高琦 羅建春 中交疏浚（集團(tuán)）股份有限公司

1.工程概況

本工程為綏中縣團(tuán)山子二級(jí)漁港升級(jí)改造項(xiàng)目，將原碼頭岸線升級(jí)改造為高樁碼頭岸線，改造長(zhǎng)度為430m，新建碼頭岸線按照原碼頭岸線呈“門”字形完成泊位的布置。一般碼頭和混凝土路面的沿線相隔需保持在10m左右，本工程面頂高約2.5m，港池回旋水域和前停泊水域的寬度都在142m，通常港池泊位水域底高程在-6m，利用振動(dòng)錘沉樁工藝對(duì)樁基施工，并準(zhǔn)備好日立ZX470-3自行機(jī)械臂作為備用工具。

2.沉樁工藝概述

目前常用的沉樁施工工藝包括柴油錘與振動(dòng)錘聯(lián)合沉樁、導(dǎo)向架配合振動(dòng)錘沉樁、陸上打樁機(jī)沉樁等。本工程中所采取的是振動(dòng)錘沉工藝，會(huì)最大程度上輔導(dǎo)斜率性樁。具體為其利用對(duì)液化土壤的振動(dòng)來(lái)操作沉樁，但該工藝卻存在兩個(gè)缺點(diǎn)，一方面容易被土質(zhì)、地質(zhì)影響；另一方面當(dāng)沉斜樁時(shí)，不能應(yīng)變動(dòng)測(cè)。

3.沉樁施工技術(shù)分析

本工程PHC管樁采用D-62型打樁錘，依施工順序施打。

根據(jù)施工控制點(diǎn)，放樣每根樁的位置，預(yù)先打入竹片樁，并以石灰作為明顯標(biāo)記，同時(shí)測(cè)量原地面標(biāo)高，以便確定送樁深度。

管樁用25t吊機(jī)起吊送到設(shè)計(jì)樁位，由樁機(jī)提升，樁尖插入樁位。樁插好后，即將樁錘壓住樁頂，檢查錘、樁帽和樁的中心是否一致，并檢查垂直度和傾斜度是否滿足規(guī)范要求。合格后，慢慢放長(zhǎng)鋼絲繩，使樁均勻緩慢插入土中，同時(shí)檢查樁錘、樁帽是否同樁的中軸線一致，樁的方向有無(wú)變動(dòng)，隨時(shí)進(jìn)行改正。經(jīng)檢查無(wú)誤后方可進(jìn)行錘擊。沉樁開(kāi)始后采用重錘輕擊，并在兩個(gè)方向觀察垂直度及傾斜度，當(dāng)入土達(dá)到一定深度，確認(rèn)方向無(wú)問(wèn)題后，再按要求的落距錘擊。

當(dāng)樁確認(rèn)已達(dá)到設(shè)計(jì)土層且貫入度達(dá)到要求即可停錘并經(jīng)檢查無(wú)問(wèn)題后，即可移動(dòng)樁架至下一個(gè)點(diǎn)位。貫入度根據(jù)試樁的工藝試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)結(jié)果確定。

沉樁工藝的流程具體為：預(yù)制樁運(yùn)至沉樁點(diǎn)→預(yù)制樁預(yù)檢→在樁機(jī)正前方和正側(cè)方架設(shè)經(jīng)緯儀→樁機(jī)就位→插樁→經(jīng)緯儀雙向校正樁身垂直度→打樁→挨樁→經(jīng)緯儀雙向校正樁身垂直度→繼續(xù)打樁→樁位平面位移量測(cè)→送樁→樁頂標(biāo)高測(cè)量→打樁達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高或達(dá)到最大壓樁力→拔出送樁、填蓋樁孔。

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工前，必須平整好施工場(chǎng)地，修筑必要的臨時(shí)施工便道，并進(jìn)行封閉式施工。

