高桩码头混凝土预制桩施工技术分析

摘要：预应力钢筋混凝土方桩是高桩码头的施工重点和难点，本文结合工程实例，并根据方桩自身特点，对方桩的预制及沉桩过程中所涉及的关键技术进行了分析阐述。

关键词：码头；预制桩；施工；分析

0.引言

高桩码头在我国的港口工程应用非常广泛，而预应力钢筋混凝土方桩是高桩码头的施工难点，其施工质量对整个码头的施工质量影响颇深，本文以黄骅港综合港10万吨级矿石码头为例摘要介绍其施工要点。

1.砼方桩预制施工

1.1预应力混凝土方桩预制工艺流程

1.2预应力混凝土方桩预制

（1）钢筋工程

原材料进场后，按批次由监理工程师进行见证取样复验，批准后方可使用。预应力钢筋在加工车间进行切割、对焊，然后在冷拉槽内冷拉成型；非预应力筋根据设计图要求进行调直、切断、弯曲成型。预应力钢筋半成品由龙门吊吊运至绑扎场地存放，非预应力钢筋由驾驶员驾驶拖拉机从钢筋车间运至绑扎场地。

桩的钢筋骨架，在绑扎场地进行绑扎。先将主筋摆放在架子上，然后穿放箍筋，人工使用铅丝将主筋、箍筋、分布筋扎结成型，铅丝扣不得进入保护层，铅丝富裕长度不超过1cm。四角预应力主筋与箍筋100%绑扎。骨架成型后，由龙门吊整体吊入张拉槽中安放在垫管上，逐段钢筋带好连接盒。

（2）张拉控制

首先采用单抽千斤顶和紧母机调整初应力，对于成型骨架预应力筋应上下、左右对称反复调整，初应力控制20%δcon。初应力调整均匀后方可张拉。预应力筋张拉程序：0→103%δcon，张拉控制应力δcon为450MPa。张拉完毕后，最下层主筋垫好底部砂浆垫块，以保证主筋保护层厚度。垫块为圆柱形，圆柱直径为设计保护层厚度，强度采用M60。垫块呈梅花型布置，均匀摆放，间距2-3m，确保保护层厚度符合设计和规范要求。钢筋制作，骨架绑扎，预应力张拉结束后，均进行自检和专验，并做好施工检查记录，检验合格后转入下一工序施工。

（3）模板工程

底模由混凝土平台充当，底台宽度按照预制方桩宽度控制，表面水平、光滑，保证桩底面的外观质量；侧向模板用定型钢模板，单片长度6m。模板安装支立采用龙门吊配合人工组拼成型，安装限位卡具，加固支撑。拼装模板前要对模板进行砼渣、脏物的清理，并均匀涂刷脱模剂。操作过程中避免污染钢筋。模板加固完毕后，用风管将杂物吹到一起，人工清除干净。堵头板用钢板加工。桩尖堵头板按桩截面尺寸加工，桩顶堵头板按设计图纸要求加工，并预埋在桩内。堵头板与侧向模板拼接、加固，用止浆垫防止漏浆。堵头板支立完成后，即穿放胶囊，充足气体。胶囊使用前要仔细检查不得有漏气、破损现象。模板加固完毕后，按照施工图纸外形尺寸进行自检、专检，合格后请监理工程师进行验收，合格后转入下一道工序施工。

砼浇筑完毕，砼终凝且强度达到5MPa以上方可拔出胶囊，拆侧模。

（4）混凝土工程

砼搅拌采用强制式拌和机，胶凝材料、粗细骨料及外加剂计量皆由微机控制，计量误差均满足规范要求。配套设有专门洗石、筛分系统。拌和混凝土前试验人员根据设计配合比调整好施工配合比，由操作人员输入微机，自动备料、搅拌。搅拌时间根据搅拌设备性能及施工规范规定执行。试验人员负责砼生产质量控制，按照规范要求及时检测砼塌落度、含气量，检查计量偏差值，搅拌过程中严禁随意调整配料单，及时解决发现的问题。根据规范要求留置标样砼抗压强度试块，抗冻试块、电通量试块等。

