大豐港石化碼頭振動(dòng)錘沉樁施工技術(shù)

1、大豐港石化碼頭振動(dòng)錘沉樁施工技術(shù)三航江蘇分公司大豐港石化碼頭工程項(xiàng)目部 高自兵 1 引言樁基礎(chǔ)在港口、橋梁、工業(yè)民用建筑及海洋工程中占有非常重要的位置，在不同的地質(zhì)構(gòu)造、施工條件、自然條件下選擇與其相適應(yīng)的樁基，并根據(jù)所選用的樁基采用合適的沉樁工藝進(jìn)行施工顯得尤為重要，下面以鹽城大豐港石化碼頭工程為例，初步探討如何在淺灘進(jìn)行振動(dòng)錘沉樁施工。2 工程概況2.1 工程簡(jiǎn)介大豐港石化碼頭工程位于大豐港二期工程以南600米，本工程分為引橋工程及碼頭工程，碼頭工程為5000噸級(jí)化工泊位兩個(gè)（兼顧50000噸級(jí)），50000噸級(jí)植物油泊位一個(gè)，引橋工程長(zhǎng)2895m，寬10m，為高樁梁板結(jié)構(gòu)。引橋共有101

2、個(gè)排架，包括84榀橫梁及17個(gè)墩臺(tái)，間距均為24米。大豐二期碼頭振動(dòng)錘沉樁大豐石化碼頭2.2工程地質(zhì)工程所在區(qū)域各層巖性及特征概述如下：1層-砂質(zhì)粉土夾粉砂(Q4m)：灰黃、青灰色，濕，松散-稍密。切面無(wú)光澤，干強(qiáng)度韌性低，含少量云母碎片，粉砂為松散-稍密狀，局部夾少量粉質(zhì)粘土薄層，具微層理。 2層-砂質(zhì)粉土夾粉砂(Q4m)：灰黃、青灰色，濕，稍密-中密。切面無(wú)光澤，干強(qiáng)度韌性低，含少量云母碎片。層-粉質(zhì)粘土、粘土(Q4m+al)：灰黃、灰青色，可塑，稍有光滑，干強(qiáng)度韌性中等，具鐵錳質(zhì)浸染，局部夾少量粉砂及粉土薄層。1層-粉質(zhì)粘土夾粉砂(Q4m)：灰青色，軟塑為主，稍有光滑，干強(qiáng)度及韌性中等偏

3、低，夾粉砂薄層，局部呈互層狀，含少量腐殖物，局部夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，土質(zhì)不均。2層-砂質(zhì)粉土(Q4m)：青灰、灰色，濕，稍密-中密，無(wú)光澤，干強(qiáng)度及韌性低，搖振反應(yīng)迅速，性質(zhì)趨近于粉砂。局部夾粉質(zhì)粘土薄層。3層-粉砂(Q4m)：青灰色，飽和，稍密-中密，級(jí)配差，礦物成份石英、長(zhǎng)石、云母等，局部性質(zhì)趨近于砂質(zhì)粉土，見少量貝殼碎片。4層-粉質(zhì)粘土夾粉砂(Q4m)：青灰、灰色，可塑，局部軟塑，稍有光滑，干強(qiáng)度及韌性中等偏低，含少量腐殖物。夾較多粉砂薄層，局部與粉砂呈互層狀。土質(zhì)均勻性較差。5層-砂質(zhì)粉土(Q4m)：青灰、灰色，濕，中密，無(wú)光澤，干強(qiáng)度及韌性低，搖振反應(yīng)迅速，性質(zhì)趨近于粉砂。局部夾粉質(zhì)粘

4、土薄層。6層-粉砂(Q4m)：青灰色，飽和，中密，級(jí)配差，礦物成份石英、長(zhǎng)石、云母等，局部性質(zhì)趨近于砂質(zhì)粉土，見少量貝殼碎片。7層-粉質(zhì)粘土(Q4m)：青灰色，軟塑，稍有光滑，干強(qiáng)度及韌性中等，局部夾粉砂薄層，含少量腐殖物，局部為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，土質(zhì)不均。土層主要物理及壓縮性指標(biāo)表（表一）層號(hào)巖土名稱含水率()天然密度(g/cm3)孔隙比e液性指數(shù)IL壓縮系數(shù)及模量滲透系數(shù)a1-2(MPa-1)ES1-2(MPa)垂直Kv(10-7cm/s)水平Kh(10-7cm/s)1砂質(zhì)粉土夾粉砂25.81.960.720/0.1215.1813662砂質(zhì)粉土夾粉砂25.61.960.733/0.1215

