海上淺水區(qū)管樁沉樁施工的實踐

袁成 臧敏 李雪艷

摘要：本文以濱海縣海堤防護王莊段護灘工程為例，闡述了海上淺水區(qū)管樁沉樁施工流程，分析了施工中采取的施工措施。本文具體分析海上淺水區(qū)管樁沉樁施工及質(zhì)量控制的措施。

關鍵詞：混凝土管樁，施工措施，質(zhì)量控制

引言：濱?？h，江蘇省鹽城市下轄縣，位于鹽城市東北部，東瀕黃海，面積1949.60平方千米。濱?？h屬暖溫帶向亞熱帶過渡的濕季風氣候區(qū)，冬冷夏熱，四季分明，境域?qū)冱S淮沖積平原，地勢平坦。截至2020年6月，濱?？h下轄3個街道、11個鎮(zhèn)、2個場、3個園區(qū) [7] ?，縣人民政府駐坎南街道。濱?？h海堤防護王莊段護灘工程位于濱?？h濱海港鎮(zhèn)王莊海岸，由于該海岸主海堤完成達標防護后，近海灘面不斷蝕深，近岸60～80m處灘面平均高程不足-1.6m，對已建防護工程構成了潛在威脅，因此，該海岸的護灘工程被列入了2005年度濱海海堤達標防護的重點工程建設。

1 工程概況

工程設計采用φ500mm、C60預應力鋼筋混凝土管樁，按“一”字形順岸布置，到岸距離為70m，設計樁長9m，樁間凈距0.35m，單樁重2.85T，樁頂高程為2.0m，工程設計為打入樁。

工程地質(zhì)：樁位附近地質(zhì)構造為上層的細粉砂層，以下的粉質(zhì)粘土層或砂壤土夾粉質(zhì)粘土層，呈中密狀，上層的細粉砂層較為平坦，但局部亦有沖刷坑槽。

2 施工流程

2.1沉樁施工方案的確定

由于該海岸灘面高程較低，正常高潮水位時水深達2.5m左右，低潮位時水深不足1m，遇大的風浪時的潮水位變化則無規(guī)律，水位情況極為復雜，原方案采用打樁船施工，但該海域大型船只無法進出，小型船只又無抗風浪能力，而且管樁的裝卸難度極大，通過對比權衡，最終采用搭設沉樁貝雷平臺施工的方案。

2.2沉樁機械選型

本工程采用DD32型柴油打樁機，樁棰重3.2T，配套動力18kW，樁架總高12m。該機型具有輕便、靈活的優(yōu)點，適宜在貝雷平臺上移動。

2.3貝雷沉樁平臺布置

沉樁平臺要保證正常高潮水位時樁機的主要部分在水面以上，同時要充分考慮海上風浪因素的影響，故采用單層貝雷片縱向搭設，按縱向4排等間距布置，片間間距為1.5m，橫向以桿件連接而成一整體，平臺的搭設長度為50m，施工時按“拆后搭前”的次序漸次前行。貝雷片下按3m等間距設1m寬的木排，以防貝雷平臺下沉。

2.4施工準備

平臺搭設前，對所有貝雷片及其配件作防銹處理，同時將3m長左右、直徑20～25cm的圓木用φ16mm的長螺栓串聯(lián)成1m寬左右的木排;在岸上將每2列貝雷片按9m長預聯(lián)成段，配備一臺16T履帶吊車或一臺E320挖掘機吊運。

2.5搭設施工

選擇低潮位時，將預聯(lián)成段的貝雷和木排吊運至待設部位灘面，先將木排置于相應的貝雷片連接處，相鄰段貝雷在木排上各搭接50cm寬左右，再將已聯(lián)成段的貝雷擱置在木排上，最后沿橫向?qū)⑾噜弮善惱走B接，從而使平臺成為一整體結構。貝雷平臺運行過程中，按照次序?qū)⑹褂猛戤叺暮蠖呜惱撞鸪?，翻搭循環(huán)前延，直至全部沉樁施工結束。

2.6樁位控制

樁的縱向軸線通過在兩端設立定向標使用經(jīng)緯儀控制，橫向軸線通過在貝雷平臺相應部位設立臨時標記控制。

2.7沉樁施工

2.7.1沉樁工藝流程

沉樁施工的工藝流程如圖所示：

2.7.2運樁

管樁委托專業(yè)持證廠家生產(chǎn)，滿足齡期和強度要求后運至工地現(xiàn)場。管樁自岸際至樁位的水平運輸利用履帶式挖掘機選擇在低潮位時進行。為了滿足正常潮位時沉樁施工需要，應在低潮水位時，將足夠數(shù)量的管樁運至沉樁平臺附近，為防止擱置在灘面的管樁正常潮水位時位于水下，難于捆綁，采取將運至平臺處的管樁的一端臨時擱置在貝雷平臺頂?shù)姆椒ń鉀Q。但沉樁平臺上擱置過多的管樁將對貝雷平臺的穩(wěn)定造成影響，一般臨時擱置的管樁不宜超過5根，其余在運樁時將其施打端用鋼絲吊繩預捆后置于樁位附近的灘面，鋼絲繩的另一端置于貝雷平臺上，便于起吊。

2.7.3施打

①起樁

通過緊松錨纜將打樁船移至運樁船側(cè)，成兩船中心線互相垂直狀態(tài)，龍門梃前傾至吊鉤對準所要吊的鋼管樁直徑中心。下放吊鉤，主吊鉤吊前吊點，副吊鉤吊其余三個吊點。過程中應注意的是鋼繩與吊鉤栓接的過程中避免打樁船鋼繩在鋼管樁上拖動，并用橡皮管對輔助鋼繩進行包裹，以確保鋼管樁保護層不被鋼繩刮傷。鋼管樁起吊前現(xiàn)場質(zhì)檢員再次對鋼管樁的防腐涂層進行檢查，不滿足要求者停用，并及時處理。打樁船主副吊鉤同步上升，使鋼管樁上升至滿足移船高度，通過緊松錨纜，根據(jù)“海上打樁GPS-RTK定位系統(tǒng)”粗定位，將打樁船移至樁位附近，準備立樁。

