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【摘 要】 高桩梁板式码头桩基在施工期间,桩的偏位一直为桩基工程质量的重中之重。下面以沉桩的偏位起因展开深层次分析,并给出部分效果良好的施工过程中的纠偏方法。
【关键词】 高桩码头;沉桩偏位;原因;纠偏措施
前言:
用的多的高桩码头的桩基安设通常分两类的布置模式:1)由直桩,斜桩与叉桩构成。由于为混合的桩基模式,其桩端弯矩与排架水平位移受负弯矩的作用减小了正弯矩,所以它的桩端弯矩与排架的水平位移不是很大。然而施工难度却变大了,对地质状况不好的地基经常用这种布置。2)都由直桩构成。由于为直桩,和以上观点一样,抵消负弯矩的正弯矩稍微小一些,所以桩端弯矩与排架水平位移相对大一些,然而施工简易,适宜于地质状况相对好的地基基础。依据施工形式的不同,桩基础施工的基本模式包括沉桩与灌注桩。
沉桩的施工模式都是把不同预先制作好的桩以一定的沉入方式沉到地基里面实现所需要的深度。依据施工方法的异同,桩能够分为预制桩和灌注桩。预制桩主要包括打入式桩、静压桩与埋入式桩。另外打入式桩又包括冲击式和振动式。在上部结构所承担负荷很大且相对集中,桩径要求相对大时,不易选用打入式桩这种施工形式,所以不经常在道桥、港航等专业构造物施工期间应用,在工业与民用建筑施工中应用较多。
现在浙江沿海码头桩基大体上应用灌注桩、预应力混凝土方桩和大管桩等。由于码头泊位等级的日益增高,它的沉桩水域较深与泥面坡比发生很大的变化,桩入土深度相对大一些,单桩承载力需求高,所以所设计的桩均相对长一些,通常情况下单节桩用的较多。在得到条件限制的状况下,像桩船桩架相对低些、水深不能满足需求,就运用双节桩。通常来说,预制沉入桩可以减少工程成本,增大工程速率,所以使用的也非常多。然而沉桩期间常常出现桩的偏位,还有些超过规范要求,进行处理时相对麻烦些。若要扩大横梁和桩帽尺寸大小的,就需添加配筋和混凝土方量,并对外观有一定的影响。因此怎样解决桩偏位问题,在沉桩期间就特别重要。
一、单节桩或下节桩偏位起因及纠偏措施
1、测量人员的测量控制
桩偏位和测量人员、测量控制具有非常紧密的关系,测量人员到达施工现场后需大体掌握基线和测站的安设和通视条件,掌握测量控制点之间有没有干扰的现象;桩定位时,需仔细考虑提前量。
2、打桩工程船舶锚位布置
打桩工程船舶锚位地点是否适当合理对桩位的作用非常大。一旦其锚位不恰当,锚力不足,打好桩不是那么容易实现了。
3、预制桩的桩尖、桩顶与桩身
预制桩桩尖表面看简易,然而实际上对桩偏位作用也非常大。当桩尖与桩轴线有偏离时,桩在入泥时就会向一侧跑,它起着导向作用。土质较硬时就特别突出,即便纠桩,也很难确保到位,另外纠桩后桩身为倾斜的。
在桩顶平面和桩轴线斜交时,桩在受锤压时锤击作用力不匀,偏心锤击就会引起桩的偏位、断桩。
4、桩船的平衡
桩在桩船龙口里面时,桩船的平衡特别关键。桩船前后无法平衡,稳桩时桩将会出现向前倾和后仰的状况,特别是当桩船压载水舱里水不足这一情况特别明显。所以桩船在尚未施工时当加满压舱水,在稳桩前后,桩船前后务必确保平衡,相关工作人员需仔細观察,时时提醒船上指挥人员,调整桩架俯仰度大小,让桩维持垂直状态。像打俯仰桩,桩与桩架当处于平行状态,尽可能地使桩与桩架间的夹角变小。
桩船两边不平衡时,桩尖将向船舷高的一边偏移。对于此类情况,桩船当快速压舱平衡,测量人员就能够用仪器来查看桩的垂直度,用桩船压舱来调整,直到桩尖和桩顶中心在一条直线上。俯仰桩当在倾倒桩架前来观测。
二、双节桩偏位起因和纠偏措施
双节桩在施打期间需确保尽可能地不偏位,最重要的为下节桩,若下节桩打的好,上节桩大体上将依照下节桩的走势跟下去,一般很难出现较大偏差。其一起偏位的大多因素便是接桩时由于法兰不平而引起的,法兰不平主要体现在:
