應(yīng)力釋放孔施工在碼頭工程陸地沉樁中的應(yīng)用

徐鑫哲 （盤錦職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 盤錦124010）

預(yù)制樁沉樁屬于擠土沉樁，沉樁時(shí)樁會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擠壓作用，使土體產(chǎn)生水平位移和垂直位移，從而造成附近已經(jīng)打入樁的上浮、偏移、樁身變形甚至是樁斷裂，同時(shí)可能使周圍建筑物、構(gòu)筑物、地下管線、道路等產(chǎn)生不同程度的損壞[1][2]。如果施工方法不當(dāng)，則會(huì)加劇擠土效應(yīng)，產(chǎn)生嚴(yán)重的工程事故，因此，在實(shí)際施工中，必須選擇并實(shí)施合理可行的方法來減小擠土效應(yīng)對(duì)周邊環(huán)境及建筑物的影響，其中，應(yīng)力釋放孔施工是一種行之有效且應(yīng)用較廣泛的方法之一，通過設(shè)置合理的應(yīng)力釋放孔，可以減小預(yù)制樁沉樁對(duì)周圍建筑物、構(gòu)筑物的影響，保證施工安全順利進(jìn)行。

1 工程概況

高科技海洋裝備及特種大型鋼結(jié)構(gòu)制造項(xiàng)目出運(yùn)碼頭及出運(yùn)平臺(tái)工程位于江蘇省啟東市海工船舶工業(yè)園。本工程將建設(shè)出運(yùn)碼頭1座，為便于產(chǎn)品的吊裝，在出運(yùn)碼頭下游側(cè)設(shè)置600t大型桅桿式起重機(jī)；出運(yùn)平臺(tái)1座，承擔(dān)模塊、液罐及鋼結(jié)構(gòu)等產(chǎn)品的出運(yùn)，見圖1。其中，出運(yùn)平臺(tái)長(zhǎng)200m，寬40m，出運(yùn)平臺(tái)面標(biāo)高為+5.0m，最后兩個(gè)分段面標(biāo)高為+5.0m～+4.0m，接岸處平臺(tái)面標(biāo)高+4.0m，與陸域道路標(biāo)高一致。出運(yùn)平臺(tái)共分5段，每段40m，設(shè)6個(gè)排架，排架間距為7.2m，每個(gè)排架下設(shè)10根樁，均為直樁。樁基采用φ1000PHC管樁B型樁，樁長(zhǎng)56m，每根管樁由15+15+15+11m（從上至下）管節(jié)組成，下節(jié)樁均設(shè)長(zhǎng)度1m鋼樁靴，共計(jì)30根。管樁采用現(xiàn)場(chǎng)拼裝工藝，陸地打樁機(jī)施工。

圖1 施工平面布置圖

出運(yùn)平臺(tái)主要起點(diǎn)位于陸域岸坡上，分別跨越潮澗帶、淺水區(qū)，分布區(qū)域標(biāo)高在3.0～-3.5m左右；碼頭分布于長(zhǎng)江河床，現(xiàn)泥面標(biāo)高在-3.5～-6.5m左右。

根據(jù)地基土的時(shí)代、成因、巖性、分布和物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，勘察深度內(nèi)地層共劃分為10個(gè)工程地質(zhì)層和1個(gè)夾層，其中⑥層又細(xì)分為3個(gè)亞層，各（亞）層地基土主要特征見下表。

各工程地質(zhì)土層分布特征表

2 施工方案確定

由于水域部分出運(yùn)平臺(tái)樁基已施工，陸地打入樁施工會(huì)對(duì)水域樁基造成一定的危害，為了保證水域樁基不受危害，根據(jù)地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用設(shè)置應(yīng)力釋放孔的方式減少陸地打入樁所產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力。

根據(jù)各地同類工程施工的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合本工程工程特點(diǎn)及地質(zhì)情況，采用φ400的樁孔，樁孔深為18m，間距1.5m的應(yīng)力釋放孔基本能滿足本工程的防擠土需要[3]。為防止打入樁施工之前樁孔塌陷，在孔內(nèi)安放通長(zhǎng)φ350的毛竹籠，毛竹籠由8根3cm寬的毛竹片扎成，要求毛竹籠內(nèi)部用間距為1.0m，直徑為12mm的鋼筋做圓箍，竹籠外面包塑料編織袋，在安放過程中必須在底部安放塊石，防止毛竹籠的上浮。如圖2。

圖2 應(yīng)力釋放孔示意圖

3 應(yīng)力釋放孔施工工藝

3.1 施工流程

應(yīng)力釋放孔施工流程為：①場(chǎng)地平整、定位放線；②挖防擠溝；③鉆機(jī)就位，鉆孔至設(shè)計(jì)孔深；④安放毛竹籠；⑤鉆機(jī)移至下一個(gè)孔位。

