强涌潮河段PHC管桩插打施工技术

　　摘要：由于涌潮流速和压力很大对水中建筑物破坏很大，有效施工时间短，施工难度加大，对管桩的插打带来严重影响。

　　关键词：强涌潮；PHC管桩；插打

　　1工程概况

　　曹娥江大闸闸前大桥位于曹娥江汇入杭州湾钱塘江口的上游2km、曹娥江大闸上游1km处，是杭州湾绍兴工业新城区北部杭州湾大道跨越曹娥江的重要桥梁工程，是绍兴市重点工程“一闸四桥”的重要组成部分。其中主桥为88+140+140+88四跨（25#～29#）预应力混凝土连续刚构桥，边跨现浇段（29#墩位处）全部为水上施工，采用支架法施工，支架基础为PHC管桩。由于地质水文情况复杂，PHC管桩的插打成为施工中的难点。

　　2水文、地质情况

　　（1）水文

　　曹娥江系钱塘江第二大支流，河床演变特点属于典型的“洪冲潮淤”、“潮涌澎湃”和“主流游荡”的河段，每年汛期为3—9月。本桥位处河床标高0.0—-7.0，最大时可达-9.0m，根据现场实测及试验结果施工期间最高水位5.5m，低潮水位为-2.0m，最大潮差约7.5m，涌潮水流速6.5m/s，施工水流速4.0m/s，涌潮冲击力为9t/m2，受潮汐影响较明显。并且由于下游曹娥江大闸围堰的施工导致桥位处水文条件发生变化，主河槽已经向29#~32#墩位处游荡，并且很不稳定。由于受潮汐影响涌潮涨落速度较快，潮差越大，江道河床越低，涌潮就越强。由于涌潮流速和压力很大对水中建筑物破坏很大，有效施工时间短，施工难度加大，对管桩的插打带来严重影响。

　　（2）工程地质

　　本工程桥位处地质情况复杂，自上至下为粉砂、砂土、粉砂、淤泥质亚粘土、亚粘土、粉砂、砾砂、亚粘土，并且部分地层存在硬夹层，是影响插打的主要因素。

　　3PHC管桩情况介绍

　　根据设计单位提供的设计单桩承载力必须满足500KN的要求，本着经济合理的原则，选择了C80PHC预应力高强混凝土管桩。其技术参数如下；

　　型号AB

　　混凝土强度等级C80

　　外径(mm)500

　　壁厚(mm)100

　　长度(m)≤16

　　螺旋箍筋规格Φb5

　　预应力钢筋数量及直径10Φ10.7

　　混凝土有效预应力（Mpa）5.70

　　抗裂弯矩Mk(kN•m)121

　　极限弯矩Muk(kN•m)200

　　桩身竖向承载力设计Q(kN)2463～3140

　　4打桩锤的选择

　　根据设计单位提供的设计要求的桩打入深度及PHC管桩的使用要求并结合现场的地质情况，选择了D25柴油打桩锤。

　　（1）桩锤参数选择介绍

　　类型：D25柴油打桩锤

　　桩锤常用的控制贯入度（cm/10击）：2～3

　　设计单桩极限承载力（KN）：800～1600

　　（2）持力层
　　根据厂家提供的配套的十字桩尖在实际桩的插打施工中桩尖阻力较大，所以在现场对桩尖进行了改进，在桩尖周围用铁板焊成了锥台形经过改进后的桩尖在施工中有效的减少了阻力，加快了打桩速度。

　　6桩的试插打

　　根据试插打过程可以检验设计地质情况与设计单位提供的地质情况是否有差异，也可以检验桩的承载力是否满足设计要求。

　　通过试插打后发现实际情况与设计单位提供的数据有一定的出入，并且根据实际情况确定了现场控制贯入度及插打桩底控制标高。在插打过程中应以贯入度控制为主，设计桩底标高控制为辅的插打控制指标。如果在达到桩底设计标高后贯入度仍很大，应继续进行复打，直至满足控制贯入度的要求。

　　在插打时由于控制标高在砂土层和粘土层之间，所以应防止“假极限”现象，应穿过硬土夹层，克服暂时的贯入度极大阻力层。

　　7PHC管桩插打过程

　　（1）准备工作

　　利用ΓMΚ吊机配合履带吊机进行桩的插打，ΓMΚ吊机把桩从栈桥上吊到平台上，由履带吊机进行插打。桩的插打要在高平潮或低潮时进行，导向架要适当加高并与平台要连成一个整体，保证桩位准确和垂直度达到要求（垂直度≤1%，桩位偏差≤5cm）。

　　（2）插打和接桩

　　桩定位好后利用柴油锤进行锤击，当桩顶距导向架顶0.5m左右时即可接桩，接桩采用对焊方式，长度根据需要而定。桩对接时焊缝必须满足要求，并且要经过专人检查合格后方可继续进行插打，对接时也必须确保垂直度，保证上下节管桩轴线与打桩锤在同一铅垂线上，打桩时桩处于垂直受力状态，防止偏打应力过大导致桩被打裂。

　　当接长后的桩打到距导向架顶0.8～1.0m时应接钢管送桩，将桩送打至试打时确定的现场控制贯入度（2～3cm/10击）的标准进行停锤。

　　按上述程序循环插打PHC管桩，直至边跨现浇段（29#墩位处）全部全部PHC管桩插打完毕。

　　8结语

　　PHC管桩插打注意事项；

　　（1）PHC管桩的质量必须控制好，选择PHC管桩时一定要选择质量可靠的单位，并且PHC管桩进场后、使用前进行两次检查，将隐患排除。

　　（2）在打桩过程中由于地质情况复杂，个别土层存在硬夹层，穿过硬夹土层时锤击贯入度较小，打桩较困难，有时可能造成桩头被打裂，桩身受到严重影响，甚至可能将连接法兰打脱发生事故。因此必选择适合的桩锤，做到重锤轻击，防止打坏桩头。

　　（3）如果遇到贯入度剧变、桩身发生倾斜、位移或者桩身出现裂纹、破碎等情况时，应立即停打，分析原因采取有效措施。

　　（4）管桩打到一定标高后应及时将桩间焊接连结系，保证管桩稳定，防止下一个潮水将管桩冲歪。

　　（5）打桩过程必须经常性检查桩架及桩锤螺栓是否处于紧固状态，管桩对接处焊缝有无裂纹，如有异常情况必须及时进行补焊。

　　参考文献：

　　[1]张忠亭.钻孔灌注桩设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

　　[2]刘秉京．混凝土技术[M]．北京：人民交通出版社.2001（23）

　　[3]混凝土结构设计规范GB50010—2002[M].北京：中国建筑工业出版社2002