1)上下节桩法兰中心不位于一个点上,接桩后上下节桩虽无折线,然而不在一条线上;
2)上节桩或下节桩的法兰中的一个为扭的,有的都为扭的,接桩后桩身出现扭角的现象;
3)上节桩或下节桩的法兰和桩身是斜交的,接桩后法兰和法兰之间不紧密,或者虽紧密然而上下节桩不一条线上,生成折角。出现上述3类状况时靠纠桩或压舱平衡无法解决问题,若不进行纠正,在沉桩时就出现偏位的状况,更有甚者的还将引起断桩的状况。所以只有确保上下节桩法兰的平整与垂直,才能确保上下节桩均在一条线上。这需要桩在预制时务必做到法兰平面与桩轴线处于垂直状态。除此之外,重点说明的为上下节桩预制时,一样并不能有弓形状况的出现,这就需要在预制时桩底模务必平整顺直。
PHC桩现在是用的最多的沉桩施工形式,上海广大地区仍使用锤击法,因为桩长越用越长,400mm的PHC桩现有入土70m的记录,使用的锤型也日益增大,锤芯重为4.0t~15.0t,锤击次数从100击上下到约5000击,桩的特性有端承桩、摩擦端承桩与摩擦桩。进一步规范锤击沉桩施工对降低PHC桩的破损率不会比规范制桩工艺次要,在某种程度上可以说更为重要。由多方面的信息统计表明,制桩因素毁坏和沉桩施工因素毁坏的比例一般是3∶7,此类估计看来正确的。
三、相关措施与实施
针对不同情况不同原因,经过仔细研究,给出了对应的措施和实施方法,主要有以下几条:
1、个别测量人员的责任心不够,测量仪器、测量控制网不够精确
对策:加强教育,提升测量员的质量意识;提高测量仪器及测点的精确性,以达到提高测量的精确度的目的。措施:①对现场测量人员进行全面的质量意识教育,提高测量技能水平;②对测量仪器进行一次效核;③复核控制网点坐标。
2、水位变化复杂,锚位不到位,锚力不够;桩船稳定性不够
对策:熟悉施工区域的水文、地质情况;合理布置锚位及地锚;及时调整锚位,以达到合理布置锚位及地锚的目的。措施:①将施工区域水文及地质情况向打桩船负责人进行详细的交底;②参考码头桩位安设要求,全面考虑锚抓力,适当安设锚位和地锚;当锚位无法符合打桩定位要求时,快速调整。③桩船在施工前,加足压仓水;稳桩前及稳桩时,桩船前后要保持平衡。
3、预制桩生产时,桩尖、桩身、桩顶不在一条直线上
对策:提高预制桩的质量,桩尖、桩身、桩顶必须在一条直线上,以达到提高预制桩的质量的目的。措施:①要求厂家提高预制桩的质量。桩尖要与桩轴线在一条直线上;桩顶平面与桩轴线垂直;②预制桩前对基座进行测量,并及时调整,避免桩底面的不平整;③桩到场后仔细检查桩的质量,有问题及时通知厂家,必要时退货更换。
4、夹板中心与桩帽中心偏心,夹板松动,桩帽因锤击过度产生变形
对策:打桩时桩锤、桩帽、桩身要在同一条直线上,保证夹板、桩帽不会对打桩产生影响,以达到确保夹板及桩帽的质量的目的。措施:①打桩前必须对桩帽及夹板进行同心度检测,必要时进行修正;②增强夹板与桩帽的强度和刚度;③选择合适的夹板和桩帽,避免夹板、桩帽的偏心。
5、下桩速度过快,桩与桩架不平行
对策:下桩速度要慢;在打桩过程中,桩与桩架要保持平行,以达到打桩时要慢、要直的目的。措施:①桩依靠自重下沉的速度最好不要太快,如此以来就不易移位,如有移位亦可及时调整;②打俯仰桩时,桩与桩架因保持平行,尽可能地减小桩与桩架间的夹角。③测量人员仔细观察,时时提醒船上指挥人员,调节桩架俯仰度。
四、结语
高桩梁板式码头桩基在施工期间,最大的问题就是桩的偏位,通过对偏位起因深层次分析研究,获得了一些行之有效方法,对类似高桩梁板式码头桩基施工具有一定的借鉴作用。
参考文献:
[1]叶建,王栋,杨建辉.软弱土地基中工程桩偏位的控制[J].浙江科技学院学报,2005(6):109-113.
[2] JTJ/T261—1997.港口工程预应力砼大直径管柱设计与施工规程[S].
