PHC桩沉桩施工工艺探讨

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1引言

潍坊港中港区西作业区#24、#25液化品泊位工程位于莱州湾南岸白浪河入海口的西侧，该工程设计为phc桩高桩码头，PHC桩沉桩自2014年12月27日试桩，2015年7月17日全部完成。中间跨越冬季施工，施工难度较大，该工程目前已投产运营。

2工艺流程及操作要点

2.1工艺流程。施工准备→打桩船就位→运桩船就位→打桩船移船吊桩→桩入龙口→打桩架倾角调整→打桩船船载GPS定位→全站仪校核桩位→稳桩压锤→锤击沉桩→沉桩数据记录→测量验收→验收合格进入下一循环。2.2操作要点。2.2.1打桩船驻位。施工前，要对打桩船的锚机、锚缆进行检验调整，以满足施工要求。施工中用起锚艇辅助下锚布缆，船艏抽心缆放在打桩顺序的下游方向，并采用浮筒等作为锚漂，避免吊桩移船时别桩。2.2.2桩垫及锤垫。为避免PHC管桩在施工时出现桩顶打裂现象，每根PHC管桩打设前均需安放桩垫。桩垫由20cm厚瓦楞纸裁剪压制而成，裁剪压实后用胶带缠满，防止松散及浸水。本工程因地质条件变化较大，锤击数较高，故每根桩都至少放2个桩垫，在锤击数过高桩位在沉桩过程中，会增加桩垫个数。2.2.3PHC桩的起吊、吊立、进龙口。锚缆布设完毕，移船靠近运桩驳取桩。在起吊前，应对照出厂合格证逐根进行桩身检测，确保桩身完整。起吊时，采用四点吊，以降低桩身弯曲失高。为防止起吊时对桩身带来损伤，必须严格按吊点位置捆钢丝绳，捆桩采用自锁压扣法。打桩船吊桩就位时，大小钩水平起吊桩离驳，移船就位，同时掂小钩起大钩，使桩竖直靠在龙口前，解掉小钩，使桩竖直进入龙口，扣牢抱紧器，桩顶放好桩垫带上替打，收紧锚缆吊立后将桩进至龙口，在进龙口前，应将龙口内的桩锤及替打吊至最高位，以满足桩在龙口内的所需高度，严防移船时桩尖拖泥而伤桩。2.2.4沉桩定位。沉桩过程中，应注意以下要点：1）GPS沉桩定位。GPS在打桩船上进行沉桩定位，定位前，要先测量接收机的相互关系尺寸，采用“上海达恒水上GPS沉桩定位系统”，由3台固定在打桩船上的GPS流动站配备工程定位软件，将GPS接收机接收的大地坐标系统转换到施工坐标系统。施工准备阶段提前将基桩定位标高处坐标、高程、斜率、扭角等参数输入定位软件。2）常规方法定位校核。采用1台免棱镜全站仪进行定位校核。施工前，提前布设现场控制网，并在打每根斜桩前设置打设该桩位的临时控制点。打桩船将待沉桩依靠自身定位系统定位完毕后，项目部测量人员将全站仪架设在控制点上，将桩体左切和右切进行角度观测，取2个角度的平均值，然后将仪器转到这个角度，以保证测点和仪器能够对应桩中心位置，这样可以将测点坐标经过现场计算转换为所测标高处桩中心坐标。2.2.5下桩、稳桩、压锤。测量定位后进行基桩下沉，下桩过程中，钢丝绳由下向上逐根解除，若下桩过程中桩身出现小幅度偏位，则要采取纠偏措施，适当调整，但绝不能死拉硬拖。在套桩帽前桩顶垫上桩垫，以防止锤击过程中对桩顶造成损伤，因桩垫在锤击过程中要压缩，因此，在施打时视其程度及时调整桩垫厚度。2.2.6锤击沉桩。各项准备工作做好后准备开锤，本工程设计要求采用D100柴油锤，并采用2挡沉桩，应采取重锤轻击的沉桩方式。若出现溜桩，则二次压锤，避免盲目跟锤施打，进入正常锤击时，按设计要求可将档位调整至3挡。在施打过程中，应通过全站仪观测桩身所画刻度线，边观测边记录锤击数，当桩顶即将达到设计标高且最后10cm锤击数平均每锤贯入度在5~10mm，并连续3阵均达到该贯入度（防止因地质原因有土质夹层影响贯入度），即停止沉桩。

3实践中的经验教训

3.1优化地锚布置，避免缆绳割桩。本工程离岸较近，设计扭角多且较大，沉桩过程中极易造成缆绳割桩。为避免缆绳割桩，本工程根据桩基扭角合理加密布设地锚。为此，在个别桩位加密布设地锚，地锚间距以30m为宜，进而降低割桩概率。在打桩船吊桩定位过程中若出现割桩现象，应及时调缆或移锚，坚决杜绝在割桩情况下强行沉桩。3.2及时更换锤垫，降低桩顶破损率。桩垫与锤垫在沉桩过程中都起到缓冲作用，锤垫一般选用钢丝绳。规范要求锤击数在80000~100000击更换钢丝绳，但应根据现场实际沉桩情况，若单桩锤击数普遍偏高，则锤垫磨损会较大，50000~60000击就应更换。沉桩时也可根据锤垫厚度变化及时更换锤垫。本工程因锤击数普遍偏高，平均在2000锤以上，故锤垫更换频次较高。及时更换锤垫对桩头保护起到较大作用，在后续类似施工中应重点关注[1~3]。3.3科学合理制定停锤标准。通常情况下规范要求停锤标准较为笼统，不同地质条件应根据图层分布督促设计做出较为详细的停锤标准，以保证沉桩质量。本工程中当单桩锤击数高于3000，但距设计标高还相差较多时，应让设计细化最后10m在多少击情况下可以停锤，通常情况下最后10m如果高于1500锤应停止锤击，以保证桩身完整性。

4结语

本文详细叙述了沉桩过程中各个环节的操作要点，针对本工程叉桩多、斜率大、扭角大、锚缆容易割桩、地质条件复杂（中间个别土层标贯击数达42击）、自然条件恶劣以及跨越冬季施工等问题给出了详细的解决方案，通过以上措施，沉桩效率不断提高，在该种地质条件极度恶劣，单桩锤击数均在2000锤以上的情况下，单日沉桩数量为9~10根，提高了沉桩效率；经过加设地锚及变更桩位扭角等措施，有效避免了缆绳割桩等问题，已沉桩质量得到保障；通过桩垫及锤垫的及时更换，降低了桩头破损率，保证了桩身完整性，提高了沉桩质量。

【参考文献】

【1】JTS167-4—2012港口工程桩基规范[S].

【2】JTS167-4—2010高桩码头设计与施工规范[S].

【3】JTS167-8—2013水运工程先张法预应力高强混凝土管桩设计与施工规范[S].

作者:孙康星 管金海 单位:中交一航局第二工程有限公司