港口航道与海岸工程文献综述

高桩码头中沉桩控制方法及要点的文献综述

一、前言

在港口码头建设中，高桩码头结构是采用的最多的一种结构型式。高桩码头作为我国广泛的主要码头结构型式，其工作特点是通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。

高桩码头主要适用于软土地基。在沿海、河口和河流的下游地区有分布很广的软土地基，这种地基表层由近代沉积土组成，硬土位置较低，对这种地基，高桩码头几乎是目前唯一可行的结构型式，并可用以建设深水大码头。

沉桩作为高桩码头设计施工中的一关键部分，控制沉桩的好坏，直接影响着高桩码头结构的稳定和使用。

二、主题

1、沉桩测量监控要点

测量程序由测量工程师、主管工程技术人员提供测量所需的资料、图纸。由测量员负责现场测量及内业计算，测量工程师负责对现场测量成果及内业计算结果进行审核。对重要项目、关键部位，项目主管工程师必须复核其测量内业计算结果，对须经业主代表、监理工程师复测确认的测量，如施工平面控制网、高程控制网以及沉桩控制，应按合同及规范将有关资料报监理工程师和业主代表审核批准。

所有原始、中间和最终测量，均按经监理工程师认可的测量方法实施。各项验收测量，均要有监理人员在场。每次测量结束后应于规定时间内将所有测量数据交给监理工程师审核。

测量仪器根据工程沉桩施工需要，一般选用TC402型全站仪2台，精度为2//，2mm+2ppm，T2经纬仪4台，精度为2//，NA2水准仪2台，精度为0.7mm及SDH-13A型测深仪1台，精度为100mm进行本工程的测量实施工作。

沉桩施工测量方法

根据本工程现场条件，在拟建码头后方陆域和两侧设置4～5个平面控制点，形成测量控制网。利用测量控制网加密施工控制点，对码头施工用前方交会法进行控制。施工水准点由业主提供的基点直接引测至施工现场。基点用混凝土墩做成，

点位用钢十字标示，设明显的保护标志。并提交监理工程师和业主代表审批。施工期间定期对测量控制网进行复测校核。

2、沉桩控制

2.1打桩船选择

要同时满足起重能力和桩架高度两个要求。桩架高度 = 桩长 - 水深 + 桩锤高度 + 打桩船吃水+ 2m

统计工程中所有桩在其相应的桩位上的水深情况，依据桩长与水深差的最大值来确定桩架高度。沉桩施工的打桩船，其起重能力和桩架高度均应满足施工要求。

2.2桩锤选择

根据设计要求桩锤选用D-100型。

2.3沉桩顺序和计划安排

根据船舶的性能及码头桩位布置安排打桩顺序。桩船每抛一次锚（6只锚）可工作的范围为左右各50m，前后各20m。所以安排沉桩顺序时，每次沉桩的范围宜在100m×40m内。沉桩作业段成阶梯形布置，其前一个作业段要不影响后一个作业段所有桩位的沉桩施工。应尽可能减少移船次数。沉桩顺序要保证每一根桩都能按设计桩位、扭角和坡比进行沉桩。根据本工程的特点，打桩总顺序为由岸侧向海侧阶梯形逐步推进。

2.4基桩装驳及出运要求

基桩按打桩顺序分批预制，待强度达到要求后，装船运至现场工地。

根据桩位平面布置图，结合工程要求和施工条件，按沉桩顺序安排方桩的预制，运输及沉桩工作。

根据施工时的沉桩顺序和吊桩的可行性，绘制装驳图，严格按装驳图要求分层装驳。

货船装桩采用多点支垫堆放，垫木均匀放置并适当布置通楞，上下层垫木应在同一垂直面，垫木顶面应在同一平面上。

运输船在装桩、运输和吊起时保持平稳。

桩装驳后，采取适当加固措施，防止因风浪影响发生方桩倾倒。

施工时吊点位置偏差不超过0.1m。吊点位置标识在桩运到现场后派专人到船上进行画线标识。

2.5沉桩定点方法

前方交汇法：前方交汇法是在正面基线布置一台全站仪，侧面基线上布置一台经纬仪，通过测量仪器的竖直角来确保仪器观测点均在桩顶设计标高上，正面基线的仪器还负责桩扭角控制。沉桩定位分粗定位、细定位、精定位三步进行，经各方向观测员校核无误后开始压锤施打。

