單穎濤，朱春山

（中交三航局第三工程有限公司，南京210011）

1 工程概況

某集裝箱碼頭全長556.2m，寬41.28m，共有75 個排架，排架間距7.5m，結構自下而上分別為樁基、樁帽梁、縱橫梁、面板、面層及其附屬結構。820 根預應力鋼絞線薄壁空心方樁在長線臺座上采用先張法預制完成。

2 工程特點和難點

所有方樁長45.5m，根據(jù)項目的施工區(qū)域劃分，820 根方樁分為680 根水上樁和140 根陸上樁。水上樁整節(jié)預制，由樁12號打樁船施打；陸上樁分2 節(jié)預制，由陸上打樁機施打，長度分別為23m 和22.5m，既滿足現(xiàn)場施工機械的性能要求，也滿足圖紙說明在泥面以下12m 處不允許有焊接接縫的規(guī)定。

對薄壁空心方樁的鋼絞線進行先張法預應力施工，在國外資源缺乏、技術水平不高、無相關施工經驗的背景下，存在較大困難。項目部采用整體張拉的施工工藝，并在國內定制2 個1.8m 長320t 張拉力的千斤頂和整體式張拉小車。為解決長臺座、一次張拉鋼絞線較多、鋼絞線伸長過長等一系列問題，特聘請專業(yè)的張拉技術人員對方案進行反復推敲和模擬，解決了保證設計張拉力、直徑355mm 的膠囊在空心方樁內定位、抽取膠囊時間、在動態(tài)情況下每根樁的起始綁扎點等技術問題。

3 預制場的場區(qū)布置

根據(jù)業(yè)主的總體工作安排和現(xiàn)場情況，在辦公室附近區(qū)域選定預制場地、預應力方樁堆放場地和后方材料加工場地。

龍門吊跨距40m，在其內共布置8 組張拉臺座、14 條預制樁生產線和1 條預制板生產線，所有底胎模均用混凝土澆筑，其中水上樁生產線8 條，每條線一次生產4 根45.5m 空心方樁；陸上樁生產線6 條，每條線一次生產4 根23m 空心方樁和

4 根22.5m 空心方樁。

生產鋼絞線預應力方樁時，由于張拉力和傾覆力矩都很大，根據(jù)國內預制廠的生產經驗和施工現(xiàn)場的地質情況選用壓柱式整體臺座，用以承受較大的張拉力和抗傾覆力矩。壓柱式整體臺座主要由通長壓柱、橫梁、臺面組成，通長壓柱由鋼筋混凝土整體澆筑而成，用于承受預應力張拉時的反力。承載橫梁的重力墩具有足夠的強度和剛度，其抗傾覆安全系數(shù)≥1.5，抗滑移系數(shù)≥1.3，橫梁需要有足夠的剛度，受力后撓度≤2mm，防止變形較大帶來預應力損失。

4 預應力鋼絞線張拉

預應力鋼絞線為270 級φ12.7mm 的低松弛鋼絞線，每根截面積A=98.7mm2，標準強度20 根鋼絞線的設計張拉力為2754kN，具體尺寸見圖1。

圖1 預應力鋼絞線薄壁空心方樁截面尺寸

4.1 施工理念

鋼絞線屬柔性材料，在無外界措施的前提下因重力作用下墜，致使方樁四周上下層單根鋼絞線受力不均勻，項目部研究決定使用鋼托對鋼絞線進行支托，減少重力產生的影響，保證張拉過程中各根鋼絞線的受力均勻性[1]。鋼絞線張拉采用的是張拉力和伸長量雙向控制標準，以張拉力控制為主，利用伸長量來校核，最終伸長量偏差值控制在5%以內。

4.2 張拉施工流程

4.2.1 鋼絞線穿線

每條張拉生產線長200m，除去兩端張拉鋼梁和精軋螺紋鋼的長度，有效長度為185m，根據(jù)預制樁的種類和相應的施工間距，需在底胎膜上提前做好標記，并在指定位置布設箍筋套子和樁頭連接件。

4.2.2 鋼絞線初張拉

待兩端精軋螺紋鋼與鋼絞線連接并錨固完好，沿線每間隔20m 布設一組鋼支托，支撐頂部和兩側的鋼絞線，抵消重力影響，然后使用30t 的小型千斤頂對鋼絞線進行單根張拉，由零值張拉至10%的初始應力值。