（5）预应力放松、构件起吊出槽

试验人员试压同条件养护试块，当混凝土强度等级达到设计强度的80%时后进行预应力的放松。采用砂箱放松法。放松后的钢筋用气焊切割，钢筋留置长度依据设计要求。

方桩出槽采用大型龙门吊多点吊水平运输，吊点位置符合设计要求。存放场地平整，坚实，排水良好。方桩码放不得超过3层，层与层之间用垫搁木隔开，垫搁木摆放位置与吊点位置相同，上下层之间的垫搁木要在同一断面。

（6）砼桩尖

先将主筋按照设计要求弯起，绑扎箍筋后即可支模。桩尖模板采用定型钢模板用卡箍固定。模板支立要牢固，与桩身接触面严密确保浇筑砼时不漏浆不跑模不变形。浇注砼同桩身浇筑方法。

2.预应力混凝土方桩沉桩

本工程共有650×650mm预应力钢筋混凝土方桩543根，桩长49.0m～54.0m。打桩船选用桩架高75m，单钩吊重80t的“打桩19#”打桩船配备D-125型号柴油锤进行海上沉桩施工。

2.1沉桩施工流程

2.2混凝土桩运输

预应力混凝土方桩在天津预制构件场进行预制，使用2000t方驳进行桩的运输，配备两艘运桩驳，以保证海上沉桩的连续施工。装船时，每根桩中间需要加木方隔开，防止运输过程中发生碰撞损坏。

2.3沉桩定位

打桩定位采用海上GPS打桩定位系统，工程前期用全站仪校核，确保桩位的准确。桩位平面扭角、斜度等均由GPS打桩定位系统进行控制。根据现场施工期间不同地质条件下的溜桩情况，可适当预留桩位偏移量。

2.4沉桩

（1）打桩船驻位

打桩船驻位时在不同的结构段驻位方向不同，设8口锚，分四组全方位抛出，锚缆距离不小于250m。必要时，需利用埋设的地锚系缆。

（2）捆桩：吊桩前起重人员应注意检查与打桩有直接关系的外形尺寸，检查合格后方能吊桩；索具的规格和质量必须符合设计要求及规范规定。

（3）吊桩入龙口

打桩船吊起桩身至适当高度后再立桩入龙口，此时应注意船体变化情况，保持桩身在吊立过程中不摆动。打桩船带桩就位时，以适当的速度稳步移向桩位，同时应掌握水深情况防止桩尖触及泥面。

（4）锤击沉桩

锤击时应确保桩锤替打和桩处于同一直线，替打应保持平整，避免产生偏心锤击，锤击应连续，沉桩过程应加强观察，桩尖进入软弱土层时应减小油门，防止发生溜桩引起桩身过大的拉应力及发生意外，桩尖进入持力层后，每下沉10cm记录一次锤击数和锤的落距，并严格按技术规范要求控制停锤标准。

如在锤击过程中出现风、浪、涌浪过大，使桩与龙口距离不合理而影响桩锤正常锤击、出现打桩船跑锚而影响打桩正位施工等情况、桩身突然下沉等情况，指挥人员与负责锤油门绳者应马上停锤，经确认一切正常后再锤击。如有突发情况，各方面负责人应及时研究分析解决。

（5）根据起吊锤和替打前、后估测的桩偏位值，减去定位时偏差和桩（斜桩）悬臂下垂值，估验合理的下桩提前量或是否蹩劲沉桩，给后续沉桩提出警惕。

3.结语

高桩码头在我国码头建设中占有重要地位，而混凝土预制的质量则成为整个码施工质量重中之重。通过严格控制预制及沉桩过程，并对施工过程中的关键技术进行严格控制，能够较好地控制码头施工质量。

参考文献

[1]魏汝龙、杨守华.桩基码头和岸坡的相互作用[J].

[2]廖雄华.桩-土相互作用数值方法的研究及其在高桩码头安全性分析中的应用[D].