（2）在施打前，首先對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)。在機(jī)械進(jìn)場(chǎng)前，工地負(fù)責(zé)測(cè)放樣樁，控制樁等，對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)測(cè)，以保證樁位的準(zhǔn)確性。

（3）樁基軸線應(yīng)從基準(zhǔn)線引出。在打樁地區(qū)附近設(shè)置的水準(zhǔn)點(diǎn)，其位置應(yīng)不受打樁影響，數(shù)量不得少于2個(gè)，開(kāi)工前經(jīng)復(fù)核后妥善保護(hù)，施工中應(yīng)經(jīng)常復(fù)核。

（4）對(duì)進(jìn)場(chǎng)成品必須要求進(jìn)行檢驗(yàn)，并按規(guī)定做好記錄，合格后方可使用，對(duì)不合格的成品嚴(yán)禁使用和退場(chǎng)。

（5）安全技術(shù)交底。對(duì)技術(shù)、安全交底必須在正式展開(kāi)沉樁前進(jìn)行。技術(shù)交底主要包括如下內(nèi)容：發(fā)生調(diào)整的樁位、其扭角詳情、傾斜度以及被標(biāo)識(shí)出來(lái)的易發(fā)生碰撞的樁，還有如何處理緊急情況等。而安全交底則包括了現(xiàn)場(chǎng)安全警示標(biāo)志的設(shè)置，安全作業(yè)范圍的相關(guān)安全防范措施。

（6）人員配合。在沉樁施工的過(guò)程中，需要配備專業(yè)人員隨時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)待命，如果發(fā)生意外事件比如碰樁或者樁超高等及時(shí)處理，以保證順利完成沉樁。

3.2 沉樁測(cè)量

（1）樁頂平面位置測(cè)量。為避免方樁樁頂出現(xiàn)變形導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)誤差，最終讓樁中心發(fā)生偏離，先利用全站儀測(cè)量方樁的隨意三個(gè)角點(diǎn)，得到其坐標(biāo)之后，再確定樁平面位置。提前對(duì)放樣、放樁位以及軸線樁再次核查，而且確保軸線不能有＞1cm的誤差，樁位不能有＞2cm的誤差。

（2）斜樁斜率測(cè)量。其測(cè)量時(shí)所利用的方法是吊錘線法，為避免出現(xiàn)誤差，一般測(cè)量3次，最終結(jié)果取平均值。

（3）斜樁扭角測(cè)量。對(duì)每根斜樁樁頂測(cè)量3個(gè)點(diǎn)之后，再測(cè)量對(duì)應(yīng)下方的3個(gè)點(diǎn)，并開(kāi)始相應(yīng)的繪制。工程圖上最終呈現(xiàn)出3條邊線的投影線，即“1上-1下、2上-2下、3上-3下”。扭角指橫梁軸線和上述投影線之間的夾角。但是得到的3個(gè)扭角并不是相等的，這是由于方樁3條邊不規(guī)整而且測(cè)量也存在一定的誤差。所以通過(guò)取3個(gè)扭角的平均值，完成樁位圖的繪制。

3.3 沉樁定位

在對(duì)沉樁平面定位時(shí)，所利用的主要系統(tǒng)是GPS打樁定位系統(tǒng)，除此之外還會(huì)利用經(jīng)緯儀、全站儀完成校核，對(duì)沉樁標(biāo)高的控制則利用水準(zhǔn)儀。如圖1所示是GPS打樁定位系統(tǒng)的原理展示，具體來(lái)講，通過(guò)GPS流動(dòng)站控制打樁設(shè)備的各種方向、位置，通過(guò)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)的對(duì)比后，調(diào)整打樁設(shè)備以達(dá)到規(guī)范要求。通過(guò)測(cè)量設(shè)備確定樁頂標(biāo)高后，同時(shí)對(duì)錘擊數(shù)計(jì)數(shù)，一般會(huì)采用“錘擊計(jì)數(shù)器”完成，該計(jì)數(shù)會(huì)隨著沉樁貫入度產(chǎn)生正向反饋并出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上。