對于200m 的長臺座生產線，張拉總伸長量為1337mm，若張拉至10%初始應力值便開始綁扎箍筋和定位鋼筋，終張拉時必然會導致成形的鋼筋籠出現(xiàn)較大變形，已完工程也會面臨二次返工。對每條生產線上的所有樁頭位置做好初始標記，陸上樁生產線上布置有8 根短樁，共計8 處標記；水上樁生產線上布置有4 根長樁，共計4 處標記。項目部通過張拉實測尋找規(guī)律，了解到在張拉力每增加10%的同時，每處每次的伸長增量幾乎是均等的，伸長總量隨距張拉端距離的增大而減少，具體數(shù)據(jù)見表1。

為便于施工的安全性和實際操作性，將鋼絞線張拉至80%的設計張拉力便開始綁扎箍筋和定位鋼筋。

2 條生產線的40 根鋼絞線使用320t 千斤頂整體張拉，張拉過程中施工區(qū)域嚴禁人員入內，并在張拉端加設鋼筋網，專職安全員在施工現(xiàn)場全程監(jiān)督，確保人員的人身安全。

4.2.3 綁扎箍筋和定位鋼筋

箍筋的綁扎應依據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)預留終張拉的移動距離。為防止膠囊上浮，在樁身內部布設間距30cm 的定位鋼筋，對內置直徑355mm 的膠囊進行加固。

表1 生產線上各標記點處的張拉伸長量mm

4.2.4 終張拉、穿膠囊、支設模板

待所有箍筋、定位鋼筋綁扎完畢，預埋鋼筋妥當，便進行由80%張拉力至100%設計張拉力的終張拉，并將涂刷有肥皂泡沫的膠囊穿進鋼筋籠內。

支設模板時，樁身兩側為鋼模，兩端為木模，在鋼模兩側開洞，利用其自身重力和摩阻力來保證端頭木模的垂直度，防止在澆筑混凝土過程中出現(xiàn)跑模情況，進而影響樁頭的外形。

4.2.5 混凝土澆筑、養(yǎng)護和抽拔膠囊

在澆筑過程中加強膠囊下方混凝土的振搗，避免出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。澆筑完成覆蓋土工布并灑水養(yǎng)護，保證混凝土表面一直處于濕潤狀態(tài)。膠囊屬于周轉材料，待混凝土強度達到一定強度后需組織施工人員將其拔出[2]。根據(jù)現(xiàn)場實測經驗，混凝土澆筑完成9h 且用手按壓混凝土表面沒有痕跡后，即可緩慢均勻拔出膠囊，以免傷及周圍混凝土。

4.2.6 方樁吊運

在日常養(yǎng)護下，3d 的混凝土強度已經超過設計強度的80%，具備脫底模條件。項目部原計劃采用180t 的履帶吊來吊運方樁，因場地限制及安全性、經濟性考慮，改用50t 龍門吊起吊方樁。水上樁長45.5m，用2 臺50t 龍門吊搭配2 個15m 的扁擔和6 個夾樁器同時起吊；陸上樁分2 節(jié)預制，分別為23m 和22.5m，用1 臺龍門吊搭配1 個15m 的扁擔和3 個夾樁器起吊。

4.3 預應力張拉過程中出現(xiàn)的問題和防護措施

針對張拉過程中可能遇到的滑絲、斷絲、伸長量不足等問題，項目部提出如下措施以消除安全和質量隱患：

1）針對斷絲、滑絲現(xiàn)象，預應力張拉施工中規(guī)定，每束鋼絞線斷絲不得超過1 絲，每個斷面斷絲之和不得超過該斷面總和的1%。項目部按規(guī)范要求認真抽查每批次到場的鋼絞線，不合格產品嚴禁用于工程實體；張拉前仔細檢查連接器和夾片，發(fā)現(xiàn)有磨損不能繼續(xù)使用的立即更換。

2）針對伸長量不足的問題，檢查油泵、千斤頂、油壓表等設備的運行情況，發(fā)現(xiàn)故障立即停止張拉并進行維修，待一切正常再繼續(xù)張拉，同時檢查鋼絞線上面是否有附著物，增加了鋼絞線的自重，導致張拉力的損失。

5 結語

在預制預應力薄壁空心方樁的過程中，項目部積極采取技術和施工管理措施，改進現(xiàn)場施工工藝，提高生產效率，保證了方樁的成樁質量和項目的整體施工進度，得到了業(yè)主們的一致認可，取得了良好的社會效益和經濟效益，為公司在海外市場業(yè)務的拓展打下了良好的基礎。