海上GPS打桩定位法：海上打桩定位系统采用分段控制的形式，首先在打桩船适当位置安装两台GPS接收机对船体进行定位，以RTK方式工作，实时测出打桩船上两固定点相对于基站的坐标，同时根据检测的船体横摇和纵倾值，经过计算处理，得出理论上水平船位坐标和方位角；在其基础上，以船体作为已知参照物，用安装在打桩船纵向中轴线和桩架左转轴前方的两台激光测距仪对桩身位置进行测定，因激光测距仪与GPS接收机的位置是固联的，通过激光测距仪和和船体与桩架的几何关系，推算出桩位坐标和方位，从而达到由GPS对桩身的控制目的。

海上GPS打桩定位系统的计算机操作界面能同时以图象及数字的形式反映出施打桩的设计位置及主要桩参数，包括设计的桩中心坐标、桩顶标高、平面扭角、倾斜坡度等和当前施打桩的实时位置及桩船的预定位置和当前位置。

2.6沉桩控制标准

根据设计要求，沉桩采用D-100型打桩锤。预应力砼方桩沉桩时，以标高控制为主，贯入度作为校核。由于本工程地质复杂，地层间杂着大量的粉细砂和中粗砾砂夹层。大部分桩的桩端进入密实或极密的粗砾砂层和坚硬的强风化岩持力层。沉桩时根据桩位地质情况，判断沉桩控制标准。暂定贯入度标准为：最后10击为每击为5~10mm；系缆墩钢管桩需进入风化岩石不小于2.0m，靠船墩钢管桩需进入风化岩石不小于2.5m，暂定贯入度标准为最后10击，每击小于5mm。

根据试桩情况和桩基大、小应变检测结果，此标准可在沉桩过程中逐渐调整。如桩尖已达设计标高，而贯入度不满足标准，应继续沉桩，至满足标准为止；如桩尖未达设计标高而贯入度已达控制标准，应继续贯入100 mm或锤击30~50击。其

平均贯入度不应大于控制贯入度，且桩端距设计标高不超过1m~3m。如遇异常情况应及时汇报，与设计等部门研究解决。

2.7沉桩工艺

打桩船、运输船在拖轮配合下进行抛锚定位。

移船吊桩及就位：桩船紧靠着运输船，桩架往前倾斜，使吊索垂直于方桩或钢管桩。吊点位置按设计要求规定，方桩采用六点吊，下吊索长度（包括捆绑长度）一般取0.5~0.6倍桩长；桩未吊离船仓时，运输船上的起重工负责指挥，起吊过程注意观察方桩两端是否碰到仓壁，打桩船吊起桩身至适当高度（如超越驳船上所有锚机、封舱架等障碍物）后，打桩船退后，横移至设计桩位；慢速升1#主钩，降2#副钩立桩，同时将桩架收回至前倾3°，打开上、下背板，再将桩架变幅至后倾5°，使桩进入龙口，关上、下背板、解副钩吊索。

定位：将上背板升至适当位置，下背板放到水面，使桩稳定后、移船至桩位准确位置；打桩船移船调整至符合要求；仪器观测报出桩的垂直度误差，打桩船通过调整平衡车或左、右舱压水调整或通过变幅调整前后垂直度误差。

下桩：下桩前测量工用水砣测水深，把水位、水深报告给桩班班长。当扭角、垂直、桩位均符合要求时，桩工班长指挥降主钩下桩，下桩时，测量班和桩工班跟踪观测，随时掌握桩位和垂直度变化，根据实际情况，采取措施确保桩位和垂直度符合要求，在斜坡上下桩，一般将桩尖往岸坡前移一定距离下桩，让桩顺斜坡向下滑移，待桩不再滑移时，再移船调整垂直度。

替打顶应设置锤垫（锤垫由硬木制成），桩顶设置有适当弹性的桩垫。桩垫要求厚薄均匀，尺寸尽量与桩顶断面相同。桩垫厚度要求：采用纸垫时，锤击前一般为40cm。

套替打、压锤：桩身靠自重下沉稳定后，复测桩位，确认符合要求后解主吊钩吊索，桩工班长指挥放下替打，接近桩顶时，暂停、观察桩顶与替打的桩帽是否对正（钢筋混凝土桩还须钢筋与替打钢筋孔对正），如有偏差应移船或变幅桩架使之对正再放下替打。压锤时，桩工班长密切注意桩位变化，测量工复测桩位，调整好桩位继续压锤。