5、.7818325粘土、粉質(zhì)粘土29.01.970.7900.690.296.446.2152.661粉質(zhì)粘土夾粉砂33.01.900.9001.190.385.2852.08175.42砂質(zhì)粉土29.81.920.829/0.219.7063963粉砂24.31.970.696/0.1314.75311004粉質(zhì)粘土夾粉砂32.71.900.8971.060.355.5980.4690.765砂質(zhì)粉土26.91.940.765/0.259.2527.297.76粉砂25.01.970.707/0.1215.04185587粉質(zhì)粘土局部夾粉砂34.81.880.9541.150.385.1926

6、.3282.502.3地形水深大豐港一帶海岸平直，走向NNW-SSW，屬堆積型粉砂淤泥質(zhì)海岸，地表巖性以粉砂及粉土為主。擬建引橋區(qū)部分位于潮間帶內(nèi)，潮間帶長(zhǎng)約7km，地勢(shì)較平坦、寬闊，由西向東自然坡降約4。部分已人工圍田或吹填，淺海區(qū)海底地勢(shì)較為平坦，自然坡度約為7，局部受海潮沖刷作用下略有起伏。施工區(qū)域泥面標(biāo)高(當(dāng)?shù)乩碚撟畹统蔽换鶞?zhǔn)面)為+1m-2m，水深為0.5m4.5m。3 施工工藝選擇引橋91#101#排架樁基原設(shè)計(jì)為部分打樁船施打PHC樁施工，部分灌注樁施工，由于該施工區(qū)域?yàn)闇\灘，打樁船沉樁施工效率較低，同時(shí)后方引堤未開始施工，灌注樁施工砼供應(yīng)較為困難，根據(jù)工程實(shí)際情況，對(duì)比分析各種

7、樁基施工的優(yōu)缺點(diǎn)（見表二），最終設(shè)計(jì)同意變更為采用振動(dòng)錘沉樁方案。樁徑為1000mm，壁厚16mm18mm，樁長(zhǎng)分為41m、43m、45m、47m四種，共計(jì)78根樁。 樁基施工工藝對(duì)比 表二施工工藝優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)打樁船沉樁施工施工技術(shù)成熟，沉樁速度快，效率高，質(zhì)量易控制，對(duì)水深要求較高，在淺灘處沉樁須趕潮水作業(yè)，會(huì)導(dǎo)致施工效率降低，振動(dòng)錘沉樁施工基本不受潮水限制，可全天候作業(yè)，施工速度快，施工使用臨時(shí)平臺(tái)，可移動(dòng)施工，施工成本較低。但樁對(duì)接時(shí)對(duì)船體穩(wěn)定要求較高，即受風(fēng)浪影響較大；對(duì)電焊工的操作水平要求較高，必須及時(shí)進(jìn)行探傷檢測(cè)，質(zhì)量控制是關(guān)鍵灌注樁施工施工技術(shù)成熟完善，質(zhì)量易保證對(duì)后方道路要求較高，

8、必須能保證混凝土的連續(xù)供應(yīng)。4 施工工藝流程及控制要點(diǎn)4.1 施工流程測(cè)量粗定位根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，將每根樁分為三節(jié)焊接沉樁，具體振動(dòng)錘沉樁施工流程如圖1所示：安裝定位架測(cè)量精確定位焊接井字梁吊放第一節(jié)樁振動(dòng)沉樁第一節(jié)吊放第二節(jié)樁對(duì)接、焊接接樁探傷檢測(cè)振動(dòng)沉樁第二節(jié)吊放第三節(jié)樁對(duì)接、焊接接樁探傷檢測(cè)振動(dòng)沉樁第三節(jié)測(cè)標(biāo)高、復(fù)測(cè)樁位施打下一根樁移船施打下一排架排架沉樁結(jié)束圖1 振動(dòng)錘沉樁施工工藝流程圖4.2 測(cè)量定位、安放定位架、加固井字梁打樁前由測(cè)量粗定位，移船并吊放提前制作好的定位架，如圖2所示。再由測(cè)量精確放線定位樁位，對(duì)應(yīng)樁位施工人員在定位架上加固井字梁。吊放定位架，測(cè)量放線定位，加固定位井字梁

