黃目升
摘 要:在我國港口工程中,大直徑鋼管樁斜樁嵌巖施工技術在保證樁基礎承載力等方面具有顯著優(yōu)勢,但是此項技術工藝復雜、技術難度大,必須選擇合適的技術方案,加強過程控制。基于此,文章首先分析了高樁碼頭鋼管樁斜樁嵌巖技術的應用情況,然后圍繞鋼筋籠安放施工展開了具體論述,通過實例分析進一步探討了鋼筋籠安放質量問題及其控制措施,為類似工程提供參考。
關鍵詞:大直徑鋼管樁 鋼筋籠制作 鉆孔灌注樁
1.引言
根據(jù)我國高樁碼頭建設情況來看,若是基巖(中風化巖)埋藏較深且其上強風化層厚較薄,則僅僅采取錘擊沉樁施工方法,鋼管樁無法打至足夠深度,由此影響到結構穩(wěn)定性,基于此,灌注型嵌巖樁施工成為了一種較好的處理方法,工藝逐步趨向成熟。
2.高樁碼頭鋼管樁斜樁嵌巖技術的應用
在我國傳統(tǒng)高樁碼頭建設中,基礎施工以預制斜樁技術為主,但若是遭遇要第四系地層厚度不大的情況,樁端必須嵌入中微風化基巖一定深度,方可保證樁的抗拔、抗滑力滿足設計與規(guī)范要求。
近年來,我國不少碼頭工程建設中就遭遇了預制斜樁無法深入中微風化基巖的情況,但是如果采取傳統(tǒng)鉆孔灌注樁,則無法直接成斜樁,由此造成樁抗拔、抗滑力達不到設計要求。針對此種問題,鋼管樁斜樁嵌巖技術發(fā)展起來,實現(xiàn)了打入樁、嵌巖樁的有機結合,同時可根據(jù)碼頭工程實際地質條件選擇成孔工藝、水下混凝土參數(shù),保證樁基礎承載力等達標,此技術施工適應性好、安全系數(shù)高,具有良好的經濟效益和推廣價值。
3.大直徑鋼管樁斜樁嵌巖鋼筋籠安放施工技術要點
(1)鋼筋籠制作。在布置鋼筋籠制作場時,必須優(yōu)先選擇便于出運安裝的固定場所,且場所地勢宜高,防止鋼筋受潮;鋼筋進場前,做好抽樣檢查;宜在支架或臺座上進行鋼筋籠制作,使用半圓形鋼筋定位架,由專業(yè)的電焊工對鋼筋籠進行焊接,做好抽樣送檢工作,切實保證焊接質量達標;根據(jù)樁徑實際情況,制作加強筋,加強筋與主筋采用電弧焊點焊,箍筋與主筋必須纏繞緊密。鋼筋籠的制作偏差要求如下:長度的允許偏差為+100mm,直徑的允許偏差為±10mm,主筋間距的允許偏差為±10mm,箍筋、螺旋筋螺距的允許偏差為±10mm,焊接長度的允許偏差為10d。
(2)鋼筋籠安放。待成孔后,將鋼筋籠運至孔口下籠,要求鋼筋籠必須經由驗收合格,方可安放。鋼筋籠吊放時輕提緩放,防止碰撞孔壁,為了保證順利下放安裝到位,在鋼筋籠外圍箍筋上設置保護層墊塊,每隔2m布置一塊,共計4塊,每節(jié)鋼筋籠間采用單面焊焊接。鋼筋籠下放過程中,一旦遇阻必須立刻停下,及時查找原因,處理完畢后方可繼續(xù)下放。完成鋼筋籠安放后,以鋼扁擔/吊筋將鋼筋籠固定在鉆機上,防止鋼筋籠出現(xiàn)偏位、上浮等問題。
通過上述分析可知,管嵌巖樁斜樁鋼筋籠安放過程與直樁類似,但在下放過程需尤其注意保護外層保護層定位件。
4.實例分析
4.1工程概況
中化泉州1200萬t/年煉油項目30萬t級原油碼頭工程位于福建省泉州市惠安縣,30萬t級原油碼頭(水工結構按靠泊45萬t油船預留)按照開敞式設計標準設計,平面采用蝶型布置,高樁墩式結構,泊位長度455m,設計通過能力1800萬t/a。
碼頭主體水工結構采用鋼管樁樁基結構方案,輔助平臺采用重力式沉箱方案。樁基采用鋼管樁及鋼管嵌巖樁,樁直徑為1500mm和1800mm,總計126根樁(嵌巖樁118根,包括直樁與斜率6:1、5:1的嵌巖樁分別為13根、9根、96根),鋼管樁分為兩種,樁徑Φ1800mm和Φ1500mm分別為66根、60根,采用Q345B鋼,長37m~63m,鋼板厚25mm。
系纜墩與靠船墩、工作平臺、立管支撐平臺的鋼筋混凝土樁芯直徑分別為Φ1300mm、Φ1600mm,錨入鋼管6m、8m,同時要求嵌入中風化巖超過4m、5m。嵌巖樁施工工藝流程如下:鋼筋籠制作→鋼筋籠下放→鉆機就位→鉆孔→中風化巖層判斷→鉆巖到設計標高→終孔驗收→清孔→檢測孔深→砼澆筑→成樁檢測。
4.2鋼筋籠安放施工要點
