浅谈港口工程PHC管桩常见施工质量问题及预防措施.doc

浅谈港口工程PHC管桩常见施工质量问题及预防措施焦小齐 〔航运职业技术学院， 226010〕摘 要：本文以港西坝港区西坝作业区五期工程水工工程水上沉桩为例，简要的介绍了工程概况、气象、水文、地质条件；并简要的介绍了PHC管桩的特点、PHC管桩施工工艺、管桩沉桩阶段的标高控制；以及施工过程中出现的各种问题及预防措施关键词：高桩码头；PHC管桩；预应力；沉桩；贯入度 Discussion on the mon port project PHC pile construction quality problems and preventive measures JIAO *iao-qi〔Nantong Shipping College, Nantong 226010，Jiangsu，China)Abstract：In this paper, the five phase of the project, the port of Nanjing *iba port operation areawater project water pile as an e*ample, briefly introduces the general situation of the engineering, meteorological, hydrological, geological conditions; and briefly introduces the characteristics of PHC pipe pile, the construction technology of PHC pipe pile, pipe pile of stage elevation control; various problems and preventive measures and in the process of construction.Keywords：High-pile wharf, PHC pipe piles, prestressed, pile driving, penetration1、引言 预应力高强混凝土管桩〔以下简称PHC管桩〕根底由于其具有施工工期短、单桩承载力高、监测方便、造价较低、对环境影响小等优点，近几年来在高桩码头工程建立中得到广泛应用。

但是由于PHC管桩施工过程中常出现以下的问题：沉桩达不到设计的控制要求；桩位偏差及桩身倾斜率超标；桩头碎裂；桩身破坏；单桩承载力达不到设计要求；PHC管桩沉桩过程中出现纵向裂缝等，而且情况比较复杂，这就需要我们在施工之前进展有效的控制，采取不同措施进展防和处理，减少和防止出现工程质量问题，确保工程进度和质量，创出好效益2、工程概况本工程拟建靠泊 2 艘 70000DWT 级散货船和 1 艘 50000DWT 级散货船的散货泊位共 3 个，下游泊位的后沿拟预留 1 个千吨级的待泊泊位，需码头岸线总长 780m，其中上游卸船泊位长 512m，码头宽 30.0m；下游装船泊位长 268m，码头宽 22m，码头前沿顶标高为 10.4m，码头前沿设计底高程－12.5m码头采用高桩梁板构造，码头排架间距 8m码头基桩采用φ1000mmPHC〔B 型 〕管桩，桩端持力层选择物理力学指标较好的砾砂层，30m 宽码头每榀排架布置 7根桩，即码头前轨道梁下布置 1 对半叉桩，叉桩斜率 5:1；后轨道梁下布置 1 对叉桩，前叉桩斜率 5:1，后叉桩斜率 7：1；中间布置 1 根单直桩和 1 对叉桩，叉桩斜率 4.5:1；22m 宽码头每榀排架布置 6 根桩，即码头前沿轨道梁下布置 1 对半叉桩，叉桩斜率 5:1，陆侧轨道梁下布置 1 对叉桩，叉桩斜率 5:1，两轨道间布置 1 根单直桩，岸侧布置 1 根单直桩。

深潭区域选用φ1200mmPHC〔B 型〕管桩码头共布置 PHC 管桩674根，其中φ1000mmPHC 桩 609 根， φ1200mmPHC 桩65根2.1 气象 地区属亚热带气候，四季清楚，雨量充分根据市气象站观测资料统计，当地气候特征如下： 2.1.1 气温 累年极端最高气温43.0℃； 累年极端最低气温-14.0℃； 累年平均气温15.4℃； 多年七月份平均气温27.9℃； 多年一月份平均气温2.0℃2.1.2 风况 本地区春夏季多SE向风，秋冬季多NE和NNE向风；全年常风向为NE向、发生频率为9%，次常风向为ENE、E、ESE和SE向等四个方向，发生频率均为8%；强风向亦为NE向，最大风速为16m/s；曾测到NW向瞬时极大风速达39.9m/s 图一 风玫瑰图2.1.3 降水累年最大年降雨量1621.3mm； 累年最小年降雨量567.6mm； 累年最大月降雨量608.4mm； 累年最大日降雨量198.5mm； 多年平均降雨量1015.0mm； ≥25mm降雨日数9.8d； ≥50mm降雨日数3.2d 2.1.4 雾 沿江以平流雾为主，一般多出现在冬春季清晨，延时较短。

能见度≤1000m雾日数统计如下： 历年最多雾日数69.0d； 历年最少雾日数12.0d； 多年平均雾日数28.2d 2.1.5 雷暴 本地区的雷暴日数较多，一年中各月份均有雷暴出现，但多数雷暴集中在4～9月份 2.1.6 相对湿度 本地区年平均湿度在79％左右，各月平均相对湿度在69%～85%之间，11月至翌年1月的相对湿度较小，4～8月份较高 2.2 水文 2.2.1 潮汐及水位 〔1〕基准面及其换算关系 本工程水位及高程均采用吴淞高程系，当地基准面换算关系见图二 85国家高程 0.03米 56黄海高程 0.08米 当地航行基准面 1.911米 1.908米 长办吴淞零点 图二 基准面关系图 〔2〕潮位特征值 港西坝港区位于长江下游感潮河段，水文特征受径流和潮流的双重影响，潮水位变化呈不规则半日潮型。

