引言

 

　　高桩码头的平台与后方陆岸一般采用引桥连接，且引桥一般位于河漫滩上，为满足防洪度汛的要求，引桥大多采用高桩梁板结构。高桩码头引桥一般具备干地施工条件，在工程建设中引桥桩基常采用钻孔灌注桩。这种桩基施工设备简单，施工噪声较小，对岸坡稳定影响小，因此，多年来一直为众多港口工程施工设计所采用。但在某些地质条件下，该桩型施工钻孔时间长，施工时容易发生塌孔现象，施工质量控制难度大，而且钻孔灌注桩施工过程中会产生大量泥浆，对环境影响较大。近年来，随着PHC管桩在工业与民用建筑工程中广泛应用，PHC管桩凭借其自身的优点弥补了传统钻孔灌注桩的不足，愈来愈多的运用到高桩码头引桥工程中。

 

　　1、PHC管桩简介

 

　　PHC管桩，即预应力高强度混凝土管桩(Pre—stressHighstrengthConcrete，简称PHC桩)。是采用先张预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、1800℃左右的蒸汽养护，制成一种空心圆筒型混疑土预制构件。

 

　　PHC管桩具有单桩承载力高、应用范围广、沉桩质量可靠等优点。随着政府提倡建设资源节约型和环境友好型社会，建筑工程对环境保护的要求越来越高，PHC管桩的机械化施工程度高，现场整洁，施工环境好。不会发生钻孔灌注桩工地泥浆满地流的脏污情况，也不会出现人工挖孔桩工地到处抽水和堆土运土的忙乱景象及井下作业的安全隐患。容易做到文明施工，安全生产。PHC管桩还具有经济效益突出的特点，其单位承载力造价在诸多桩型中是较便宜的一种而且施工速度快、工效高、工期短，能够产生巨大的经济效益。

 

　　PHC管桩主要应用于房地产建设、公路建设、铁路建设、港口码头建设、机场建设和水上工程建设等领域。目前国内PHC管桩主要应用于房地产建设领域，在高桩码头引桥工程中应用得还不多。

 

　　2、工程实例

 

　　2.1工程概况

 

　　黄石港棋盘洲港区一期0－2号泊位工程位于长江下游蕲春水道右岸、黄石市阳新县韦源口镇棋盘洲江段。该工程建设规模为新建2个3000吨级兼顾5000吨级散货泊位，码头平台与后方陆域采用高桩梁板结构引桥连接，上下游分别布置一座人车行引桥，上游引桥长212.611m，下游引桥长213.437m。

 

　　2.2地质地貌条件

 

　　该工程引桥段位于长江河漫滩，地面标高20m左右，较平坦，引桥与长江干堤相接。根据勘查结果陆域场区内地层第一层由淤泥质土、粉质粘土组成，它们都具有土质松散（或流塑状）、强度低、厚度较大的特点；第二层为细砂层，含少量粉砂，夹薄层粘性土，松散；第三层为细砂层，饱和，中密为主，局部密实，可作为钻孔灌注桩或预制桩端桩持力层。第三层以下为砂卵石层，部分分布为强风化泥岩层。

 

　　2.3引桥桩基情况

 

　　该工程上、下游引桥均为12个排架。1～10排架为PHC管桩，其中1～2排架采用打桩船施工，为水上沉桩施工；3～10排架为陆上沉桩施工，采用φ600mmAB型PHC直桩，壁厚为110mm，混凝土标号为C80，桩长为35m（不含桩靴），共计92根。管桩桩身结构对应的单桩竖向承载力最大特征值为：3150KN；混凝土有效预应力为5.5MPa；抗裂弯矩检验值为：201KN·M；极限弯矩检验值为：332KN·M。11-12排架因靠近长江干堤，考虑到岸坡的稳定，采用的φ800mm钻孔灌注桩，共计14根。

 

　　2.4引桥PHC桩沉桩施工简介

 

　　2.4.1施工准备

 

　　正式进行引桥PHC桩沉桩施工前，应完成场地回填、整平、施工便道修筑、设备进场等工作。该工程采用的桩机是YBG-15液压步履管桩机，桩锤选用KDDD11T(加配重)导杆式柴油锤。

 

　　2.4.2试桩

 

　　根据设计文件要求，正式沉桩前应按规范进行试桩，以标高控制为主，以贯入度校核，根据试桩承载力检测结果确定桩长。在确定正式桩长前不宜大批定制PHC桩。该工程原设计桩长为34m，经试桩最终将桩长定为35m，均由湖北建华管桩厂承建，采用平板卡车运输到现场。由于PHC管桩混凝土强度达到80%以上才可吊运上车出厂，这一制桩周期大概需要7～10天，因此施工方应提前与制桩厂联系，安排好制作进度，避免管桩无法及时运输到现场。

 

　　2.4.3引桥PHC桩沉桩工艺流程

 

　　引桥PHC桩沉桩施工工艺流程见下图：

 

　　2.4.4沉桩施工

 

　　检查测放的桩位是否正确。检查桩机，确保设备正常运转后移动设备就位、对中、调直。

 

　　首先用吊车取桩，起吊支点宜在桩端（无桩尖）0.3L处；将桩吊起后，缓缓得将桩一端送入桩帽中，对位准确后，再用两台经纬仪（轴线互相垂直）双向调整桩的垂直度，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整，确保位置及垂直度符合要求后先利用桩锤的自重将桩压入土中。

 

　　该工程采用锤击法沉桩，因地层较软，初打时可能下沉量较大，宜低锤轻打，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩弯扭破坏。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。

 

