码头工程中PHC桩的施工技术

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摘 要：PHC桩是一种抗弯强度大、抗压强度高、贯入性和耐久性均比较好的软土地基处理技术，具有施工快、搭配灵活等优点。可以在砂土、粘性土和软土中广泛运用。本文重点对码头工程中PHC桩的施工技术进行探讨。

关键词：码头工程 PHC桩 沉桩施工

1.案例介绍

某码头采用高桩结构，桩基础采用D=0.8m的PHC桩管桩（384根），码头面标高为5.646m，码头前沿底高程-8.8m，排架间距8.1m，每个排架设6Φ800mmPHC桩，包括两对叉桩及两根直桩（码头与栈桥过渡段为一对叉桩、4根直桩），叉桩斜率3.5：1、4：1、4.5：1、7：1、8：1不等。码头设置LMD800橡胶护舷、L M D6 0 0橡胶护舷、LMD250橡胶护舷、D300橡胶护舷和1000KN系船柱、650KN系船柱、450KN系船柱和350KN系船柱，轨道QU100钢轨。右侧件杂货栈桥作为运输通道使用，不考虑船舶直接靠泊撞击作用，不考虑考虑系缆、泊稳后的挤靠作用。右栈桥宽8m，长80m，排架间距7.3m，每个排架设2Φ800mmPHC桩，PHC桩为直桩。

2.工程的施工特点和技术特点

2.1施工工期紧

按照合同要求，为了确保在合同工期内完成码头的整体施工任务，要求沉桩施工时间务必在2个月内完成，平均每天沉桩要求达到7根以上，需要对整个桩基工程进行合理安排，各个工序环节需要紧密配合，且工程所在地处于珠江沿海地区，台风对施工影响较大，这对施工现场管理提出了更高的要求。只有对码头PHC桩施工进度进行控制，为以后上部结构、预制构件和现浇横梁的施工打下基础。这是本工程进度控制、安全控制的重点。

2.2外界干扰因素多

本工程施工过程中需要在水上作业，并且要同时进行码头和引桥施工。同时开展的施工内容多，施工时会互相干扰。施工现场的上游和下游都会有船从航道进出，船只之间互相干扰，需要提高施工的协调和组织力度。

2.3工程挖泥量大

在施工过程中，挖泥量很大，吹泥区所在的位置对工程进度有比较大的影响。尤其是沉桩区和航道的疏浚会对PHC桩的施工进度造成比较大的影响，因此，项目施工要求首先对沉桩区和航道进行疏浚以此来保证工程的进度。

2.4潮流的影响

该项目一共有384根φ800PHC桩，参考水文资料后发现此地区涨潮最大流速为0.89m/s，潮差最大值为3.11m，对沉桩的施工造成了一定的影响。研究决定采用的打桩船架高为65m，配备D-80液压打桩锤，船身大，吃水深，就位稳。打桩船性能和锤击能量满足本工程施工的需要。

3.PHC桩施工技术

PHC管桩按桩型为B型，直径Φ800 mm，壁厚130mm，共384根，桩长41～49m。本工程所需PHC桩均由具有合格资质的专业生产厂家生产，并安排专人同预制厂联系桩供应计划，桩进场后根据规范对桩材进行现场验收。沉桩时采用打桩船水上打设。

3.1施工流程

施工准备（船机、设备、材料等）→测设桩位→运送方驳至施工现场→打桩船吊桩→柱入龙口→戴替打→测量定位→打桩船粗定位→调整打桩架斜度→打桩船细定位→下沉、压锤、打桩→观测贯入度、标高、停锤。

3.2沉桩测量定位

工程使用《海上GPS打桩定位系统》来对沉桩进行测量定位，此系统定位精度为cm级，基本可以达到工程定位测量的要求，在不考虑通视的情况下快速、准确的实现远距离测量和定位。在施工前，首先在陆岸建立一个GPS参考站，此参考站可以使用CMR标准数据格式、按照460.05MHZ的频率不间断的发送RTK测量信息。然后使用打桩船上布置的两个倾角穿管器和GPS流动站用来实时检测船的位置、姿态和方向。并用桩架倾角传感器和两个免棱镜激光测距仪对桩的位置进行校正，对比设计中的桩基坐标。将打桩船的移动量、移动方向均衡显示在电脑屏幕上，操作人员可以根据数据对锚缆进行调整，移动船的位置，直至桩位偏差达到允许范围，开始下桩。

