越南造船廠EPC項(xiàng)目分段裝焊車間PC樁施工技術(shù).doc

第9頁(yè)越南造船廠EPC項(xiàng)目分段裝焊車間PC樁施工技術(shù)摘 要 越南容橘造船廠EPC項(xiàng)目裝焊車間基礎(chǔ)施工中，采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PC樁)。打樁前需做好樁錘、樁架選擇，確定管樁齡期，打樁過(guò)程中插樁、錘打、接樁、送樁均采取了相應(yīng)的技術(shù)措施。該工程中PC樁所具有的單樁承載力高、樁身耐錘擊性好、穿透力強(qiáng)、造價(jià)便宜、施工速度快等特點(diǎn)均得到很好的體現(xiàn)，從而縮短了工期，提高了EPC項(xiàng)目的整體效益。關(guān)鍵詞 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁 樁基礎(chǔ) 試沉樁引言近年來(lái)，隨著國(guó)際工程承包市場(chǎng)的發(fā)展，EPC（Engineering，Procurement and Construction）這種集設(shè)計(jì)、采購(gòu)和施工為一體的總承包模式越來(lái)越受到業(yè)主的青睞。越南容橘造船廠期項(xiàng)目是EPC總承包模式，其中分段裝焊車間是陸域部分荷載最大、建筑面積最大的工業(yè)廠房。設(shè)計(jì)場(chǎng)區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜，下伏的花崗巖層的層面及風(fēng)化狀態(tài)變化較大，且分布不均勻，且樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工較復(fù)雜，施工控制的成敗將直接決定工期，影響到項(xiàng)目的成本，進(jìn)而關(guān)系到項(xiàng)目的綜合效益。1 工程概況越南容橘造船廠位于越南廣義（Quang Ngai）省平山（Binh son）縣平東（Binh dong）鄉(xiāng)的容橘（Dung Quat）灣海岸，船廠面積約125公頃，期工程項(xiàng)目是出口賣方信貸EPC合同項(xiàng)目，工程主要包括碼頭、車間、堆場(chǎng)、設(shè)備、公共管網(wǎng)和動(dòng)力設(shè)施等，合同總價(jià)約1億美元。分段裝焊車間為單層鋼結(jié)構(gòu)廠房，主要用于船體分段構(gòu)件的制造、吊運(yùn)和焊接組裝，建筑面積16636平方米，共2跨，跨間距均為39m，每跨配置軌頂標(biāo)高為14.5m和21m的橋式起重機(jī)各2臺(tái)，其中單臺(tái)起重能力最大為40t+40t。據(jù)設(shè)計(jì),其鋼結(jié)構(gòu)單柱荷載約3500KN。設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)數(shù)量為：600預(yù)應(yīng)力混凝土管樁PC管樁413根。(其中包括原設(shè)計(jì)46根600鉆（沖）孔灌注樁最后變更為49根預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的數(shù)量)2 打樁準(zhǔn)備2.1 樁錘的選擇選擇樁錘時(shí)，必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)形式以及土質(zhì)、氣象等條件，并掌握各種錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力，包括克服樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等。如果樁錘的能量不能滿足上述要求，則會(huì)引起樁頭部的局部壓曲，難以將樁送到設(shè)計(jì)標(biāo)高。鑒于本工程穿越地層多、地質(zhì)條件復(fù)雜的實(shí)情，選用了柴油錘，錘重6.0t。2.2 樁架的選擇樁架的設(shè)置、安裝和準(zhǔn)備工作對(duì)打樁效率有很大影響。樁架選用日本海工LS-118RH型履帶行走式樁架，其最大特點(diǎn)是移動(dòng)靈活，使用方便，運(yùn)行機(jī)構(gòu)為履帶，對(duì)進(jìn)場(chǎng)道路和施工場(chǎng)地要求比較低。選擇的樁機(jī)設(shè)備2.3 管樁選型、吊運(yùn)和堆存充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，采用距離現(xiàn)場(chǎng)約5公里的越南容橘離心混凝土股份有限公司生產(chǎn)的PC-600A樁，節(jié)段長(zhǎng)度為715米。