②立樁

主吊鉤上升，副吊鉤下降，隨著下降程度，副吊鉤逐個解去，使鋼管樁成豎直狀態(tài)。龍門梃后傾，使鋼管樁與龍門梃滑道成平行狀態(tài)（即同時成豎直狀態(tài)）。抱樁器合攏抱樁并鎖定。為確保鋼管樁保護層不被損壞，抱樁器上的導向輪采用橡膠材質(zhì)導向輪，并保持導向輪的表面光潔，適當涂抹潤滑油。替打沿龍門梃軌道滑移，套住樁頂。為保證施工的連續(xù)性，配備備用替打一個。

③插樁

前（或后）傾龍門梃（打俯樁時前傾，打仰樁時后傾），將鋼管樁粗略調(diào)整至設計斜率。操縱室通過觀察打樁船上的兩臺測距儀和操縱室控制臺上的角度測量儀調(diào)整樁架的前后傾斜度，以使樁身斜率符合設計要求。再根據(jù)預先輸入的單樁平面扭角（方位角）、平面坐標，依據(jù)打樁船“海上打樁GPS-RTK定位系統(tǒng)”顯示打樁船的姿態(tài)及鋼管樁空間位置的圖形和數(shù)據(jù)，通過錨機精確調(diào)整船位、利用打樁架液壓系統(tǒng)調(diào)整樁架的向前或向后的傾角，使樁到達設計位置。慢慢放開上吊點主吊鉤，打開抱樁器，使鋼管樁在重力的作用下自動插樁。測量人員復核鋼管樁位置，自檢滿足要求（不滿足要求，上吊點起樁，關閉打樁器，從新定位;如果樁位變化誤差在允許范圍之內(nèi)，微調(diào)其位置）。后請監(jiān)理工程師進行檢查，符合要求后，進行下一步工序，逐步對相關表格進行簽認。

④錘擊沉樁

解除上吊點，樁錘沿龍門梃下滑，壓錘穩(wěn)樁，打開離合器，啟動起落架，錘擊沉樁。沉樁的開始階段要重錘輕打，以防溜樁，待貫入度正常后再逐步加大沖擊能量。在沉樁過程中，如果出現(xiàn)貫入度異常、樁身突然下降、過大傾斜、移位等現(xiàn)象，應該立即停止沉樁，及時向監(jiān)理工程師和設計單位匯報。

⑤停錘、移船

鋼管樁錘擊至符合停錘標準時，停止錘擊，起替打，打樁船移船重復上述步驟的施工。錘擊停錘采用暫行停錘標準，即沉樁以標高控制為主，貫入度校核，選三根樁做高應變動力測試，待14天后再根據(jù)已沉樁的動測成果來調(diào)整停錘標準。

至接近樁頂0.5m左右時，逐漸放緩錘擊速度，通過測量控制樁頂高程，緩慢把樁沉入設計高程。沉樁施工時，當個別樁位正好位于貝雷片橫向聯(lián)接桿處時，可暫行拆去該桿件，待其樁位的沉樁施工完成后再予恢復。

2.7.4質(zhì)量控制

沉樁施工質(zhì)量主要控制樁位、樁頂高程和樁的垂直度指標，其中樁位在吊插樁時通過反復校驗縱軸線和樁凈距進行控制，樁頂高程利用貝雷平臺頂高程進行預控，再通過水平測量校準，樁的垂直度指標則利用樁架導向，通過反復校正樁機底盤提高樁架的垂直度來控制。

實行每道工序自檢、互撿、專職撿“三撿”制度。每道工序由現(xiàn)場技術員和質(zhì)檢人員進行自檢并按照業(yè)主指定的表格形式填好檢查記錄，自檢合格后請監(jiān)理工程師檢查。每月由項目質(zhì)檢人員組織以總工程師和副總工程師為首的質(zhì)量檢查小組對外、內(nèi)業(yè)進行一次全面檢查，對存在的問題做好記錄并及時提出解決方案、落實實施。作業(yè)班組實行上下工序交接檢查制度，并對主要項目、關鍵工序?qū)嵭懈櫃z查。

3 防范風浪影響的技術措施

由于海上施工作業(yè)將直接面對風浪等惡劣因素，必須采取一定措施加以防范，確保人員、設備安全。

3.1樁機的穩(wěn)固

風浪來臨前將樁機底盤用拉栓臨時鎖固在貝雷平臺上，同時將貝雷平臺和樁機底盤增加壓重，以抵御風浪作用。

3.2對樁機部分結構的改進

為有效抗御風浪侵襲，采取了以下措施：①將樁機操作臺整體抬高，減少操作系統(tǒng)浸水的機率;②在電機上方設4m高左右的支架，必要時將電機懸吊在一定高程的空中。

3.3人員的安全

海上操作人員一律配備救生衣，岸際和平臺由專人負責聯(lián)絡指揮，夜間施工有足夠的照明，遇大風浪或臺風影響時，停止沉樁施工，人員撤至岸際。

4結語

管樁施工是江蘇省重點推廣的建筑新技術，應用于江海堤防建設是一種新的嘗試，經(jīng)濱海海堤防護建設的應用檢驗，具有較好的消浪促淤效果，尤其對浸蝕性海岸的灘面治理，具有不可替代的作用。

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