3.3沉桩施工

本工程施工锤击的方式进行沉桩，在进行沉桩时，要先校验锚缆和锚机，运桩方驳船左前定位（主钩在桩头方），排架轴线驻位和打桩船垂直。铺好锚缆后，进行取桩，在吊起钢桩时，要将其平稳吊到特定高度后，逐渐放松下部吊点的大钩，然后带劲回收上中部吊点的大钩。立桩施工完成后，对替打高度和桩架的倾斜度进行调整，当上口嵌入到替打后，解除连接下部吊到的大沟，并移船就位。在吊装时，为了防止将桩碰上，使用四点吊进行吊桩。并按图1布置吊点。

在将桩稳定吊到规定高度后，带劲回收上部吊点的大钩，并慢慢放松吊下部点的钢丝绳进行立桩，同时提升替打和锤，完成立桩后，对替打的高度和桩架的倾斜度进行调整，将上口嵌入到替打中，这是可以解除连接下部吊点的大钩并将背板和抱桩器关闭。确定好桩位后，将捆绑桩的连接锤、钢丝绳等解除，然后缓缓放下主钩，使替打和桩可以在重力的影响下自动进行下沉，并在完成下沉工作后查看桩位的偏差情况，并对桩为进行合理的调整。自沉作业完成后，进行压锤并查看桩的偏位情况，如果出现了比较大的桩位偏差，要进行起锤并根据实际情况对打桩船的锚缆进行调整。然后再次进行压锤。当桩的垂直度、偏位等均满足设计要求后，即可进行锤击施工。初期打桩时，要先轻轻的锤击几次，落距不宜过大，待桩架、桩身和桩锤的中心轴线保持相同后，才可以正常进行施打，防止出现偏心锤击的情况。在沉桩时，按照重锤低击的原则进行施工，尤其是在桩从硬质土进入到软质土时，为了保证桩的承载力可以在达到设计要求，要使用低落距锤击的方式进行施工。锤击施工途中无特殊情况时不允许中断，以防土壤逐步恢复使沉桩的阻力增加。桩尖在达到设计的高度，并且连续10次锤击的贯入度的平均值在5～8mm/击时，即可停止锤击施工。

3.4检测沉桩

在完成桩基的沉桩施工后，为了可以准确的了解桩基的完整性以及桩基的承载力，要检测PHC桩的动力检测主要包括低应变动力检测和高应变动力两个方面，其中高应变动力检测主要对按照总施工桩数的5%进行检测，一般情况下砂土桩要在完成沉桩三天以后才可以进行检测。对于粘性土沉桩完成后，要间隔14天左右才可以进行沉桩检测。完成检查后要求将桩身的基本情况以及承载力情况提供出来，并核对桩身的完整性和轴向承载力是否可以达到规定要求。在检测沉桩的低应变动力时，按照总测桩基数量的 10%进行检测。在进行检测前，要首先对传感器、仪器设备、应对电源、连线等逐个进行检查，确认一切正常后才可以进行测试。在检测过程中，要保证桩顶的平整性和密室性，检测桩头时，要先将桩顶开裂或破碎的混凝土凿除，然后进行平整和清理。安装好传感器，并将其放置在桩顶上。检测完成后要将桩身的完整性评价给出，并将检测报告给出，按照规范对报告进行编写。当沉桩有明显缺陷时、轴线承载力不能达到设计要求时、存在严重的断桩和缺陷时判断桩基不能达到要求。经过检测，本工程PHC桩在整个沉桩过程中没有出现异常，并且检测结果证明桩身的承载力满足了设计要求，桩身没有出现比较明显的缺陷。

4.结语

PHC管桩使用初期主要应用于民用和工业建筑，由于其具有良好的抗耐压性、施工速度快、施工造价低等优点，逐渐在码头港口工程中得以应用。在施工过程中，要认真分析施工场地的地质情况，对锤重、桩垫等进行合理的安排，对锤击贯入度进行控制，控制好接桩质量，使管桩的施工质量满足施工要求。此外，还要做好PHC管桩的检测工作，保证每一根管桩都可以达到承载要求。本工程在按照上述方法进行施工后，施工效果良好，对PHC管桩进行检测后没有发现比较明显的缺陷，满足了使用要求。

参考文献：

[1]张勇，梁津.新型U型管桩接头的开发和研制[J].混凝土，2007，（09）：83-85.

[2]吴兴培.预应力管桩的应用范围及存在的主要问题和应对措施[J].大坝与安全，2005，（06）：97-98.

[3]陈正光.PHC管桩接桩质量问题的处理及思考[J].工程质量，2002，（02）：50-52.

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