越南造船廠EPC項目分段裝焊車間PC樁施工技術.doc

第9頁越南造船廠EPC項目分段裝焊車間PC樁施工技術摘 要 越南容橘造船廠EPC項目裝焊車間基礎施工中，采用預應力混凝土管樁(PC樁)。打樁前需做好樁錘、樁架選擇，確定管樁齡期，打樁過程中插樁、錘打、接樁、送樁均采取了相應的技術措施。該工程中PC樁所具有的單樁承載力高、樁身耐錘擊性好、穿透力強、造價便宜、施工速度快等特點均得到很好的體現(xiàn)，從而縮短了工期，提高了EPC項目的整體效益。關鍵詞 預應力混凝土管樁 樁基礎 試沉樁引言近年來，隨著國際工程承包市場的發(fā)展，EPC（Engineering，Procurement and Construction）這種集設計、采購和施工為一體的總承包模式越來越受到業(yè)主的青睞。越南容橘造船廠期項目是EPC總承包模式，其中分段裝焊車間是陸域部分荷載最大、建筑面積最大的工業(yè)廠房。設計場區(qū)內地質條件復雜，下伏的花崗巖層的層面及風化狀態(tài)變化較大，且分布不均勻，且樁基礎的設計和施工較復雜，施工控制的成敗將直接決定工期，影響到項目的成本，進而關系到項目的綜合效益。1 工程概況越南容橘造船廠位于越南廣義（Quang Ngai）省平山（Binh son）縣平東（Binh dong）鄉(xiāng)的容橘（Dung Quat）灣海岸，船廠面積約125公頃，期工程項目是出口賣方信貸EPC合同項目，工程主要包括碼頭、車間、堆場、設備、公共管網(wǎng)和動力設施等，合同總價約1億美元。分段裝焊車間為單層鋼結構廠房，主要用于船體分段構件的制造、吊運和焊接組裝，建筑面積16636平方米，共2跨，跨間距均為39m，每跨配置軌頂標高為14.5m和21m的橋式起重機各2臺，其中單臺起重能力最大為40t+40t。據(jù)設計,其鋼結構單柱荷載約3500KN。設計樁基礎數(shù)量為：600預應力混凝土管樁PC管樁413根。(其中包括原設計46根600鉆（沖）孔灌注樁最后變更為49根預應力混凝土管樁的數(shù)量)2 打樁準備2.1 樁錘的選擇選擇樁錘時，必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長度、結構形式以及土質、氣象等條件，并掌握各種錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力，包括克服樁尖阻力、樁側摩阻力和樁的回彈產生的能量損失等。如果樁錘的能量不能滿足上述要求，則會引起樁頭部的局部壓曲，難以將樁送到設計標高。鑒于本工程穿越地層多、地質條件復雜的實情，選用了柴油錘，錘重6.0t。2.2 樁架的選擇樁架的設置、安裝和準備工作對打樁效率有很大影響。樁架選用日本海工LS-118RH型履帶行走式樁架，其最大特點是移動靈活，使用方便，運行機構為履帶，對進場道路和施工場地要求比較低。選擇的樁機設備2.3 管樁選型、吊運和堆存充分利用當?shù)刭Y源，采用距離現(xiàn)場約5公里的越南容橘離心混凝土股份有限公司生產的PC-600A樁，節(jié)段長度為715米。管樁吊裝采用兩支點法，兩吊點位置距離樁端為0.21L左右，吊索與樁段水平夾角不得小于45，管樁起吊運輸中應免受振動、沖撞。管樁分三層疊層堆放，最下層按下圖所示的兩支點位置放在墊木上，墊木支承點應在同一水平面上，底層最外緣管樁的墊木處用木楔塞緊。兩支點法底層堆放(注：L為樁節(jié)長度)2.4 管樁齡期的確定管樁從制造成型到打樁施工的間隔時間宜盡量長些，本項目在施打前第一批樁即運至現(xiàn)場。由于工廠制造，當混凝土強度達到設計強度等級標準值80以上即出廠，按照2根樁/天/臺的工效，2臺打樁機，按每根樁由3節(jié)樁組成充分考慮，施工中現(xiàn)場最少保證堆存約60節(jié)樁滿足5天的施工用量。按“先進場樁先打”的原則，滿足管樁的強度要求。2.5 檢查修整管樁施工前應再次逐根檢查，即檢查混凝土樁有無嚴重質量問題，對管樁兩端應清理干凈，施焊面上有油漆雜物污染時，應清刷干凈。