浅水区PHC桩吊打沉桩工艺总结

1、浅水区PHC桩吊打沉桩工艺浅析1. 前言 目前水上沉桩施工，较成熟且常用的沉桩工艺是采用专业的沉桩船设备进行沉桩施工，而专业沉桩船往往受吃水深度及水底地形制约，施工范围有限。越南南部某海港工程近岸侧的浅滩区因水深浅，无法采用打桩船进行施工，而采用的吊打沉桩工艺有效解地决了这一施工难题。2. 工程概况 引桥靠岸侧400m处于海岸线浅滩区，表层为淤积的粉细砂，地面高程在-1m到+3.3m之间，坡比在1:100左右，局部有海浪冲击形成的沟槽及砂坎。根据当地水文站提供的资料及现场实测，该地最低潮水位为+0.8m，最高为+4.9m，且只有阴历月初及月中3-5天才会有4.5米以上的潮位。 受潮水涨落影响，

2、在低潮位时，浅滩区最大水深不足2米，部分区域出现露滩，不满足吃水深度2m以上沉桩船的施工作业条件。因此引桥靠岸侧400米浅滩区20个排架桩基，单排架3-4根桩，总计64根PHC桩采用150吨浮吊配D100柴油锤并搭设沉桩导向平台架的施工方案进行浅水区的沉桩施工。图1 吊打沉桩现场照片3. 工艺流程图 浅水区吊打沉桩施工主要包含施工前的准备工作、船机设备就位、导向平台架搭建、PHC桩沉桩、平台拆除等内容，具体施工工艺流程如下，图2 吊打沉桩工艺流程图4. 施工准备4.1设备选型4.1.1沉桩用锤选型 本工程桩基为PHC桩，直径1000mm,壁厚140mm，设计桩长46m。D-100型柴油锤，锤芯

3、重为10吨，常用冲程2.8m至3.2m，最大锤击能能量为340KN.M，满足设计及规范要求。4.1.2起重设备选型 现场起重内容主要以下三个方面：现场PHC桩起吊，单节桩最长26米，其重量约为25吨。D-100柴油锤，自重20吨及起吊该锤的吊笼重3吨，总重约23吨。DZ90振动锤拔出钢管桩，最大拔桩力及锤自重不超过30吨。另考虑吊幅范围足够及保证水上吊车的工作平稳，故选择采用150吨履带吊。 4.1.3驳船选型 驳船上主要布置有履带吊、柴油锤，堆存搭设平台架的钢管、型钢等材料，另外考虑能够有一定的空间存储6节左右的PHC桩以便于现场施工，长40m，宽9m 的排水量800吨的平板方驳，基本满组上

4、述施工过程中要求。4.1.4.DZ90型振动锤及发电机 搭设及拆除平台导向架时，需插拔D600的钢管桩，钢管桩的入土深度在6-10m。故选择轻便的DZ90型振动锤。该锤功率为90KW，最大上拔力为240KN，满足需要。另配备了150KW功率的发电机用于振动锤插拔钢管桩及施工过程中焊接等用电需求。4.2 导向平台架主要材料准备 根据受力计算，导向架平台的四根支撑桩,D600钢管桩,入土深度在6米即可满足要求。考虑顶层平台标高+10.0m，泥面标高+0.0m到+1.0m，故钢管桩长度取20m 。本工程单排架3-4根桩，最外侧两根桩间距为14-16m，平台导向架主体框架纵向连接梁采用18米长I45工

5、字钢4根，横向连接梁6米长I45工字钢4根，另外准备其他型钢若干用于平台龙口的布置及整体加强。4.3浮吊船平面布置 设备选型确定及相关材料到位后，对平板方驳进行改造。150吨履带吊固定在平板驳的一头，用型钢及钢丝绳等把履带吊固定在驳船夹板上，保证工作时、及风浪大时候吊车的稳定。对平板驳甲板上其他区域进行适当划分和改造，以用于如柴油锤、发电机、搭设平台用钢管桩，型钢等材料的对方和安置。另划分出适当区域用于管桩堆存及船员生活区。浮吊船平面布置如下图。 浮吊船布置完成后，由拖轮乘着高潮水为拖至施工区域抛锚定位。图3 浮吊船平面布置图5. 导向平台架搭设船机设备拖到指定施工水域，抛锚定位完成，即可进行

6、导向平台架的搭设施工。平台架各结构组成如下图。图4 导向平台架结构组成示意图5.1. 支撑钢管桩沉桩1.确定入土深度：钢管桩入土过浅不能保证平台导向架的整体稳定性，过深造成插拔钢管桩施工困难。本工程近岸侧为表层6米范围内为沉积细沙，模型计算钢管桩的入土深度6米即可，现场以入土深度7米来控制。2.确定沉桩位置：根据单排PHC桩的数量和间距以及位置，初步确定平台的四角支撑桩的桩位，一般偏差0.4米以内均不会影响平台的搭建。3.钢管桩沉桩：采用DZ90振动锤夹住钢管桩，吊至确定的位置，竖直振动沉入。依次沉入四根钢管桩。 粗测四根钢管桩的位置，确保待施工的PHC桩在搭设平台架范围内，否则应拔出钢管桩重

