港口工程高桩码头PHC桩沉桩施工技术应用

港口工程高桩码头PHC桩沉桩施工技术应用

邢德

身份证号码：460100197807155314

摘要：近年来，我国的港口工程建设有了很大进展，在港口工程高桩码头中，PHC桩沉桩施工技术发挥着重要的作用。由于PHC桩在水运工程中施工工艺复杂，存在着较多影响PHC桩施工的质量因素，施工质量不易保证。为了满足工程施工质量要求，本文首先对PHC桩沉桩术概述，其次探讨沿海港口工程高桩码头PHC桩沉桩施工技术，从而有效地保证了PHC桩的桩身完整性，进一步保证了施工质量。

关键词：港口码头；PHC桩；沉桩技术

引言

PHC桩在码头桩基工程中的应用越来越广泛，其优点是自动化生产，桩身强度高，穿透能力强，耐久性好，施工周期短，对环境影响比较友好；但陆上沉桩由于受到沉桩设备的限制，管节需分段焊接成整体，其缺点也就尤为明显，尤其是桩头接桩处理，目前多为现场人工焊接，焊接连接时桩身垂直度偏差，打桩时易产生偏心荷载；焊接时焊缝未满焊、不连续、有焊渣等杂物；有的焊完后，焊缝未按要求自然冷却8分钟后，通常2～3分钟即继续施打，焊缝遇地下水发生淬火，易出现脆裂。过程中桩基同时承受土压力、水压力，外部荷载等多重作用，接桩处很容易断裂。

1PHC桩沉桩术概述

港口码头工程作为重要的基础设施建设项目,其稳定性和安全性是关乎港口运营和货物运输的关键因素。在复杂的地质和水文环境下,选择适当的基础支撑技术尤为重要。其中,PHC桩沉桩术作为一种先进的基础支撑技术,被广泛应用于港口码头工程中,以提升工程的安全性和稳定性。PHC桩沉桩术是指利用预应力高强混凝土（PHC）桩作为桩基,在适当位置进行沉桩施工的一种技术。这种技术的核心思想是通过将预应力高强混凝土桩沉入地下,以达到加固地基、分担荷载的目的。与传统的振动沉桩和静压桩相比,PHC桩沉桩术具有以下优势：首先,预应力高强混凝土桩具有较高的承载能力和抗震性能。在港口码头工程中,承受的荷载和外界环境变化较大,因此选择具有高强度和抗震性能的桩基材料非常重要。其次,PHC桩沉桩术能够适应不同的地质条件。无论是沉积层、软土还是岩石地基,都可以通过调整桩的长度和设计方案来适应不同的地质环境,从而提供更好的基础支撑效果。此外,PHC桩沉桩术施工过程相对简便,不需要进行大幅度的振动或静压,减少了对周边环境的干扰。

2沿海港口工程高桩码头PHC桩沉桩施工技术

2.1试桩

（1）确定基桩轴向抗压极限承载力；（2）判定轴向抗压承载力是否满足设计要求；（3）检验桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别；（4）分析桩侧和桩端土阻力；（5）进行打桩过程监测，及时记录锤击能量、锤击数以及土塞高度等。

2.2测量放桩位

测量组用全站仪确定PHC管桩位置，再根据设计桩距，用全站仪和钢尺定出每排粧轴线和桩中心，并用木桩做醒目标记。然后报监理工程师复核确认，满足要求后方可开始沉桩。

2.3桩尖处理方法

在进行桩尖处理时,假定为60°的圆锥形,修正后的锥形桩尖符合PHC管桩受到的土塞效应,可确保实现桩的贯入过程。但桩尖与PHC管桩端头板交界处会出现尖点,当PHC管桩贯入土体时,在尖点处会出现应力集中现象,导致土体单元发生破坏,模拟结果不收敛。为解决这一问题,使模拟更贴近实际,将锥形桩尖与土体连接处的尖点进行圆滑处理。通过圆滑处理的桩尖可缓解应力集中现象,使得尖点处的刺入效应降到最低,模拟结果更加符合实际压桩工况。