　　引桥PHC管桩一般由若干节10m左右预制管桩组成，在沉桩过程中要进行接桩，接桩采用端板式焊接接头。当下节桩的桩头距地面0.6～0.8m左右时，开始进行接桩。接桩时，上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm。焊接时，先将焊接面清刷干净，再在下节桩头上安装导向箍引导就位，当PHC桩对好后，对称点焊4～8点加以固定，然后拆除导向箍。由2名电焊工手工对称施焊，要保证焊缝饱满连续，符合相关设计标准和规范要求。焊好的桩接头应自然冷却3～8分钟后方可锤击沉桩；严禁用冷水冷却或焊好即打。

 

　　该工程经试桩后，确定的终锤标准是：以贯入度控制为主﹝＜5mm/击﹞，以标高作为校核标准﹝贯入度标准达到时，桩端距设计标高大于3.0m时进行高应变检测，根据结果判断是否满足承载力要求﹞，当满足终锤标准时停锤。

 

　　由于地质土层分布不均匀，持力层标高变化复杂，沉桩过程中很可能出现部分桩打不到设计标高，超高部分首先进行标高测定，标注高出部位，然后沿标注平面凿（割）除，之后再进行底系梁的施工。

 

　　2.4.5引桥PHC桩沉桩施工注意要点

 

　　①PHC预制管桩运输到现场后应该对桩身进行仔细检查，检查其外观质量，运输过程中有无损伤，管桩标记是否清晰，尺寸偏差、砼抗压强度和抗弯性能等六项。有质量缺陷的管桩，在沉桩过程中极易破损断裂，发生质量安全事故。

 

　　②沉桩前应在桩身上以米为单位做好长度记号，便于沉桩过程中观察记录入土深度、贯入度等指标，以便满足终锤条件后及时停锤。

 

　　③沉桩过程中应不断观察桩锤、桩帽、桩身，三者应尽量保持在同一轴线上并与地面垂直，管桩受到偏心锤打时极易断桩。

 

　　④应严格控制桩靴、接桩焊接质量。焊接不到位将直接影响桩身完整性，造成质量隐患，严重时造成废桩。

 

　　⑤沉桩过程中做好原始记录，发现异常情况及时与业主、设计单位联系反映情况，研究解决问题。

 

　　2.5引桥PHC桩沉桩功效分析

 

　　该工程引桥共92根PHC桩，施工时间共计21天（包控试桩），每天有效工作时间约10个小时；施工设备为打桩机一台、全站仪一台、水准仪两台；工人4人，测量人员2人，技术员1人，工长1人。考虑到21天中包括试桩时间、桩机检修、移机时间，因此平均每天至少可完成5根PHC桩的沉桩工作。

 

　　该项目陆上沉桩还包括14根φ800mm钻孔灌注桩，桩长为38m。在同等地质条件下，施工设备为两台CZ-1200型冲击钻、25t吊车一台、混凝土灌车3台、全站仪一台，还需挖机、泵车等设备；工人10人，测量人员2人，技术员1人，工长1人。施工时间共计20天，采取两班倒，人歇机不歇的方式。平均每台冲击钻约3天可完成一根钻孔灌注桩的工作。

 

　　根据该项目PHC桩沉桩和钻孔灌注桩沉桩功效对比，可以看出采用PHC桩效率更高，施工速度更快，现场需要调动的人、机等资源更少。由于PHC预制管桩直接从厂家采购，施工现场只负责沉桩施工，因此专业化程度也更高。

 

　　2.6引桥PHC桩沉桩结果

 

　　该工程引桥陆上共沉桩92根PHC桩，施工完成后对其中8根进行了高应变动力检测。检测结果表明，桩基的单桩垂直极限承载力平均值为3820KN；对其中14根进行了低应变动力检测，检测结果表明14根桩桩身完整性良好，均为Ⅰ类桩。高、低应变动力检测均满足设计和规范要求。

 

　　黄石港棋盘洲港区一期0－2号泊位工程于2010年8月底完工，2011年初投入使用。历经2年多的使用，采用PHC桩作为桩基的引桥结构一切正常，说明PHC桩运用到高桩码头引桥工程中的设计和施工是比较成功的。

 

　　3、结语

 

　　对于具备干地施工条件的高桩码头引桥工程，在合适的地质条件下可以考虑采用PHC管桩作为引桥桩基类型，亦可因地制宜同时使用PHC管桩和钻孔灌注桩两种桩型。对于处于施工水位附近的河漫滩，为形成干地施工条件，有时可采用填筑临时施工便道等措施，以便PHC管桩的陆上施工。

 

　　PHC管桩具有强度高、单位承载力造价低、环保性能好、施工速度快，工期短等突出优点。采用PHC桩可以带来很好的经济效果和环境效果，为我们在高桩码头引桥工程建设中带来了一种新的思路。

 

　　参考文献

 

　　[1]邓勇、厉泽逸，厚软土覆盖层区域高桩码头引桥桩基选型研究[J].人民长江2011（10）：59-61

 

　　[2]黄石港棋盘洲港区一期工程1-4#泊位岩土工程勘察报告.长江航运规划设计院.2009.1.

 

　　[3]黄石港棋盘洲港区一期工程1-2#泊位工程桩基高、低应变法检测报告.武汉港湾工程质量检测中心.2009.8

 

　　[4]GB13476-2009先张法预应力混凝土管桩[S].北京：中国标准出版社，2009.

 

　　[5]JTS167-1-2010高桩码头设计与施工规范[S].北京：人民交通出版社，2010.

 

　　[6]JTS167-4-2012港口工程桩基规范[S].北京：人民交通出版社，2012.