[3]陈明关,陈奉琦.高桩码头基桩的轴向刚度[J].水运工程.2011(02)
【关键词】 高桩码头;沉桩偏位;原因;纠偏措施
前言:
用的多的高桩码头的桩基安设通常分两类的布置模式:1)由直桩,斜桩与叉桩构成。由于为混合的桩基模式,其桩端弯矩与排架水平位移受负弯矩的作用减小了正弯矩,所以它的桩端弯矩与排架的水平位移不是很大。然而施工难度却变大了,对地质状况不好的地基经常用这种布置。2)都由直桩构成。由于为直桩,和以上观点一样,抵消负弯矩的正弯矩稍微小一些,所以桩端弯矩与排架水平位移相对大一些,然而施工简易,适宜于地质状况相对好的地基基础。依据施工形式的不同,桩基础施工的基本模式包括沉桩与灌注桩。
沉桩的施工模式都是把不同预先制作好的桩以一定的沉入方式沉到地基里面实现所需要的深度。依据施工方法的异同,桩能够分为预制桩和灌注桩。预制桩主要包括打入式桩、静压桩与埋入式桩。另外打入式桩又包括冲击式和振动式。在上部结构所承担负荷很大且相对集中,桩径要求相对大时,不易选用打入式桩这种施工形式,所以不经常在道桥、港航等专业构造物施工期间应用,在工业与民用建筑施工中应用较多。
现在浙江沿海码头桩基大体上应用灌注桩、预应力混凝土方桩和大管桩等。由于码头泊位等级的日益增高,它的沉桩水域较深与泥面坡比发生很大的变化,桩入土深度相对大一些,单桩承载力需求高,所以所设计的桩均相对长一些,通常情况下单节桩用的较多。在得到条件限制的状况下,像桩船桩架相对低些、水深不能满足需求,就运用双节桩。通常来说,预制沉入桩可以减少工程成本,增大工程速率,所以使用的也非常多。然而沉桩期间常常出现桩的偏位,还有些超过规范要求,进行处理时相对麻烦些。若要扩大横梁和桩帽尺寸大小的,就需添加配筋和混凝土方量,并对外观有一定的影响。因此怎样解决桩偏位问题,在沉桩期间就特别重要。
一、单节桩或下节桩偏位起因及纠偏措施
1、测量人员的测量控制
桩偏位和测量人员、测量控制具有非常紧密的关系,测量人员到达施工现场后需大体掌握基线和测站的安设和通视条件,掌握测量控制点之间有没有干扰的现象;桩定位时,需仔细考虑提前量。
2、打桩工程船舶锚位布置
打桩工程船舶锚位地点是否适当合理对桩位的作用非常大。一旦其锚位不恰当,锚力不足,打好桩不是那么容易实现了。
3、预制桩的桩尖、桩顶与桩身
预制桩桩尖表面看简易,然而实际上对桩偏位作用也非常大。当桩尖与桩轴线有偏离时,桩在入泥时就会向一侧跑,它起着导向作用。土质较硬时就特别突出,即便纠桩,也很难确保到位,另外纠桩后桩身为倾斜的。
在桩顶平面和桩轴线斜交时,桩在受锤压时锤击作用力不匀,偏心锤击就会引起桩的偏位、断桩。
4、桩船的平衡
桩在桩船龙口里面时,桩船的平衡特别关键。桩船前后无法平衡,稳桩时桩将会出现向前倾和后仰的状况,特别是当桩船压载水舱里水不足这一情况特别明显。所以桩船在尚未施工时当加满压舱水,在稳桩前后,桩船前后务必确保平衡,相关工作人员需仔細观察,时时提醒船上指挥人员,调整桩架俯仰度大小,让桩维持垂直状态。像打俯仰桩,桩与桩架当处于平行状态,尽可能地使桩与桩架间的夹角变小。
桩船两边不平衡时,桩尖将向船舷高的一边偏移。对于此类情况,桩船当快速压舱平衡,测量人员就能够用仪器来查看桩的垂直度,用桩船压舱来调整,直到桩尖和桩顶中心在一条直线上。俯仰桩当在倾倒桩架前来观测。
二、双节桩偏位起因和纠偏措施
双节桩在施打期间需确保尽可能地不偏位,最重要的为下节桩,若下节桩打的好,上节桩大体上将依照下节桩的走势跟下去,一般很难出现较大偏差。其一起偏位的大多因素便是接桩时由于法兰不平而引起的,法兰不平主要体现在:
1)上下节桩法兰中心不位于一个点上,接桩后上下节桩虽无折线,然而不在一条线上;
