钢管板桩沉桩施工技术在海外某油品码头中的应用

郑世武

（天津临港港务集团有限公司 天津 300452 ）

摘 要：钢管板桩沉桩施工技术能适应较复杂的地质情况，尤其适用于有成本限制和工期较短的深水化码头工程建设。本文以海外某油品码头工程为例，研究了钢管板桩沉桩施工技术在工程中的应用。

关键词：钢管板桩；施工技术；深水化码头

1. 工程概况

海外某油品码头工程，基础采用钢管板桩组合结构，包括5万吨和1.5万吨两个油码头泊位。5万吨泊位分为前墙、端墙和后方锚墙。其中，前墙总长250m，由81组钢管桩和板桩组成，端墙长度为31.2m，由10组钢管桩和板桩组成。桩组中心距(单组包括1根管桩和1根板桩)为2.96m。管桩壁厚 0.2cm,设计桩顶标高+2.5 m，桩底标高−35 m，板桩材设计桩底标高−21 m。锚墙距离端墙40 m，为板桩结构，共有板桩 418 根，单根桩长 11 m，设计顶标高+2.5m，底标高−8m。1.5万吨泊位分为前墙、过渡段和后方锚墙。其中，前墙总长203m，过渡段长47.5 m，由87组钢管桩和板桩组成。桩组中心距(单组包括1根管桩和1根板桩)为 2.96 m和2.68 m。其管桩材质、长度和设计顶及底标高均与5万吨泊位一致，板桩设计桩底标高−16.0 m。锚墙距端墙40m，为板桩结构，共有板桩372根，单根桩长8m，设计顶标高+2.5m，底标高−5.5m。

2工程地质

本工程钢管板桩施工范围内没有能有影响施工的地下管线，管桩桩成孔将穿越淤泥、强风化粉砂岩，最终进入到中风化的粉砂岩地层中 。强风化粉砂岩，工程所在地普遍分布有强风化的粉砂岩，岩芯呈砂土状，厚度变化范围大，原有岩结构较为清楚，矿物的风化不均匀，且大部分矿物都已风化成粉状，岩芯用手就可折断，捏散，浸水软化，局部地方有碎石状的残留岩块，个别的钻孔还夹泥岩。

2.工艺原理

钢管板桩码头前墙由3部分组成，钢管桩、钢板桩和锁扣。管桩和钢板桩之间采用锁扣连接，利用液压桩锤下落时的瞬时冲击机械能，克服土体对桩的阻力，使其静力平衡状态遭到破坏，导致桩体下沉，达到新的静压平衡状态。如此反复地锤击桩头，桩身就不断地下沉，待深入设计要求的地层深度后，完成沉桩施工作业，形成码头下端稳固的直立式管板桩墙体。

3.工艺流程

3.1.施工准备

3.1.1管板桩进场堆放

管板桩堆放场地地势应平坦、基础需硬实。管桩堆放时，等间距设置 4 道支垫枕木，前墙用板桩亦等间距设置4 道支垫枕木。锚墙板桩因为长度短，设置3道支垫枕木。枕木安放时需保证支垫顶面在同一标高。管桩堆存按2层考虑，如受限于场地要求，可将堆存层数增加到3层，但不得超过3层。板桩堆叠高度不能超过2m，堆放时需保证锁扣不被挤压。

3.1.2管板桩调直加固

管板桩在运输至现场后，需进行检查验桩，确保平整度达到使用要求。如存在锁扣平直度偏差大、局部有弯曲或突变、两侧锁扣不平行且扭曲，需进行校直处理。调校主要采用火工热矫正法，板桩调校完成后采用标准锁扣进行对比检查，能顺利通过者即为合格。对于部分板桩，为方便振动插桩、固定形状及桩头加强，需在桩头焊接相应规格的钢板进行加固。

3.2沉桩

3.2.1板桩插桩及施打

待完成管桩插桩及施打后形成一定工作面，由中型履带吊配置振动锤在已插打完成的管桩间隔内插打板桩至板桩插不动为止。松紧锚缆，微调船位，使桩到达指定的位置；按照打俯桩时前倾、打仰桩时后倾的原则，前后倾斜龙门梃 ，将钢管桩粗略调整至设计斜率；慢慢放开主吊钩，打开抱桩器 ，使钢管桩在重力作用下自动插桩；复测桩位，若桩位误差过大，起吊桩，重新定位。

3.2.2管板桩复打

一个阶段内的管桩和板桩插桩完成以后开始进行复打。由于插桩完成后管桩顶部高于板桩，故先用中型履带吊配大能量液压冲击锤复打管桩平齐至板桩顶部，之后用小型履带吊配小能量液压冲击锤复打板桩直至板桩顶部低于管桩顶部 2m，板桩复打完成后用中型履带吊配备大能量液压冲击锤对管桩进行复打直至平齐板桩，再换小型履带吊配备小能量液压冲击锤复打板桩，如此循环直至沉桩结束(图1)。沉桩复打遵循跳打原则，管桩和板桩之间、阶段与阶段桩之间均需控制好管桩和板桩的相对沉桩速度，呈阶梯式，单阶段最终均为管桩先施打到位后再将板桩施打至设计标高以防管桩沉桩时把板桩带下。

图1沉桩施打顺序图

3.3. 沉桩结束

沉桩结束时，测量垂直度并做好管板桩的沉桩记录。检查沉桩记录数据是否满足停锤标准（见表1）。

表1.沉桩停锤标准

桩顶超高h/m	最后20cm平均贯入度e/mm	处理方法
达到标高	10	可停锤
	>10	暂停后续沉桩，进行高应变动力测桩
0<h1.5	3	可停锤
h>1.5	3	暂停后续沉桩，与设计人员联系

沉桩结束后要进行桩位复测，沉桩后的桩位复测是一项很重要的测量工序，包括桩尖高程或最后贯入度、设计标高处桩顶平面位置、斜桩的倾斜度等。切桩完成后，复测桩位。

4、沉桩的安全措施

沉桩过程必须坚持安全生产的有关原则，对施工班组进行施工前安全技术交底。定期组织学习安全知识，并坚持安全检查，及时消除安全隐患。在土方开挖的同时，严格按照设计跟进钢管抛撑。

严格把好钢管的质量关，以保证基坑质量和安全。钢管抛撑安装前进行检算 ，要满足抛撑。水上打桩船和运桩船驻位应按照船舶驻位图抛设锚缆，锚缆不得互搅。水上悬吊桩沉桩应设固定桩位的倒桩架和工作平台，倒桩架和工作平台应牢固可靠，并在工作平台的外侧设置安全栏杆。沉桩后应及时进行夹桩。

5结语

钢管板桩沉桩施工技术具有施工周期短、成本低、客观环境约束条件少、适用范围广等特点，可有效降低工程建设成本，加快施工进度，确保工程顺利完工。

本文通过一个工程实例介绍了钢管板桩的沉桩技术，本工法施工适应性好，施工安全系数高，具有良好的经济效益和推广价值。

参考文献

[1]岳建彬.陈永康．波形钢腹板剪切屈曲研究[J]．西部交通科技，2013，(12)：49-53．

[2]刘润，禚瑞花，闫澍旺.大直径钢管桩土塞效应的判断和沉桩过程分析[J].海洋工程，2005（5）:71-76