管樁吊裝采用兩支點(diǎn)法，兩吊點(diǎn)位置距離樁端為0.21L左右，吊索與樁段水平夾角不得小于45，管樁起吊運(yùn)輸中應(yīng)免受振動(dòng)、沖撞。管樁分三層疊層堆放，最下層按下圖所示的兩支點(diǎn)位置放在墊木上，墊木支承點(diǎn)應(yīng)在同一水平面上，底層最外緣管樁的墊木處用木楔塞緊。兩支點(diǎn)法底層堆放(注：L為樁節(jié)長(zhǎng)度)2.4 管樁齡期的確定管樁從制造成型到打樁施工的間隔時(shí)間宜盡量長(zhǎng)些，本項(xiàng)目在施打前第一批樁即運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。由于工廠制造，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值80以上即出廠，按照2根樁/天/臺(tái)的工效，2臺(tái)打樁機(jī)，按每根樁由3節(jié)樁組成充分考慮，施工中現(xiàn)場(chǎng)最少保證堆存約60節(jié)樁滿足5天的施工用量。按“先進(jìn)場(chǎng)樁先打”的原則，滿足管樁的強(qiáng)度要求。2.5 檢查修整管樁施工前應(yīng)再次逐根檢查，即檢查混凝土樁有無(wú)嚴(yán)重質(zhì)量問題，對(duì)管樁兩端應(yīng)清理干凈，施焊面上有油漆雜物污染時(shí)，應(yīng)清刷干凈。3 打樁階段技術(shù)措施3.1 插樁定位樁打入過(guò)程中修正樁的角度較困難，因此就位時(shí)應(yīng)正確安放。第一節(jié)管樁插入地下時(shí)，要盡量保持位置方向正確。開始要輕輕打下，認(rèn)真檢查，若有偏差應(yīng)及時(shí)糾正，必要時(shí)要拔出重打，保證樁位施工偏差100mm。校核樁的垂直度可采用垂直角，即用兩個(gè)方向(互成90)的經(jīng)緯儀使導(dǎo)架保持垂直。通過(guò)樁機(jī)導(dǎo)架的旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)及停留進(jìn)行調(diào)整，確保樁身垂直偏差1.25%。經(jīng)緯儀應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響處，并經(jīng)常加以調(diào)平，使之保持垂直。樁位測(cè)量控制平面示意圖管樁定位（開口型樁尖）3.2 錘打因地層較軟，初打時(shí)可能下沉量較大，宜采取“重錘低擊”、“低提重打”。開始錘擊時(shí)，采用0.6m左右小落距，入土約1-2m深度后再全落距擊打，樁尖入土3米后，在確認(rèn)樁身貫入方向無(wú)異常時(shí)，方進(jìn)行連續(xù)正常錘擊。樁插入土中應(yīng)校正其垂直度，樁在樁重和錘重作用下沉入土中一定深度而達(dá)到穩(wěn)定后，應(yīng)再校正一次垂直度。嚴(yán)格控制第一節(jié)樁的沉樁質(zhì)量，認(rèn)真觀測(cè)穩(wěn)樁、壓錘時(shí)的樁身變化情況，發(fā)現(xiàn)有偏移或傾斜時(shí)，立即分析原因，并采取措施予以糾正。在整個(gè)打樁過(guò)程中，要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時(shí)應(yīng)將樁錘及樁架導(dǎo)桿方向按樁身方向調(diào)整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打，以免管樁受彎易損壞。打樁較難下沉?xí)r，要檢查落錘有無(wú)傾斜偏心，特別是要檢查樁墊樁帽是否合適。如果不合適，需更換或補(bǔ)充軟墊。每根樁宜連續(xù)一次打完，不要中斷，以免難以繼續(xù)打下。打樁過(guò)程中，如突然出現(xiàn)樁錘回彈，貫入度突增，錘擊時(shí)樁彎曲、傾斜、顛動(dòng)、樁頂破壞加劇等，則表明樁身可能已破壞，有地下水溢出或周圍土隆起情況應(yīng)當(dāng)停樁檢查。3.3 接樁接樁時(shí)要注意新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致，兩施焊面上的泥土、油污、鐵銹等要預(yù)先清刷干凈。當(dāng)下節(jié)樁的樁頭距地面11.2m時(shí)，即可進(jìn)行焊接接樁。接樁時(shí)可在下節(jié)樁頭上安裝導(dǎo)向箍以便新接樁節(jié)的引導(dǎo)就位。上節(jié)樁找正方向后，對(duì)稱點(diǎn)焊46點(diǎn)加以固定，然后拆除導(dǎo)向箍。