3.2 施工要點(diǎn)

在施工過程中，本著嚴(yán)格按圖紙、圖集和技術(shù)規(guī)范施工的原則，在各環(huán)節(jié)采取有效的技術(shù)措施，加強(qiáng)質(zhì)量管控。

3.2.1 場(chǎng)地平整，定位放線

施工前利用全站儀和水準(zhǔn)儀根據(jù)防擠溝分布圖定位，并作好記號(hào)。

3.2.2 挖防擠溝

由于現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地較小，為了滿足打入樁的施工場(chǎng)地需要，在應(yīng)力釋放孔樁位處，挖一條下口寬為1m，深為1.5m的防擠溝。

3.2.3 鉆機(jī)就位，鉆孔至設(shè)計(jì)孔深

將鉆機(jī)移動(dòng)到待鉆孔位置，即應(yīng)力釋放孔處，移動(dòng)過程中保證鉆機(jī)平穩(wěn)，避免出現(xiàn)位移或者鉆機(jī)傾斜現(xiàn)象[4]。鉆孔時(shí)調(diào)直機(jī)架挺桿，對(duì)準(zhǔn)釋放孔孔位中心，開動(dòng)機(jī)器鉆進(jìn)、出土。鉆進(jìn)過程中，要準(zhǔn)確控制鉆進(jìn)的深度，為避免發(fā)生超鉆或者鉆進(jìn)不足現(xiàn)象，在機(jī)架或機(jī)管上作出控制標(biāo)尺，在鉆進(jìn)過程中隨時(shí)進(jìn)行觀測(cè)控制[5]。待鉆到預(yù)定的深度后，不得立即提鉆頭，須在孔底處進(jìn)行空轉(zhuǎn)清除虛土[6][7]，然后停止轉(zhuǎn)動(dòng)，提鉆桿，期間注意不得曲轉(zhuǎn)鉆桿。進(jìn)鉆過程中散落在地面上的土，必須隨時(shí)清除運(yùn)走。

另外，鉆孔過程中，如果遇有含石塊較多的土層，或含水量較大的軟塑粘土層時(shí)，必須防止由于鉆桿晃動(dòng)引起孔徑超過設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致孔壁原有土體被破壞，落入孔底增加虛土厚度[8]。為了控制應(yīng)力釋放孔施工質(zhì)量，待鉆孔完成后，要進(jìn)行空地虛土厚度測(cè)定和孔徑測(cè)定。測(cè)定虛土厚度采用測(cè)深繩（錘）或手提燈測(cè)量，厚度要求一般不應(yīng)超過10cm。如果虛土厚度超過質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要分析產(chǎn)生原因，并采取合理的措施進(jìn)行處理，使其滿足質(zhì)量要求。

3.2.4 竹籠制作安裝

毛竹籠制作采用加強(qiáng)箍成型法，分段制作，孔口搭接安裝。毛竹籠成型后，按規(guī)范要求進(jìn)行抽檢，驗(yàn)收合格后方可使用。毛竹籠制作前，要將彎曲的竹片剔除?？卓诖罱硬捎描F絲綁扎，搭接長(zhǎng)度為30cm。毛竹籠孔口搭接時(shí)，上下節(jié)毛竹籠各毛竹片應(yīng)校直對(duì)正，且使上、下節(jié)毛竹籠均處于垂直狀態(tài)。

吊放毛竹籠采用無(wú)損鋼絲繩，并用U形環(huán)卡牢毛竹籠的毛竹片與加強(qiáng)筋部位，以防滑口。將毛竹籠放入應(yīng)力釋放孔時(shí)要對(duì)準(zhǔn)應(yīng)力釋放孔中心，并且控制毛竹籠入孔速度，避免碰撞孔壁，在放入過程中，只能做微小平移調(diào)整，不得左右旋轉(zhuǎn)，防止使毛竹籠變形。若遇塊石或其他障礙應(yīng)停止立即下放，找到問題出現(xiàn)原因，及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，切記不要將其提起并強(qiáng)行下放[9]。毛竹籠放好后應(yīng)用石塊壓住竹籠，防止竹籠上浮。

4 結(jié)論

通過整個(gè)沉樁期間對(duì)岸坡及水上樁基穩(wěn)定性進(jìn)行觀測(cè)，陸地沉樁未對(duì)水域部分出運(yùn)平臺(tái)樁基造成不利影響，表明了采用設(shè)置合理的應(yīng)力釋放孔的措施可以有效地減小沉樁施工產(chǎn)生的擠土效應(yīng)問題，文章中工程采取的應(yīng)力釋放孔施工的方案為碼頭、平臺(tái)陸地沉樁解決擠土效應(yīng)提供了一定的參考。