浅谈桩基础钢管复合桩插打施工质量控制

浅谈桩基础钢管复合桩插打施工质量控制

摘要：桩基础桥梁结构物承载荷载受力传递的最终部位，因此其施工质量控制是重中之重。港珠澳大桥主体桥梁工程桩基础设计为钢管复合桩-钢管桩和钻孔桩综合受力。本文探讨如何提高钢管复合桩的插打施工质量控制。

关键词：港珠澳大桥桩基础钢管复合桩插打施工质量控制

第一章前言

笔者所在的港珠澳大桥是在“一国两制”条件下粤港澳三地首次合作共建的超大型基础设施项目，港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域，大桥东接香港特别行政区，西接广东省（珠海市）和澳门特别行政区，是国家高速公路网规划中珠江三角洲地区环线的重要组成部分和跨越伶仃洋海域、连接珠江东西岸的关键性工程。其主要功能是解决香港与内地（特别是珠江西岸地区）及澳门三地之间的陆路客货运输要求，建立连接珠江入海口东西两岸新的陆路运输通道。港珠澳大桥的建设对珠江三角洲地区实现改革和发展的宏伟目标，打造世界级城市群具有重要战略意义。因此大桥的质量控制尤其重要，而桩基础是桥梁荷载传递最终部位，勿容置疑的成为重中之重。

第二章质量控制措施

2.1质量控制流程图

钢管桩插打质量控制流程图见“图2-1”

钢管桩插打质量控制流程图

2.1钢管桩插打精度质量控制

桥桩基要求平面位置偏差±10cm，钢管桩垂直度1/200、1/250，标准极高，为保证钢管桩精度，从以下几方面保证：

人员：配备有海上丰富施工经验的人员担任测量工作。

仪器：高精度GPS接收机，高精度全站仪及便携式测斜仪（精度达到1/6000）。

测量方法：RTK（Real Time Kinematic）技术

RTK（Real Time Kinematic）技术简介：

对于海中墩台施工测量，常规仪器无法实施，采用GPS系统的RTK技术（载波相位差分系统），RTK定位技术为实时动态测量，需要在两台GPS接收机之间增加一套无线数字通讯系统（亦称数据链），将两相对独立的GPS信号接收系统联成有机的整体，基准站通过电台将观测信息和测站数据传输到流动站，流动站将基准站传来的载波观测信号与流动站本身测的载波观测信号进行差分处理，解出两站间的基线值，同时输入相应的坐标转换和投影参数，实时求得到测点坐标。

步骤一：定位导向架

⑴导向架由驳船运输至墩位。

⑵用墩旁吊机将导向架放置于孔位，并进行导向架初定位，使导向架平面位置偏差控制在5mm范围内。

⑶用钢结构将平台与导向架固定，保证导向架与平台无相对位移。

步骤二：吊装钢管桩

⑴导向架调整到位后，采用铁驳将钢管桩运输至墩位处。

⑵利用大型浮吊主钩起吊钢管桩，将钢管桩水平放置在平台上的翻转架上。

⑶利用大型浮吊主钩起吊钢管桩一端，通过翻转架配合旋转钢管桩至竖立状态。

⑷将钢管桩喂入导向架。利用导向架上、下导向反复调整钢管桩平面位置及垂直度，使平面误差精确至±10cm内,垂直度调整至小于1/150；调整好后让钢管

桩在自重作用下缓缓下沉。

步骤三：

⑴主墩利用WD120桅杆吊机主钩起吊2台APE400B并联液压振动打桩锤（辅助墩及边墩利大型浮吊吊打桩锤），将夹持器固定在钢管桩桩头上，利用打桩锤自重下压钢管桩下沉。

⑵再次对钢管桩平面位置及垂直度进行测量，符合要求后启动打桩锤进行钢管桩振动下沉，将钢管桩打设至接近导向架顶部。

⑶将导向架移动至下一孔位，继续打设钢管桩直至设计标高。按照上述步骤，依次插打完该墩所有钢管桩。

步骤四：

⑴每墩钢管桩插打完成后，利用起吊设备将导向架整体起吊至驳船，运输导向架至下一施工墩位施工。

⑵重复以上步骤，完成全桥钢管桩的插打。

钢管复合桩钢管沉桩实测项目、验收标准及检查方法应符合“表2-1”的规定。

表2-1 钢管沉桩检验项目

项次实测项目规定值或允许偏差检验方法和频率

1 桩尖高程(mm)或最后贯入度(mm/击) 符合设计要求查沉桩记录

2 设计标高处桩顶平面位置(mm) 100 用GPS定位

3 倾斜度直桩通航孔桥：1/200

非通航孔桥：1/250

吊线用钢尺量或用测斜仪检查，抽查10%，且不小于10根。

2. 2钢管桩插打施工过程质量控制

⑴装船前工区质检人员和监理对桩的数量、规格及质量进行严格验收；制桩单位同时提交完整的产品出厂质量合格证书。

根据所运输钢管桩的外形尺寸和船体构造确定好装船方案。

桩基所用钢管桩根据沉桩顺序装运钢管，每船运输10根左右。按先中间后两边的顺序对称装船，交错叠成梯形。考虑到钢管桩重量大、易滚动且表面涂有防腐层,钢管与甲板、钢管与钢管之间用枕木抄垫,最后用Ф60mm钢丝绳（用麻袋包裹）横向捆绑。每根桩落驳后,用海绵包扎桩上的吊环，防止吊环碰坏桩壁涂层。

钢管桩运输固定见“图2-1”。

图2-1 钢管桩运输固定示意图

考虑到海上波高浪急,运桩驳船按额定吨位的60%使用。

工区项目经理部配备与其相适应的仪器、设备，保证满足于工程检验需要，同时对试验、检测程序做出具体规定和要求。

试验仪器设备按质量体系程序文件要求和计量部门管理规定，按期进行校验并保留记录和证书，确保试验仪器的精度的试验数据的可靠。

配备齐全先进的测量设备，对每个工程结构进行测量控制。所有测量仪器在使用前到计量部门标定合格后方准使用，并定期按规定重新标定。

⑵对驳运至现场的钢管桩检查外观质量，重点检查钢管桩在落驳和运输过程中有无变形、焊缝异常及防腐刮擦。运输至现场的钢管桩长度和型号必须符合设计要求。桩顶和替打段标高刻度线，必须满足插打标高控制要求。

⑶为保证顺利沉桩，将安排专人收听气象预报，以便及时转移避风，事先对所有船舶的锚缆、锚机、锚重进行检查，必要时进行局部增加备用数量，保证大型浮吊定位。

⑷沉桩前，研读设计图纸，对工程平面图、桩位图、桩基结构图、地质数据、桩承载力、沉桩控制标准等数据，并结合沉桩允许偏差进行复核和确认。开锤前检查锤、导向架导环与桩是否在同一轴线上，避免偏心锤击，造成桩身偏位。偏心会引起桩顶点受力而不是面受力，易造成桩顶破坏。

⑸防止溜桩的具体措施，仔细检查桩锤设备，要特别注意压锤的重量；刚开始振动沉桩时，开最低能量档，，待桩有明显贯入度后，方可加大能量继续沉桩。根据沉桩资料（地质资料）分析对某些区段沉桩施工有可能遇到溜桩地层，沉桩施工中，达到该层时，开低能量档振动沉桩，避免产生质量及安全事故，同时减少噪音污染。

⑹桩自沉、压锤、开锤过程中不得移导向架校正桩位避免造成斜桩。