管樁焊接施工由有經(jīng)驗(yàn)的焊工按照技術(shù)規(guī)程的要求認(rèn)真進(jìn)行；施焊第一層時(shí)，宜適當(dāng)加大電流，加大熔深。采用手工焊接，選用當(dāng)?shù)氐腍AVIET HV-J422 AWSE6013電焊條，要保證焊接質(zhì)量。接樁焊接如下圖。接樁圖3.4 送樁為將管樁打到設(shè)計(jì)標(biāo)高，需要采用送樁器，送樁器用鋼板制作，長(zhǎng)4m。設(shè)計(jì)送樁器的原則是打入阻力不能太大，容易拔出，能將沖擊力有效地傳到樁上，并能重復(fù)使用。3.5 打樁記錄打樁過(guò)程中應(yīng)詳細(xì)記錄各種作業(yè)時(shí)間、入土深度、每打入0.51m的錘擊數(shù)、樁位置的偏斜、最后3陣10擊的平均貫人度。4 試沉樁試驗(yàn)4.1 試沉樁目的本次試沉樁目的為掌握當(dāng)?shù)貥痘┕に胶痛驑对O(shè)備能力，了解PC-600樁的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、和貫入風(fēng)化花崗巖的能力，以判斷勘察報(bào)告中提出的樁身貫穿殘積土、樁端樁靴打至第2、1、2層層面或進(jìn)入第1層一定深度(約2.0m)做為端承樁在施工上是否可行，并為設(shè)計(jì)制定停樁控制標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。4.2 試沉樁標(biāo)準(zhǔn)按建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-94)中混凝土預(yù)制樁的沉樁有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。4.3 試沉樁位置選擇為保守掌握各種樁型在一定的沉樁條件下的貫入能力,選擇在基巖面埋藏相對(duì)較深的A、B兩個(gè)孔位相似地層分布區(qū)域進(jìn)行沉樁試驗(yàn)。該孔位勘探揭示的地層分布情況如下：第層吹填土層，填齡45年，以中、細(xì)砂為主，混含大量貝殼，層頂標(biāo)高為5.72m,厚度為4.2m,標(biāo)貫平均擊數(shù)為12擊,狀態(tài)稍密。第層粉砂層，灰黃灰黑色，層頂標(biāo)高為1.52,厚度為8.8m，標(biāo)貫平均擊數(shù)為9擊,狀態(tài)松散。第層淤泥質(zhì)粘土層，灰黑深灰色，夾少量薄層粉砂，在孔位及其附近處缺失。第1層殘、坡積含礫粉質(zhì)粘土，黃灰、紅褐色，偶爾含粗礫，層頂標(biāo)高-7.28m，厚度13.5m,平均標(biāo)貫擊數(shù)N=10擊，狀態(tài)可塑。第2層殘積粉砂，青灰、灰黃色，層頂標(biāo)高-20.78m，厚度為8.2m，平均標(biāo)貫擊數(shù)16擊，狀態(tài)稍密中密。第層全風(fēng)化花崗巖，青灰、灰黃色，在該孔位及其附近處缺失。第1層砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，層面標(biāo)高-28.98m，厚度8.3m，平均標(biāo)貫擊數(shù)71擊。第2層碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，風(fēng)化成灰黃短塊狀，無(wú)法較完整的取樣,RQD80%。4.4 樁節(jié)和樁尖選型采用節(jié)段長(zhǎng)L=15m的PC600A預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，為了增強(qiáng)樁的穿透力，樁尖采用開口型鋼樁尖。4.5 試沉樁參數(shù)和要求預(yù)定停錘貫入度小于 30mm/10擊；樁身垂直偏差 1.25%；樁錘最大落距30m，標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)測(cè)擊數(shù)40擊，極限端阻力qps=9400kpa，全風(fēng)化花崗巖樁側(cè)土體的極限側(cè)摩阻為110-140kpa，完全滿足設(shè)計(jì)中對(duì)試樁的豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值2827kN的要求。試沉樁表明，本項(xiàng)工程施工中以貫入度控制為主，以樁端標(biāo)高（或樁如入土深度）為輔的端承載力PC樁，停錘以最后三陣10擊，貫入度不大于30mm/10擊控制比較合理。