(1)嵌巖樁鋼筋籠的加工和制作必須滿足規(guī)范和設計要求,箍筋與主筋之間必須點焊牢固;鋼筋籠主筋連接采用直螺紋套筒連接。
(2)選擇采用由專業(yè)保護層生產廠家制作的高強混凝土保護層墊塊。該保護層墊塊生產工藝先進,外形美觀,強度高。
(3)鋼筋籠安裝時在接近樁頂部分插入導向鋼管,導向鋼管放置樁孔斜向一側,起到保護鋼筋籠保護層墊塊和鋼筋籠下放安裝導向的作用。
(4)下放鋼筋籠時使用單股雙道鋼絲繩,當鋼筋籠安裝完畢后,將固定在鉆機頂端的鋼絲繩解開,卷揚機把孔內鋼絲繩拉到孔上。
(5)斜樁鋼筋籠制作時,應設置上下導向坡,下口內收,上口外放。同時將加強箍外置防止下導管時卡到鋼筋籠。
(6)由于鋼筋籠為半籠,采用上部定位比較困難,為防止灌注時出現(xiàn)上浮問題,在鋼筋籠底Φ20加強筋上焊Φ14的鋼筋網,靠砼的重力將鋼筋籠壓緊。
4.3鋼筋籠安放質量控制
4.3.1質量問題
嵌巖樁鋼筋籠安放施工前期,為了保證鋼筋籠安放的質量,組織施工分包商編制了嵌巖樁鋼筋籠安放典型施工方案,并進行了施工技術交底。擬選擇前12根嵌巖樁進行鋼筋籠安放典型施工,于2012.09.06~2012.10.16組織了12根嵌巖樁鋼筋籠安放典型施工,合格數(shù)量為5根,合格率41.6%。
根據(jù)此結果顯示,典型施工的12根嵌巖樁鋼筋籠一次性安放的合格率低,返工將會影響本工程的質量、進度、效益。據(jù)此由EPC承包商組織施工分包商技術負責人、現(xiàn)場施工人員開會總結分析,嵌巖樁鋼筋籠主要質量問題如表1所示。
根據(jù)上表分析可知,孔徑質量和鋼筋籠制作質量,是影響鋼筋籠一次性安放施工質量的主要問題,必須做好施工優(yōu)化與質量控制。endprint
4.3.2質量控制
根據(jù)典型施工鋼筋籠制作出現(xiàn)的鋼筋籠骨架不牢固、直徑不符合等質量問題,制定了相應的措施質量保證措施,具體執(zhí)行情況如下:
(1)巖面開孔時合理減壓鉆進,隨時注意鉆孔偏位情況、有偏位、彎孔及時掃孔,成孔后使用鋼筋探籠進行上下掃孔檢驗樁孔直徑、順直度。當成孔檢驗發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)輕微斜孔、彎孔時利用Φ1500鋼管樁制作筒鉆進行修孔。筒鉆長度為5m,與鉆桿用法蘭盤連接,利用筒鉆修孔,可使孔壁平整順滑,達到鋼筋籠順利下放。
(2)針對鋼筋籠制作要求,需組織鋼筋班組人員進行了再次技術交底,重點明確加強箍彎曲圓的精度要求,圓直徑允許偏差值嚴格控制在+5mm~-10mm之間(滿足嵌巖孔+5~0允許偏差值的要求),并對加強箍逐個檢驗,杜絕不合格的加強箍投入使用。
(3)加強箍等鋼筋半成品掛牌標識管理,標識牌除了顯示規(guī)格尺寸、使用部位外,增加了制作人的姓名信息,制作質量責任落實到人。
通過對實施對策后的12根樁成孔及鋼筋籠安放施工驗證,有效解決了“孔徑和鋼筋籠制作質量達不到要求”這個問題,鋼筋籠一次安放質量檢驗合格率達到100%,效益明顯。
5.結束語
綜上所述,鋼管樁斜樁嵌巖施工技術是解決風化巖地基選用高樁碼頭的重要對策,有利于保證樁基結構的穩(wěn)定性與可靠性。在鋼管樁斜樁嵌巖實際施工中,必須嚴格按照設計要求展開施工作業(yè),遵循合理施工工序。文章主要圍繞鋼筋籠安放施工展開了具體論述,做好質量管理工作,切實保證鋼管樁斜樁嵌巖施工的順利實施,最終圓滿完成整個碼頭的施工作業(yè)。
參考文獻:
[1]彭文韜.超長大直徑鋼管樁豎向承載特性試驗分析與預測方法研究[D].武漢:武漢理工大學,2010.
[2]倪敏.大直徑鋼管樁豎向承載能力研究[D].天津:天津大學,2014.
[3]燕莉.高樁碼頭鋼管樁斜樁嵌巖的施工技術[J].珠江水運,2017(13):87-88.
[4]曾龍輝.斜向嵌巖復合樁沖孔灌注施工工藝[J].中國水運(下半月),2014(11):354-358.
[5]徐炬平.池州港二期工程嵌巖樁基施工關鍵技術[J].人民長江,2010(09):53-55.endprint