狭窄水域内PHC 管桩沉桩正位率控制措施

2023-02-11陈远雷梅芬

中国水运 2023年1期

陈远雷，梅芬

（神华上航疏浚有限责任公司，河北沧州 061113）

PHC 管桩因具有单桩承载力高、设计选用范围广、地质条件适应性强、施工工效高的特点，被广泛使用在高桩码头工程中，但由于海上作业条件不利，受潮流、风浪、水域大小、地质条件影响较大，沉桩的偏位控制是难点。桩位偏差较大，可能造成上部结构的调整，会影响工程的工期、造价。本文以某改扩建码头为例，介绍在狭窄水域、地址不均的工程上，PHC 管桩的沉桩正位率控制措施。

1 工程概况

1.1 建设规模

某改扩建工程位于有掩护的港池内水域，其扩建部分包括新建3 个1000GT 客运船泊位及1 个1000GT 客货滚装船泊位，总长410 m，宽22-42 m，共分十段，码头采用高桩梁板式结构，桩基包括482 根Φ800PHC管桩，最大桩长50m，最大桩重约35 吨。其中直桩有374根，斜桩108根，斜率4：1。

1.2 现场难点

（1）水域狭窄：码头后沿有一防波堤，第3-10 结构段后沿线距离防波堤坡脚约40 米，第1-2 结构段后沿距离防波堤坡脚不足30 米；码头前沿110 米范围为现有码头船舶回旋区及航道，受营运船舶的影响，可用于施工的水域仅40 米宽，施工水域狭窄，限制了打桩船的抛锚长度。总体上，打桩船在此区域无法按照正常情况抛锚驻位，抛锚后拉力不足，在风浪的作用下容易走锚，船身稳定性不足。

图1 项目平面图

（2）营运船舶干扰多：既有码头为市区到各海岛的主要出发站，每日进出港航班数量很多。同时，港区亦有应急救援船、海警船等多艘公务船，且所有船舶都为高速船，航行时激起的波浪较高。

（3）岩层剖面不均：根据勘察结果，施工区地质不均，部分岩层的起伏面较大。

图2 码头区域某地质剖面图

2 影响因素分析

分析影响沉桩定位精度的因素，主要有：

（1）船身稳定性不足。施工水域狭窄，限制了打桩船的抛锚长度，在此区域无法正常抛锚驻位，或者抛锚后拉力不足，在风浪的作用下容易走锚，影响沉桩精度。

（2）营运船舶干扰多，水深浅，且所有船舶都为高速船，航行时激起的波浪较高，造成打桩船舶摇晃。

（3）岩层剖面不均，岩层的起伏可能会导致桩身侧滑，甚至折断。

（4）船舶GPS 定位精度不足。

（5）预制PHC 管桩的桩尖、桩身、桩顶不在一条直线。

（6）打桩船的桩锤与替打、替打与桩之间存在接触面不平整。

3 控制措施

3.1 制定对策

对风险进行分类，制定相应政策：

（1）环境因素方面：①与港区其他船舶沟通，要求其在港区范围内航速不高于5 节，注意压浪。②在现防波堤上设置地锚，用以固定打桩船。

（2）设备、构件方面：①选用抗风能力强，长度短的打桩船，适当增加锚重，超配一艘起重不低于5 吨的锚艇，打桩船的替打要求具有足够的强度。②安排专人在管桩生产厂家值守，装船前和施打前做专项质量验收。③对打桩船的GPS 定位系统每月定期校核一次（出现疑问时立即校核）、桩锤和替打每周检查一次，发现问题及时更换。

（3）施工工艺方面：①PHC 管桩安装桩靴，保证对不同土层都能有效切削。②对于岩层起伏陡于1∶8 的地点，施打时桩位向坡顶一侧移5 厘米。③采用打桩船GPS 定位加以岸基前方交会的方式予以定位。④施打按照各结构段呈梯形展开，防止土体挤压造成偏移。⑤斜桩打设完成后及时夹桩，防止因自重造成偏移。

3.2 控制措施

（1）与港口运营单位沟通，各高速营运船舶在进出港时可以将速度控制在5 节以内，在不利风向天气，控制在3 节左右。同时，打桩船值班人员注意望，一旦海警船、应急救援船高速靠近，即暂停作业，尤其是在波浪袭扰船舶时，停止锤击。另外，运桩船停泊位置除了适宜管桩起吊外，尽可能置于打桩船与航道中间，起到为打桩船挡浪的作用。

（2）在防波堤上设置5 处地锚，地锚深入防波堤内部，周边可压载较大的混凝土块、块石等。施工时保证打桩船至少两个锚缆系于地锚上。

（3）专职质量员进驻PHC 桩管预制场，优化桩靴设计，成开口型，单根长度2m，由Q235 钢板加工制作而成，管桩预制养护后在预制厂堆场进行焊接。