7、新施打。5.2主体框架型搭设1.支撑钢管桩沉桩完成，根据平台及泥面的标高，确定好上下两层平台的标高，并划定好标高，焊接牛腿。一般下层平台标高不低于最高潮水位为准，本地最高潮水为+4.9m，故取+5.0m;上层平台与下层净空间为5m左右适宜，取标高为+10.0m。2.平台搭建先从下层平台开始，首先先将两根长度6m的 I45工字钢横向梁牢固焊接于牛腿上。然后将两根长度18m的 I45工字钢纵向梁搁在横向横梁上，并焊接牢固。用同样方法搭设上层平台。3.平台两侧的上下两层对角线采用I45工字钢斜拉，以加强整体框架的稳定性。并搭设一个爬梯，方便施工人员上下。5. 3 龙口布置1.龙口位置由设计桩位来确定

8、。因此每一根桩的下层龙口位置必须精确定位，现场可以根据GPS进行定位，位置确定后，将限位用的型钢焊接牢固，龙口大小确保确保桩能够通过。2.在桩入龙口前，上层龙口仅放置好限位型钢，暂不进行焊接，因为在沉桩过程中该限位型钢需要根据沉桩要求进行拆除和加固。3.龙口位置布置完成后，检查无误，即可进行下一步的PHC桩沉桩工作。6.PHC桩沉桩6.1桩节起吊及入龙口 1.运桩船到位，验收合格，靠在浮吊船边上，根据沉桩顺序依次选择捆绑起吊。 2.本工程分20米和26米两种长度桩节，可采用两点起吊，吊点位置如图所示，以使吊桩过程中产生的弯矩最小。3.桩基起吊后缓慢竖直并插入龙口内。起吊过程中避免桩身对导向架的

9、碰撞，入龙口到时候桩应该竖直，及平稳，防止碰撞致破坏桩身。 6.2首节桩沉桩 1.首节桩放入龙口后，测量桩身竖直度后，固定好上层的限位型钢，吊车缓慢松勾，借助桩身自重入泥，直至稳定。2.解下吊桩钢丝绳，起吊D100柴油锤，缓缓套住桩头，并借助桩锤自重静压PHC桩。3.静压至不再继续下沉时，开始启动柴油锤锤击沉桩。一般先不进行连续锤击沉桩桩，以放空锤形式或者间断锤击进行击打，直至桩能够承受连续锤击，否则容易出现溜桩压垮平台等事故。3.连续击打沉桩，首节沉桩至平台上层以上1m左右及时停锤，注意不要过度沉桩压垮平台架；拆除上层限位型钢之后，后继续沉桩至第一层平台以上1m左右及时停锤，避免压垮平台架，

10、另外过低过高均不便于次节桩的焊接。6.3 次节桩沉桩1.首节桩沉桩到位，将柴油桩锤平稳倒放在驳船甲板上，捆绑并起吊次节桩。2.对接前，先对桩头表面锈迹及杂物清理干净。套用管箍以减小桩对接错位，调整好桩的垂直度后对桩进行焊接。3. PHC桩焊接采用手工电弧焊接，根据平台上空间大小，适当增加焊接人员，以提高速度。焊接完成，焊缝验收无问题后开始沉桩，直至沉到设计标高或到停锤标准为止。4.本工程一次搭设平台可以满足但排架3-4根桩同时沉桩，可以根据实际情况，先一次沉下该排架的第一节桩，然后依次焊接第二节桩，等待三节桩均焊接完成，逐一沉桩，以提高沉桩效率。7.平台拆除及移船定位1.单排所有桩基桩沉桩完成

11、且试验合格后，即可进行平台拆除。2.平台拆除从上往下，依次割开焊接在一起的型钢，并分类放在平板驳上。3所有型钢拆除之后，用DZ90型振动锤开始拔出钢管桩，并一次摆放在夹板上。4.平台拆除完成后，移船重新抛锚定位。在移船过程中选择高潮位进行移锚，若水深足够采用拖轮，若不够，可采用吊车抛锚，绞车带动船移动到施工地点。 8. 关键工序注意事项及改进意见8.1驳船的选择 驳船一般选择平板驳，以利于设备材料的摆放及布置。对于易搁浅区域及低潮露滩区域沉桩施工应该选择能够承受坐滩或者搁浅的方驳。对于水下地形复杂区域，更应该注意船舶的选型。 图5 船体坐滩沉桩8.2导向架结构形式确定 导向架的结构形式应根据沉

12、桩平面布置来确定，如该工程单排桩数量3-4根，且排间距20米，故一排桩搭设一次导向架，以同时沉桩3-4根。其他类似的工程根据桩间距，排距等参数，确定导向架的结构形式，以达到最好沉桩效率。8.3 导向架搭设 在沉桩过程中，剧烈锤击容易导致整个平台架震动，另外地层也会有有一定的震动。因此必须选择足够强度型钢搭设导向架主体框架，各个型钢之间的连接焊接必须牢固可靠，否则易出现平台架垮塌事故。另外龙口处的限位型钢易受桩身挤压而变形，易造成桩身倾斜及偏位大，故限位型钢使用加厚型钢，确保龙口受到桩身挤压时具有足够强度。8.4 龙口的布置龙口布置对称，特别是下层龙口应该安装导向轮，利于桩基顺畅通过，否则易出现桩身刮擦破坏。在施工过程中龙口布置可以按下图实施：设置90mm直径，纵向长度以120mm的滚轮，滚轮围绕龙口四周对称布置，使下桩时候桩收到的约束力四周对称，滚轮牢固焊接在加厚型工100的型钢上面，防止