本河段汛期水位主要受径流影响、潮差小，由于距长江口较远，潮波上溯时变形较大，故涨潮历时远小于落潮历时根据下关水文站与栖霞山水位站资料插补，八卦洲左汊出口处的水位特征如下： 历年最高潮位9.67m 〔1954年8月17日〕； 历年最低潮位1.50m 〔1959年元月22日〕； 最大潮差1.64m 〔1951年〕； 最小潮差 0.00m； 平均涨潮历时3小时49分； 平均落潮历时8小时56分 〔3〕设计水位 设计高水位9.91m〔五十年一遇高水位〕； 设计低水位1.90m〔当地航行基面〕2.2.2 水流〔1〕径流 大通水文站是长江干流上游径流控制站，其径流特征值根本上可以代表本河段径流征大通站的径流年分配不均匀，汛期5～10月份的水量占全年71.8%，其中7月份水量最大，枯季12月至次年3月份水量最小，4月份和11月份为中水期 据上游大通站资料统计〔1950～2006年〕，多年平均流量为2.85万m³/s，历年最大洪峰流量9.26万m³/s〔1954年8月8日〕，最小枯季流量0.462万m³/s，〔1959年1月31日〕年各月平均流量及年迳流量百分比见表一所列。

表一 大通站各月流量表月 份 一二三四五六流 量〔m³/s〕110001190016100239003380040300占年径流量〔%〕3.243.484.76.989.8711.77月 份 七八九十十一十二流 量〔m/s〕503004400040400333002310014200占年径流量〔%〕14.6912.8511.89.726.754.152.3 工程地质根据省地质工程勘察院2021年11月提供的?港西坝港区五期工程〔水工平台局部〕工程地质勘察报告?，本工程地层可分为4个主层局部主层又可划分为假设干亚层分述如下：〔1〕第四系近代堆积层〔Q4ml〕 ①淤泥质土：灰色，以流塑粘性土混少量的粉土、粉砂为主，见腐植物，有淤臭味该层分布于勘探围水域局部 ①-2抛石：杂色，系江岸护坡石块 ①-3 素填土：灰色，饱和～湿，欠压实，呈松散粘性土状，含少量植物根系该层分布于勘探围陆域表层 〔2〕第四系冲洪积相沉积层〔Q4pl〕 ②-1 粉质粘土：灰色，饱和，软可塑，夹薄层粉土，见少量腐植物，切面稍有光泽，无摇震反响，韧性、干强度中等该层局局部布。

②-2 淤泥质粉质粘土：灰色，饱和，流塑，具层理，夹薄层粉土，局部夹薄层粉砂，含少量腐植物，稍具臭味；切面稍有光泽，无摇震反响，韧性、干强度中等该层普遍分布 ②-3 粉质粘土：灰色，饱和，软塑，略具层理，夹薄层粉土，见云母碎片及少量腐植物，切面稍有光泽，无摇震反响，韧性、干强度中等该层普遍分布 ②-4 粉砂：灰色，饱和，稍密，略具层理，夹粉土薄层，见云母碎片，偶见少量腐植物该层陆域区提醒 〔3〕第三系冲洪积相沉积层〔Q3pl〕 ③-1 粉砂：灰色，饱和，中密，略具层理，见云母碎片，局部夹粗砂，分选性较好，磨圆度一般该层在勘探围广泛分布 ③-4砾砂：灰色，饱和，极密实，分选性较差，磨圆度一般，砾石含量一般在15%左右，石英质、硅质，粒径0.5～2cm该层在勘探围广泛分布3、PHC管桩特点3.1 桩身强度高 由于管桩材料为预应力高强C80混凝土，高速离心成型工艺和二次湿热养护工艺工厂化制作，桩身质量及沉桩长度可用直接监测，管桩质量可靠；施工中采用静压桩机进展沉桩施工，压桩力可通过压力表直观、平安、准确地反映，因而对桩体承载力的控制、判断准确度高；静压法沉桩与锤击法沉桩施工相比，因沉桩过程是慢速均匀加载，无冲击和反射应力波，对桩身冲击应力小，施工质量易保证。

由于PHC 管桩桩身混凝土强度高，可打入密实的砂层和强风化岩层，由于挤压作用，桩端承载力可比原状土质提高60%-75% ，桩侧摩阻力提高20%-40%，并因PHC管桩为高强度混凝土预应力构件，尤其抗压、抗弯性能好，其桩身承载力比其它桩种高2－5倍3.2 PHC管桩质量稳定 PHC管桩因其有专业的厂家进展大批量的自动化生产，桩身的质量稳定可靠3.3 PHC管桩穿透能力强 在施工过程中，当具有足够的压力时，PHC管桩可穿越较厚的砂质图层3.4利于文明施工 静压法沉桩施工管桩，因采用电力液压驱动操作，无震动、无噪音而锤击法沉桩震动剧烈，噪音大且拌有浓烟油污，对周边环境影响大，且锤击法沉桩施工，对周边土地振动大，影响周围建筑〔构〕物的平安稳定而静压由于是缓慢匀速压入，对土体振动小，为周边环境影响小而且管桩均为成品，与混凝土灌注桩相比无砂石料、混凝土及泥浆等污染3.5经济实用 由于PHC管桩的单桩承载力相对较高，其环形截面所。