除。鑿樁時(shí)，利用夾樁材料搭設(shè)簡(jiǎn)易平臺(tái)，人工鑿除。鋼管樁高出部分直接用風(fēng)焊割除。若樁頂標(biāo)高低于設(shè)計(jì)高程，如相差不大，可與設(shè)計(jì)、監(jiān)理研究，通過(guò)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(guò)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(shè)計(jì)標(biāo)高。三、結(jié)語(yǔ)沉樁是高樁碼頭施工的關(guān)鍵工序，沉樁質(zhì)量直接影響碼頭整體質(zhì)量，因此沉樁過(guò)程必須采取下列質(zhì)量保證措施：（1）吊樁時(shí)按規(guī)定方法捆綁方樁，吊點(diǎn)位置不得偏離設(shè)計(jì)位置 10cm，起吊前逐個(gè)檢查吊點(diǎn)、卡環(huán)是否安全。（2）打樁船吊起樁身到適當(dāng)高度后再立樁入龍口，移船就位時(shí)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(guò)程中，樁架要保持垂直；斜樁下樁時(shí)，保持樁架與樁的設(shè)計(jì)傾斜度保持一致。（4）錘擊沉樁時(shí)，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(chǎn)生偏心錘擊。（5）當(dāng)船行波影響沉樁穩(wěn)定時(shí)，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(duì)斜樁尤應(yīng)注意。（7）如出現(xiàn)貫入度反常，樁身突然下沉，過(guò)大傾斜、移位、樁身出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫和破碎掉塊，均立即停止錘擊