9、。測(cè)量采用GPS測(cè)量?jī)x器，測(cè)量水平誤差5cm，符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求（30cm）。 （ 圖 2）4.3 振動(dòng)錘的選擇根據(jù)振動(dòng)錘的激振力大于土的摩阻力來選擇，振動(dòng)錘克服土的摩阻力后，才能將樁沉入土中，既FVFRFV振動(dòng)錘的激振力（KN）FR土的摩阻力（KN）土的摩阻力按下式計(jì)算FR=fULL樁的入土深度（m）U樁的周邊長(zhǎng)度（m）f土層單位面積的動(dòng)摩擦力（KN/m2），可按下表估算（表三）砂性土黏性土標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)f（KN/m2）標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)f（KN/m2）0410021041015241510302048203050258152550401530403050求到土的摩阻力后，可根據(jù)下表選用合適的振動(dòng)錘

10、。（表四）4.4 吊樁并沉樁第一節(jié)樁根據(jù)水深要求，沉樁選用吊重為50t的小型起重船（可擱淺作業(yè)），起重船吊起第一節(jié)鋼管樁，放置到加固好的井字梁中，振動(dòng)錘沉第一節(jié)鋼管樁到合適高度。第一節(jié)鋼管樁樁身垂直度要嚴(yán)格控制，保證樁身垂直度1%。根據(jù)工程地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)承載力要求，沉樁設(shè)備采用DZ-90型振動(dòng)錘。（見圖5） DZ-90型振動(dòng)錘性能參數(shù)表 （表五）性能參數(shù)電動(dòng)機(jī)功率90千瓦偏心力矩500Nm激振力677KN空載振幅9.0mm允許拔樁力300KN樁錘質(zhì)量5864Kg4.5 焊接接樁、沉樁第二節(jié)樁吊起第二節(jié)鋼管樁，與第一節(jié)鋼管樁對(duì)接，焊接第一節(jié)與第二節(jié)鋼管樁，鋼管樁焊接節(jié)頭部位按照樁基規(guī)范進(jìn)行坡口焊

11、接，焊接須專業(yè)焊工進(jìn)行操作，焊接完成后，接樁焊接完成后要及時(shí)進(jìn)行探傷檢測(cè)，經(jīng)探傷檢測(cè)（見圖3）合格后，吊振動(dòng)錘沉樁到合適位置。4.6 焊接接樁、沉樁第三節(jié)樁 （圖 3）吊起第三節(jié)樁，焊接與檢測(cè)步驟與第二節(jié)施工相同，檢測(cè)完畢，依照測(cè)量標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)高，吊振動(dòng)錘沉樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高。 4.7 移船沉樁下一個(gè)排架 一個(gè)排架沉樁完成后，移船位，并用起重船起吊定位架放入下一沉樁位置。施工順序?yàn)閺臇|向西依次沉樁，最后兩個(gè)排架待吹填完成后再進(jìn)行施打，防止由于主動(dòng)土壓力致使已沉樁發(fā)成平面的位移。5 試驗(yàn)及檢測(cè)5.1 探傷檢測(cè)樁節(jié)焊接完成后，要及時(shí)進(jìn)行探傷檢測(cè)，確認(rèn)焊接效果。對(duì)已完成沉樁進(jìn)行探傷檢測(cè)，探傷檢測(cè)比例不小于

12、焊縫總長(zhǎng)度的10%，現(xiàn)檢測(cè)等級(jí)均為級(jí)。 5.2 靜荷載試驗(yàn)根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)Y15#墩臺(tái)試樁1進(jìn)行了靜荷載試驗(yàn)（快速法），由上海港灣工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司負(fù)責(zé)靜荷載試驗(yàn)，見圖4。 （圖 4）具體檢測(cè)結(jié)果如下：檢測(cè)結(jié)構(gòu)為極限承載力不小于5775KN，大于試樁的抗壓設(shè)計(jì)承載力3571KN，也大于設(shè)計(jì)抗壓初估值5250KN。滿足設(shè)計(jì)要求。6 其它施工注意事項(xiàng)6.1 鋼管樁制作由于本工程每根鋼樁分為三節(jié)，采用人工焊接，為保證工程質(zhì)量，對(duì)制樁要求較高，樁直徑允許偏差2mm。6.2 焊接接樁本工程主要施工部分均為人工焊接接樁，這對(duì)電焊工的焊接水平要求較高，所有電焊工均需經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)。6.3 防腐鋼管樁自樁頂向下020m采用重防腐涂層，涂層厚度為1100µm（防腐涂料為725L-H53-9環(huán)氧重防腐涂料），樁頂向下2035m采用輕防腐涂層，涂層厚度為600µm，在吊裝、焊接、沉樁過程中易受損，在施工過程中要注意保護(hù)防腐涂層不被破壞，如有破壞處，需及時(shí)補(bǔ)涂防腐涂層。