2)上节桩或下节桩的法兰中的一个为扭的,有的都为扭的,接桩后桩身出现扭角的现象;
3)上节桩或下节桩的法兰和桩身是斜交的,接桩后法兰和法兰之间不紧密,或者虽紧密然而上下节桩不一条线上,生成折角。出现上述3类状况时靠纠桩或压舱平衡无法解决问题,若不进行纠正,在沉桩时就出现偏位的状况,更有甚者的还将引起断桩的状况。所以只有确保上下节桩法兰的平整与垂直,才能确保上下节桩均在一条线上。这需要桩在预制时务必做到法兰平面与桩轴线处于垂直状态。除此之外,重点说明的为上下节桩预制时,一样并不能有弓形状况的出现,这就需要在预制时桩底模务必平整顺直。
PHC桩现在是用的最多的沉桩施工形式,上海广大地区仍使用锤击法,因为桩长越用越长,400mm的PHC桩现有入土70m的记录,使用的锤型也日益增大,锤芯重为4.0t~15.0t,锤击次数从100击上下到约5000击,桩的特性有端承桩、摩擦端承桩与摩擦桩。进一步规范锤击沉桩施工对降低PHC桩的破损率不会比规范制桩工艺次要,在某种程度上可以说更为重要。由多方面的信息统计表明,制桩因素毁坏和沉桩施工因素毁坏的比例一般是3∶7,此类估计看来正确的。
三、相关措施与实施
针对不同情况不同原因,经过仔细研究,给出了对应的措施和实施方法,主要有以下几条:
1、个别测量人员的责任心不够,测量仪器、测量控制网不够精确
对策:加强教育,提升测量员的质量意识;提高测量仪器及测点的精确性,以达到提高测量的精确度的目的。措施:①对现场测量人员进行全面的质量意识教育,提高测量技能水平;②对测量仪器进行一次效核;③复核控制网点坐标。
2、水位变化复杂,锚位不到位,锚力不够;桩船稳定性不够
对策:熟悉施工区域的水文、地质情况;合理布置锚位及地锚;及时调整锚位,以达到合理布置锚位及地锚的目的。措施:①将施工区域水文及地质情况向打桩船负责人进行详细的交底;②参考码头桩位安设要求,全面考虑锚抓力,适当安设锚位和地锚;当锚位无法符合打桩定位要求时,快速调整。③桩船在施工前,加足压仓水;稳桩前及稳桩时,桩船前后要保持平衡。
3、预制桩生产时,桩尖、桩身、桩顶不在一条直线上
对策:提高预制桩的质量,桩尖、桩身、桩顶必须在一条直线上,以达到提高预制桩的质量的目的。措施:①要求厂家提高预制桩的质量。桩尖要与桩轴线在一条直线上;桩顶平面与桩轴线垂直;②预制桩前对基座进行测量,并及时调整,避免桩底面的不平整;③桩到场后仔细检查桩的质量,有问题及时通知厂家,必要时退货更换。
4、夹板中心与桩帽中心偏心,夹板松动,桩帽因锤击过度产生变形
对策:打桩时桩锤、桩帽、桩身要在同一条直线上,保证夹板、桩帽不会对打桩产生影响,以达到确保夹板及桩帽的质量的目的。措施:①打桩前必须对桩帽及夹板进行同心度检测,必要时进行修正;②增强夹板与桩帽的强度和刚度;③选择合适的夹板和桩帽,避免夹板、桩帽的偏心。
5、下桩速度过快,桩与桩架不平行
对策:下桩速度要慢;在打桩过程中,桩与桩架要保持平行,以达到打桩时要慢、要直的目的。措施:①桩依靠自重下沉的速度最好不要太快,如此以来就不易移位,如有移位亦可及时调整;②打俯仰桩时,桩与桩架因保持平行,尽可能地减小桩与桩架间的夹角。③测量人员仔细观察,时时提醒船上指挥人员,调节桩架俯仰度。
四、结语
高桩梁板式码头桩基在施工期间,最大的问题就是桩的偏位,通过对偏位起因深层次分析研究,获得了一些行之有效方法,对类似高桩梁板式码头桩基施工具有一定的借鉴作用。
参考文献:
[1]叶建,王栋,杨建辉.软弱土地基中工程桩偏位的控制[J].浙江科技学院学报,2005(6):109-113.
[2] JTJ/T261—1997.港口工程预应力砼大直径管柱设计与施工规程[S].
[3]陈明关,陈奉琦.高桩码头基桩的轴向刚度[J].水运工程.2011(02)