4.8 沉樁后低應(yīng)變檢測(cè)在終樁第6天進(jìn)行了低應(yīng)變檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明樁形完整，樁身未出現(xiàn)破損。5 PC樁施工效果5.1 在本項(xiàng)目基礎(chǔ)施工中，有效利用當(dāng)?shù)貜S區(qū)內(nèi)PC樁施工既有設(shè)備，充分發(fā)揮了當(dāng)?shù)卮蛉霕哆\(yùn)用比較普遍、技術(shù)相對(duì)熟練的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在施工中加強(qiáng)管理和技術(shù)控制，最終整個(gè)車間基礎(chǔ)413根樁，實(shí)際施工中，僅2根樁破裂，且補(bǔ)救措施也方便快捷。同時(shí)PC樁施工速度快的特點(diǎn)很好地滿足了緊迫的工期要求。5.2 由于PC樁施工周期短，效率高，回報(bào)快，施工現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單，便于管理，因此本工法在越南容橘造船廠EPC項(xiàng)目裝焊車間基礎(chǔ)施工中的合理運(yùn)用，節(jié)約了施工費(fèi)用，單位承載力造價(jià)低，提高了項(xiàng)目的綜合經(jīng)濟(jì)效益。6 PC樁使用特點(diǎn)總結(jié)6.1 混凝土強(qiáng)度高。它采用了科學(xué)配比加摻合料、外加劑離心成型、壓蒸養(yǎng)護(hù)等先進(jìn)工藝，可確?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C80。6.2 樁身耐錘擊和抗裂性好。樁身承載力高，抗彎性能好。它采用了預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，先張法預(yù)應(yīng)力張拉工藝，有較高的抗裂彎矩與極限彎矩。其樁身承載力比其它樁種高25倍。6.3 對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)適應(yīng)性較強(qiáng)、穿透力強(qiáng)。由于其密實(shí)耐打，有較強(qiáng)的穿透能力，對(duì)持力層起伏變化大的地質(zhì)條件有較強(qiáng)的適應(yīng)性。6.4 運(yùn)輸?shù)跹b方便，樁接駁迅速。成樁長(zhǎng)度不受限制，用普通的電焊機(jī)即可實(shí)現(xiàn)接駁。6.5 成樁質(zhì)量可靠。采用的工業(yè)化大生產(chǎn)，有成熟的工藝和完整的質(zhì)量管理體系支撐，可在生產(chǎn)全過(guò)程中有效地控制質(zhì)量。沉樁后樁長(zhǎng)和樁身質(zhì)量可用直接手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)。6.6 施工速度快，文明施工?，F(xiàn)場(chǎng)整潔，不污染環(huán)境，符合環(huán)保要求。施工機(jī)械化程度高，檢測(cè)方便，監(jiān)理強(qiáng)度低。7 施工經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)7.1 “重錘低打”能有效降低錘擊應(yīng)力。樁錘對(duì)樁頭的錘擊速度越快，在樁身上產(chǎn)生的應(yīng)力波強(qiáng)度也越高，即打樁應(yīng)力與錘擊速度成正比，所以為降低錘擊應(yīng)力并保持較好的貫入度，采用了較重的樁錘(樁錘重6.0t)和較低的速度施打，效果良好。7.2 樁頭襯墊效應(yīng)對(duì)錘擊應(yīng)力也有直接影響。為延長(zhǎng)錘擊作用時(shí)間、降低錘擊速度，并借以降低錘擊應(yīng)力，選用軟厚適宜的木樁墊，收到良好效果。7.3 選擇合理的打樁施工順序，能減小樁的側(cè)向位移。樁基側(cè)向位移是軟弱地基施工中經(jīng)常見到的一種現(xiàn)象，根據(jù)不同情況進(jìn)行綜合分析，制訂出合理的打樁施工方案，并采取相應(yīng)措施，可以把打樁危害降低到最低限度?；A(chǔ)形狀規(guī)則的打樁施工順序應(yīng)先里后外，由中心逐漸往外側(cè)對(duì)稱施工。本工程基礎(chǔ)形狀規(guī)則，施工時(shí)遵循“對(duì)稱施工”的原則，確保了基礎(chǔ)內(nèi)擠壓應(yīng)力的平衡。7.4 要合理選擇接樁時(shí)樁端的停置地層，尤其是基巖埋深較深，需要樁節(jié)較多，在最后一次接樁時(shí)，最好避免樁尖停留在底層結(jié)構(gòu)的分界層上，以免給接樁后的復(fù)打工作