3 打樁階段技術措施3.1 插樁定位樁打入過程中修正樁的角度較困難，因此就位時應正確安放。第一節(jié)管樁插入地下時，要盡量保持位置方向正確。開始要輕輕打下，認真檢查，若有偏差應及時糾正，必要時要拔出重打，保證樁位施工偏差100mm。校核樁的垂直度可采用垂直角，即用兩個方向(互成90)的經緯儀使導架保持垂直。通過樁機導架的旋轉、滑動及停留進行調整，確保樁身垂直偏差1.25%。經緯儀應設置在不受打樁影響處，并經常加以調平，使之保持垂直。樁位測量控制平面示意圖管樁定位（開口型樁尖）3.2 錘打因地層較軟，初打時可能下沉量較大，宜采取“重錘低擊”、“低提重打”。開始錘擊時，采用0.6m左右小落距，入土約1-2m深度后再全落距擊打，樁尖入土3米后，在確認樁身貫入方向無異常時，方進行連續(xù)正常錘擊。樁插入土中應校正其垂直度，樁在樁重和錘重作用下沉入土中一定深度而達到穩(wěn)定后，應再校正一次垂直度。嚴格控制第一節(jié)樁的沉樁質量，認真觀測穩(wěn)樁、壓錘時的樁身變化情況，發(fā)現(xiàn)有偏移或傾斜時，立即分析原因，并采取措施予以糾正。在整個打樁過程中，要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時應將樁錘及樁架導桿方向按樁身方向調整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打，以免管樁受彎易損壞。打樁較難下沉時，要檢查落錘有無傾斜偏心，特別是要檢查樁墊樁帽是否合適。如果不合適，需更換或補充軟墊。每根樁宜連續(xù)一次打完，不要中斷，以免難以繼續(xù)打下。打樁過程中，如突然出現(xiàn)樁錘回彈，貫入度突增，錘擊時樁彎曲、傾斜、顛動、樁頂破壞加劇等，則表明樁身可能已破壞，有地下水溢出或周圍土隆起情況應當停樁檢查。3.3 接樁接樁時要注意新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致，兩施焊面上的泥土、油污、鐵銹等要預先清刷干凈。當下節(jié)樁的樁頭距地面11.2m時，即可進行焊接接樁。接樁時可在下節(jié)樁頭上安裝導向箍以便新接樁節(jié)的引導就位。上節(jié)樁找正方向后，對稱點焊46點加以固定，然后拆除導向箍。管樁焊接施工由有經驗的焊工按照技術規(guī)程的要求認真進行；施焊第一層時，宜適當加大電流，加大熔深。采用手工焊接，選用當?shù)氐腍AVIET HV-J422 AWSE6013電焊條，要保證焊接質量。接樁焊接如下圖。接樁圖3.4 送樁為將管樁打到設計標高，需要采用送樁器，送樁器用鋼板制作，長4m。設計送樁器的原則是打入阻力不能太大，容易拔出，能將沖擊力有效地傳到樁上，并能重復使用。3.5 打樁記錄打樁過程中應詳細記錄各種作業(yè)時間、入土深度、每打入0.51m的錘擊數(shù)、樁位置的偏斜、最后3陣10擊的平均貫人度。4 試沉樁試驗4.1 試沉樁目的本次試沉樁目的為掌握當?shù)貥痘┕に胶痛驑对O備能力，了解PC-600樁的結構、強度、和貫入風化花崗巖的能力，以判斷勘察報告中提出的樁身貫穿殘積土、樁端樁靴打至第2、1、2層層面或進入第1層一定深度(約2.0m)做為端承樁在施工上是否可行，并為設計制定停樁控制標準提供依據(jù)。4.2 試沉樁標準按建筑樁基技術規(guī)范(JGJ94-94)中混凝土預制樁的沉樁有關標準。4.3 試沉樁位置選擇為保守掌握各種樁型在一定的沉樁條件下的貫入能力,選擇在基巖面埋藏相對較深的A、B兩個孔位相似地層分布區(qū)域進行沉樁試驗。該孔位勘探揭示的地層分布情況如下：第層吹填土層，填齡45年，以中、細砂為主，混含大量貝殼，層頂標高為5.72m,厚度為4.2m,標貫平均擊數(shù)為12擊,狀態(tài)稍密。第層粉砂層，灰黃灰黑色，層頂標高為1.52,厚度為8.8m，標貫平均擊數(shù)為9擊,狀態(tài)松散。第層淤泥質粘土層，灰黑深灰色，夾少量薄層粉砂，在孔位及其附近處缺失。