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個(gè)排

2、架，包括84榀橫梁及17個(gè)墩臺(tái)，間距均為24米。港區(qū)道路引堤（現(xiàn)有）已圍陸域圍墾線(xiàn)振動(dòng)錘沉樁B引堤AB吊打鋼 管樁預(yù) 留 化 工 儲(chǔ) 存 區(qū)工程分界點(diǎn)施工總平面圖frIT大豐二期碼頭約 大豐石化碼頭綜合用房平臺(tái)工藝管線(xiàn) 補(bǔ)償平臺(tái)#3食用油泊位本期擬建#2化工泊位 本期擬建#1化工泊位 本期擬建O2.2工程地質(zhì)工程所在區(qū)域各層巖性及特征概述如下:-稍密。切面無(wú)光澤,I 1層-砂質(zhì)粉土夾粉砂（Q4m）:灰黃、青灰色，濕，松散-稍密狀，局部夾少量粉質(zhì)粘土薄層,干強(qiáng)度韌性低，含少量云母碎片，粉砂為松散 具微層理。I 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

3、低，含少量云母碎片。n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。川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。川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。川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(jiàn)少量貝殼碎片。川4層-粉質(zhì)粘土夾粉砂 （Q4m）

4、: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。川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)粘土薄層。川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(jiàn)少量貝殼碎片。川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(chēng)含水率 w ( % )天然密度Y（g/c

5、m 3）孔隙比e液性 指數(shù)1 L壓縮系數(shù)及模量滲透系數(shù)a1-2(MPa-1)Es1-2(MPa)垂直Kv (10 -7 cm/s)水平Kh (10 -7 cm/s)I1砂質(zhì)粉土 夾粉砂25.81.960.720/0.1215.1813662I砂質(zhì)粉土 夾粉砂25.61.960.733/0.1215.7818325n粘土、粉質(zhì)粘土29.01.970.7900.690.296.446.2152.66mi粉質(zhì)粘土 夾粉砂33.01.900.9001.190.385.2852.08175.4m2砂質(zhì)粉土29.81.920.829/0.219.706396m3粉砂24.31.970.696/0.1314

6、.7531100m4粉質(zhì)粘土 夾粉砂32.71.900.8971.060.355.5980.4690.76m5砂質(zhì)粉土26.91.940.765/0.259.2527.297.7m6粉砂25.01.970.707/0.1215.0418558m7粉質(zhì)粘土 局部夾粉砂34.81.880.9541.150.385.1926.3282.502.3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%o。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

7、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(kāi)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)比分析各種樁基施工的優(yōu)缺點(diǎn)（見(jiàn)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16mnr18mm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，效率冋，質(zhì)里勿控制，對(duì)水深

8、要求較咼，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)定要求較咼， 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，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示:（圖2 ）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

9、定位架，如圖2所示。再由測(cè)量精確放線(xiàn)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(xiàn)定位，加固定位井字梁。測(cè)量 采用GPS測(cè)量?jī)x器，測(cè)量水平誤差w5cm,合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求（w30cm）。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(lái)選擇，振動(dòng)錘克服土的摩阻力后，才能將樁沉入土中，既Fv> FrFv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（mu樁的周邊長(zhǎng)度（mf 土層單位面積的動(dòng)摩擦力（KN/m2），可按下表估算（表三）砂性十黏性土標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)f ( KN/m2)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)f ( KN/m2)04100210

10、41015241510 3020482030 502581525> 504015 3040> 3050求到土的摩阻力后，可根據(jù)下表選用合適的振動(dòng)錘。（表四）y號(hào)用動(dòng)機(jī)功事傭心力番 iN - Tl>It扭力f kN7卍軸r 廚 /mr> 1(mm)1朮杵削壓辦曲尤評(píng)菽是力!(|£, >' W > U) (tn Ift *(0DZSQKSAsox a4EOt Q$O102002002.1OK 1. ?9 X L W5. HDZ?54109L 51501.56X 1. WXL»5. BT1ZI75T50"655A翊90011H

11、ti繃1.74X1, »X1 30h nvxso7E320/360§9*-5S3 (ioat3. 4亂 5I bd a ：JC 2 337«*E7SKS37 > 23504701 1007 A如2(HJZ. Zux u E9X L 沖5-23?X2MO440k 100SiOH0盒I, J5 a 1. 954.737C414I wo曲91Z0jr2L 10X1. :Sx 1. W*+flDZJOSO400的1 IX7.11俎0I "HEX ；.'- 2,關(guān)5.619C3S3/49C-£29/66&1 1Q6EP©/

12、a. 6訊S-ilXl, i2X L toS.8DEW(V M2-5000 >9C300/400/50040S/G41/6771 1IM)札a/MJjl3001,S2XL S7X1 095.DZ&OA114&C)s?oI 050IOu3)2122kXl. 17X3. 65EJAr-57*0I 0昶0.31202101,陽(yáng)x 1-咔x 7.肪6.15砂肝STiQ1 (100乳丁】列240z.afixL iix45X2400SW映軋鼻1M250L lX 1. 45a L 韁4.9$45 X?464聯(lián)1 02C9” !ii230Z. 4OXL31X1 07«. 1Ml

13、lfiKS5SX2用關(guān)fiU1価11lit2402«uxi.nxto&6,5X 251EPS1血斟1012A2WXAOX 1.41X3. tifiG.S1 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w1%。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(jiàn)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3

14、00KN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)行坡口焊接，焊接須專(zhuān)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(jiàn)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)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

15、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)比例不小于焊縫總長(zhǎng)度的10%，現(xiàn)檢測(cè)等級(jí)均為I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(jiàn)圖4。joi.ski$45£7'2IW 15042m<?2552501,§ ioOT1.9.1»El .63 14M星處B，我”h11rsJJ157551775-咖2ffi5機(jī)173715K.7Dj町§荷底。股移3曲績(jī)盤(pán)旦栢覘敷

16、恰.JFJ岸Ff砒31WjimnwM2MOf8(餐d,doS )0時(shí)* IO卯JJuseJIMaTIM>蜩ll$«MTS j工IT:j丁冊(cè)1 <7T.3Wtilaw/rJW梢針JTJLJO7<M>紹評(píng)L*ZIM*27.31U7浪蜥果數(shù)禪環(huán)閔做 T； #7二理；：三松嶺昌具體檢測(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(mǎn)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w2mm6.2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(guò)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1100卩m （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 600卩m,在吊裝、焊接、沉樁過(guò)