圖1 “GPS打樁定位系統(tǒng)”定位原理示意圖

定位時(shí)，需要對(duì)Trimble 5700 GPS接收天線各自獲取的夾角、距離、高差之間的誤差以及RTK狀態(tài)的質(zhì)量因子完成核查，核對(duì)其是否在規(guī)范要求之內(nèi)。經(jīng)過(guò)上述測(cè)量，定位變得更加精準(zhǔn)，使得沉樁施工的效率有所增加，極大地減少了碰樁的發(fā)生。

3.4 沉樁過(guò)程控制

本工程實(shí)例中，一共有314 根PHC管樁沿碼頭岸線進(jìn)行施打?？剂楷F(xiàn)場(chǎng)施工條件以及以往的施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，同時(shí)還對(duì)打樁的相關(guān)事宜作出了預(yù)估，本次工程選取履帶式打樁機(jī)，以便快速的安裝和拆卸工作。

3.4.1 穩(wěn)樁

定位好后，在樁身和替打的作用下將其插入土中，開(kāi)始穩(wěn)樁。該過(guò)程中，保證樁架、樁傾斜度符合實(shí)際要求，完成壓錘后，及時(shí)核查樁錘、替打和樁身的位置，如果不在同一軸線，說(shuō)明錘擊過(guò)程出現(xiàn)了偏差，所以此時(shí)還再次調(diào)整吊裝。

除了盡可能縮短實(shí)際和設(shè)計(jì)要求之間的偏差，在穩(wěn)樁過(guò)程中要觀察其人土情況，避免發(fā)生和老碼頭樁之間的碰樁。當(dāng)出現(xiàn)碰樁等其他意外時(shí)，不能再繼續(xù)施工，在設(shè)計(jì)人員、監(jiān)理人員之間協(xié)商之后提出解決方案。

3.4.2 錘擊沉樁

此次施工中，對(duì)PHC管樁錘擊時(shí)，選擇用D-62型打樁錘，此時(shí)將油門調(diào)到三檔，控制400KJ的能量，隨時(shí)觀測(cè)沉樁的貫入度，具體包括下述工作內(nèi)容：

①對(duì)沉樁錘擊時(shí)要及時(shí)查看樁身、樁架的位置，防止錘擊出現(xiàn)偏心。

②如果天氣較惡劣時(shí)不能繼續(xù)沉樁，打樁設(shè)備及時(shí)撤離施工作業(yè)區(qū)域。

③在錘擊工程中，隨時(shí)觀察樁身的晃動(dòng)情況，以盡可能避免蹩樁從而引發(fā)錘擊偏心，比如發(fā)生移位、貫入度不符合要求、樁身下降等，如果出現(xiàn)上述現(xiàn)象，及時(shí)和設(shè)計(jì)人員、監(jiān)理人員商討，以解決問(wèn)題。

3.4.3 沉樁偏位控制

依據(jù)《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（JTS 257——2008）的相關(guān)規(guī)范對(duì)沉樁偏差控制，為保證施工順利對(duì)易發(fā)生碰樁的樁，必須挑選一個(gè)天氣適宜的時(shí)間開(kāi)展沉樁。一般會(huì)用前方交會(huì)法對(duì)定位詳情再次核驗(yàn)，且保證其偏差在±80mm內(nèi)，以便避免發(fā)生碰樁。

4.結(jié)束語(yǔ)

對(duì)碼頭改造時(shí)，施工區(qū)域會(huì)遺留部分原有的構(gòu)筑物，所以會(huì)增加沉樁施工的難度。文章結(jié)合實(shí)例引入了振動(dòng)錘法，以期望解決在特殊地質(zhì)上沉樁的施工問(wèn)題，比如硬質(zhì)老粘土地層。該沉樁工藝不僅具有廣泛的適用性，而且操作簡(jiǎn)便，具有參考性。