第1層殘、坡積含礫粉質粘土，黃灰、紅褐色，偶爾含粗礫，層頂標高-7.28m，厚度13.5m,平均標貫擊數(shù)N=10擊，狀態(tài)可塑。第2層殘積粉砂，青灰、灰黃色，層頂標高-20.78m，厚度為8.2m，平均標貫擊數(shù)16擊，狀態(tài)稍密中密。第層全風化花崗巖，青灰、灰黃色，在該孔位及其附近處缺失。第1層砂土狀強風化花崗巖，層面標高-28.98m，厚度8.3m，平均標貫擊數(shù)71擊。第2層碎塊狀強風化花崗巖，風化成灰黃短塊狀，無法較完整的取樣,RQD80%。4.4 樁節(jié)和樁尖選型采用節(jié)段長L=15m的PC600A預應力混凝土管樁，為了增強樁的穿透力，樁尖采用開口型鋼樁尖。4.5 試沉樁參數(shù)和要求預定停錘貫入度小于 30mm/10擊；樁身垂直偏差 1.25%；樁錘最大落距30m，標準貫入實測擊數(shù)40擊，極限端阻力qps=9400kpa，全風化花崗巖樁側土體的極限側摩阻為110-140kpa，完全滿足設計中對試樁的豎向極限承載力標準值2827kN的要求。試沉樁表明，本項工程施工中以貫入度控制為主，以樁端標高（或樁如入土深度）為輔的端承載力PC樁，停錘以最后三陣10擊，貫入度不大于30mm/10擊控制比較合理。4.8 沉樁后低應變檢測在終樁第6天進行了低應變檢測，檢測結果表明樁形完整，樁身未出現(xiàn)破損。5 PC樁施工效果5.1 在本項目基礎施工中，有效利用當?shù)貜S區(qū)內PC樁施工既有設備，充分發(fā)揮了當?shù)卮蛉霕哆\用比較普遍、技術相對熟練的優(yōu)勢，同時在施工中加強管理和技術控制，最終整個車間基礎413根樁，實際施工中，僅2根樁破裂，且補救措施也方便快捷。同時PC樁施工速度快的特點很好地滿足了緊迫的工期要求。5.2 由于PC樁施工周期短，效率高，回報快，施工現(xiàn)場簡單，便于管理，因此本工法在越南容橘造船廠EPC項目裝焊車間基礎施工中的合理運用，節(jié)約了施工費用，單位承載力造價低，提高了項目的綜合經濟效益。6 PC樁使用特點總結6.1 混凝土強度高。它采用了科學配比加摻合料、外加劑離心成型、壓蒸養(yǎng)護等先進工藝，可確?；炷翉姸鹊燃塁80。6.2 樁身耐錘擊和抗裂性好。樁身承載力高，抗彎性能好。它采用了預應力混凝土用鋼棒，先張法預應力張拉工藝，有較高的抗裂彎矩與極限彎矩。其樁身承載力比其它樁種高25倍。6.3 對地質結構適應性較強、穿透力強。由于其密實耐打，有較強的穿透能力，對持力層起伏變化大的地質條件有較強的適應性。6.4 運輸?shù)跹b方便，樁接駁迅速。成樁長度不受限制，用普通的電焊機即可實現(xiàn)接駁。6.5 成樁質量可靠。采用的工業(yè)化大生產，有成熟的工藝和完整的質量管理體系支撐，可在生產全過程中有效地控制質量。沉樁后樁長和樁身質量可用直接手段進行監(jiān)測。6.6 施工速度快，文明施工?，F(xiàn)場整潔，不污染環(huán)境，符合環(huán)保要求。施工機械化程度高，檢測方便，監(jiān)理強度低。7 施工經驗與體會7.1 “重錘低打”能有效降低錘擊應力。樁錘對樁頭的錘擊速度越快，在樁身上產生的應力波強度也越高，即打樁應力與錘擊速度成正比，所以為降低錘擊應力并保持較好的貫入度，采用了較重的樁錘(樁錘重6.0t)和較低的速度施打，效果良好。7.2 樁頭襯墊效應對錘擊應力也有直接影響。為延長錘擊作用時間、降低錘擊速度，并借以降低錘擊應力，選用軟厚適宜的木樁墊，收到良好效果。7.3 選擇合理的打樁施工順序，能減小樁的側向位移。樁基側向位移是軟弱地基施工中經常見到的一種現(xiàn)象，根據(jù)不同情況進行綜合分析，制訂出合理的打樁施工方案，并采取相應措施，可以把打樁危害降低到最低限度?；A形狀規(guī)則的打樁施工順序應先里后外，由中心逐漸往外側對稱施工。本工程基礎形狀規(guī)則，施工時遵循“對稱施工”的原則，確保了基礎內擠壓應力的平衡。7.4 要合理選擇接樁時樁端的停置地層，尤其是基巖埋深較深，需要樁節(jié)較多，在最后一次接樁時，最好避免樁尖停留在底層結構的分界層上，以免給接樁后的復打工作