2.4吊桩方式

现场施工的环节,桩驳停靠在打桩船两侧,移动到前部进行吊桩作业。吊点的设计与布置完全按照设计标准进行。PHC桩的单根桩体结构重量比较大,长度较长,从动测的要求出发,长度最长可以达到56m,最终在40.32t左右。在施工过程中为使得现场吊装中不会发生开裂的问题,采取四点吊装的方式,执行规范要求进行绑扎、吊装作业,在管桩0.13L、0.23L、0.31L、0.28L、0.05L处应用油漆进行现场标记,如果存在缺陷、损坏、裂纹等问题,及时修复处理。桩架前倾到吊钩,对正管桩中心,下放吊钩,主钩进行管桩临近顶部两点部位,副钩吊起临近桩尖两点,钢绳与吊钩连接中,防止在打桩船中钢绳不会拖动管桩,并应用橡皮管辅助钢绳包裹处理,从而防止管桩发生损坏的问题,且要轻微敲击处理,不会因为滑动而产生位置变化。在吊装达到紧固标准后,锁紧装置连接,分散作业人员开始起吊作业,缓慢、均匀地向上提升,主副吊钩同时提升,使得管桩移动到规定高度,水平移动离开装驳的部位,松开锚缆,根据GPS系统进行定位,将桩船移动到规定部位,调平船进行立桩作业,副钩缓慢下放,主钩逐步上升,直到达到垂直状态,缓慢进入到笼口。

2.5沉桩锤击

锤击工作开始前,将桩身、桩锤、替代处于同一条轴线。初期打桩作业中采取轻压或者轻击的方式,减小落距,避免人为偏差影响施工效果。此外,在施工阶段当施工位置即将达到沉桩标高时,通过动测进行档位锤击,从而使得桩体承载力达到设计标准,停锤贯入度应符合承载力参数,并保持连续锤击施工,防止土壤恢复而造成沉桩的阻力过大。沉桩作业中,需要进行连续性观测,随时掌握贯入度数据,如果发现数据异常、桩身突然下降、倾斜度超标、偏移等,立即停止沉桩作业,向监理工程师、设计人员上报。沉桩作业环节,锤击振动、挤土等要保护岸坡结构,避免发生失稳的问题,针对稳定性不足的部位,加强打桩速度的控制,通过使用削坡、间隔跳打等方式施工；岸坡出现位移、沉降等问题,及时观察与记录,超出规定时立即停止作业,并采取合理应对措施。

2.6接桩

（1）拼接处焊接应进行环缝焊接，焊接应饱满，并采取措施减小焊接变形，过程中掌握焊接电流和施焊速度，焊缝不宜有夹渣、气孔等缺陷，焊接完成后对焊缝进行探伤检测。（2）工程桩与桩之间的拼接处，除采用正常的焊接工艺外，焊接处桩端还增加了6个桩端加强板，加强板采用轧制钢板，钢板尺寸采用400×125×10mm，分别焊接于上下两根管节的端部，桩两端连接长度等长，相互之间均匀布置。沉桩施工现场接桩应首先保证管节端头焊接的连接质量，再采用桩头加强钢板加强板焊接两管节连接处，加强接头连接质量。（3）焊接好的桩接头应自然冷却后再施工，冷却时间不宜少于8min，严禁用冷水降温和焊好即打，待自然冷却后，接头处全部涂上沥青漆，防止腐蚀。焊接完成并自检合格后，及时通报监理验收，经监理同意方可继续沉放。

2.7压桩过程旁站制度

在压桩过程中，建设方、施工方和监理方都需委派专业的工程师对工程施工进行监督，重点对桩身质量、垂直度、桩位偏差、接桩端板焊接、桩长、压力值、截桩长度等关键施工点进行检查与记录，一旦发现工程施工存在问题，需及时纠正，以免影响工程质量。

2.8管桩验收

在工程施工完毕后，建设方组织项目参与方对桩基施工进行检查和验收，验收依据主要是施工质量验收规范。最终，各参建方一致通过该工程项目的桩基施工验收，统一进行后续施工工作。

结语

综上所述，预应力高强度混凝土管桩是一种常用的桩基础施工混凝土构件，其施工质量直接关系着整个基础结构的稳定性。但管桩质量问题的出现会对工程建设造成无法挽回的损失。沉桩施工技术在确保码头工程安全和稳定方面发挥着重要作用,通过合理的设计和施工,可以提高PHC桩的承载能力和抗震性能,为港口码头的可持续发展提供坚实的基础保障。随着技术的不断创新和发展,相信PHC桩沉桩施工技术将在未来的港口码头工程中发挥更大的作用,为港口建设贡献更多的智慧和力量。

参考文献

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