码头PHC桩沉桩方案

台州港大麦屿港区浙江环洲1.5万吨级

多用途码头工程

水

上

沉

桩

施

工

方

案

编制人：

审核人:

编制单位：中交二航局台州港大麦屿港区浙江环洲1.5万吨级

多用途码头工程项目经理部

2010年4月

一、编制依据及采用的标准和规范

1、编制依据

①、施工图纸

②、主要采用的标准和规范

1）海港水文规范 JTJ213-98

2）高桩码头设计和施工规范 JTJ291-98

3）港口工程荷载规范 JTJ215-98

4）水运工程测量规范 JTJ203-2001

5）港口工程桩基规范 JTJ254-98

6）港口工程桩基动力检测规程 JTJ249-2001

7）水运工程质量检验评定标准 JTS257-2008

二、工程概况

1、工程概况

工程名称：台州港大麦屿港区浙江环洲1.5万吨级多用途码头工程

工程地址：浙江省台州市玉环县陈屿镇大麦屿港

工程规模：

台州港大麦屿港区浙江环洲1.5万吨级多用途码头工程为新建1.5万吨级（兼顾3

万吨级杂货船）码头一座，设计通过能力近期64万吨，远期120万吨。港区后方配套建

设堆场、仓库及生产生活设施,陆域总占用面积为203.6亩。

码头平台采用高桩梁板式结构，码头采用顺岸式布置，平台平面尺度为217×40m，

设前后平台，前平台宽度为26 m，后平台宽度为14 m，局部加宽至27 m，长度为25.6 m，

作为辅助平台，布置辅助用房一座。

码头平台通过南、北2座栈桥与港区陆域相接，栈桥宽均为8.6 m，长度分别为240.2

m和215.8 m。

工程共有直径800的PHC桩508根，直径900的防撞钢管桩5根，直径1200的灌注

桩20根。

2、自然条件

①、工程地质

根据地质钻探揭露及及测试成果，区域内勘探深度以内的的土划分为10个工程地质

层组，并细分为18个工程地质层，各土层的埋藏及分布情况详见工程地质剖面图及钻孔

综合工程地质特征自上而下分述如下：

1-0层：素填土

杂色，为围海人工填土，主要以碎石、块石及少量粘性土组成，粒径一般3～25cm，最大块径达100cm，厚度3.5～7.5m。

1-1 ：淤泥质粘土

灰黄色，流塑，厚层状，粘塑性较好，干强度中等，物理力学性质差，高压缩性，厚度2.2～3.5m。

1-2：淤泥

灰黄-蓝灰色，流塑，厚层状，土质稀软，粘塑性一般，干强度中等，物理力学性质差，高压缩性，厚度7.0～19.8m。

2-1淤泥质粉质粘土

灰色，流塑，粘塑性较好，含少量贝壳碎片，干强度高，具较高压缩性，厚度7.5-19.3m。

2-2：淤泥质粘土

灰色，流塑。细鳞片状为主，粘塑性好，土质较均一，含贝壳碎屑，局部含量少高，干强度中等，物理力学性质差，高压缩性，厚度8.0～29.1m。

3层：粘土

灰色，塑性，细鳞片状构造，局部厚层状，粘塑性好，含贝壳碎屑，局部含量少高，干强度中等，物理力学性质差，高压缩性，厚度变化较大，厚度1.4～18.4m。

4-1层：粘土

灰黄色，局部灰绿，可塑，粘塑性较好，硬性好，干强度高，中等压缩性，厚度1.7～18.5m。

4-2层：粉质粘土

灰黄色，局部夹灰蓝色，可塑，厚层状，局部为粘土，粘塑性较好，干强度高，韧性硬，中等压缩性，厚度1.2～6.0m。

4-2a层：含碎石粉质粘土

灰色、饱和，软～可塑。薄层状为主，向下层理发育不明显，切面光滑，土质较均一，粘塑性好，局部夹极薄粉细砂层。埋深17.6～25.5m，厚度7.7～13.7m。

5层：粘土

灰色，可塑，厚层状，粘塑性较好，含褐棕色植物残骸，局部含量较高，局部含少量黄泥质土及黄泥结核，质稍硬，干强度中等，韧性中等，物理力学性质尚好，厚度1.6～

13.4m。

5a层：含粘性土粗砂

浅蓝色，湿，中密，厚层状，砂粒径一般0.5-2mm，含量约为50～60%，粘性土含量为15～25%，粘塑性一般，土质不均一，厚度0.4m

6-2层：粘土粉质粘土

灰褐色,局部浅棕褐色，浅蓝色，可塑，厚层状,局部含少量粉土，干强度中等，韧性中硬，本层场地大部分均有分布，起伏及厚度变化较大，一般成北浅南深，东浅西深趋势，厚度1.3～16.0m

7层：粘土

浅蓝色，可塑，厚层状，粘塑性较好，局部含少量植物残骸，干强度高，韧性硬，本层拟建码头及栈桥区大部分钻孔均有分布，揭示厚度2.1～13.7m

7a层：含碎石粘土

浅灰蓝色，可塑，厚层状，碎石粒径一般1.5-6.0cm,含量约为30～45%，次棱角状为主，干强度高，韧度硬,厚度0.4～0.8m

8－1层：含粘性土中砂

浅灰黄色，浅蓝色，湿，中密，厚层状，砂粒径一般0.1-2mm，含量约为35～45%，局部含少量砾砂，含量约为20%，含粘性土为10～15%，厚度1.0～1.5m

8-2层：粘土

灰棕黄色，可塑，厚层状，粘塑性好，局部含少量粉土，干强度高，韧性硬，揭示厚度0.7～12.6m

8-2a层：含碎石粘土

灰绿色，可塑，厚层状，下部含少量铁锰质斑点，碎石粒径一般 2.0-5.5cm，含量约为40-50%，含少量砂颗粒，次棱角状为主，成分多为中风化凝灰岩，干强度高，韧性硬，力学性质好，厚度0.4m

9层：粘土

灰色，可塑，厚层状，粘塑性较好，干强度高，韧性硬，物理力学性质好，揭示厚度1.3～3.9m

10-1层：强风化晶屑玻屑熔结凝灰岩

蓝色，绿色，局部黄色，浅紫色，质较软，岩样呈碎块状或短柱状，一般3-6cm，强烈风化

10-2层：中风化晶屑玻屑熔结凝灰岩

紫黑色，浅白色，质较硬，中等风化，凝灰质结构

②、气象水文条件

本工程区域位于大陆东部亚热带季风气候区，风向主要表现为季风特征，冬季雄性不盛行偏北风，夏季多偏南风。

一、气温：

多年平均气温16.9°C

多年极端最高气温34.7°C（1966.8.4，1978.8.1）

多年极端最低气温-5.4°C（1967.2.6）

多年最高月平均气温19.8°C

多年最低月平均气温14.8°C

二、降水：

多年平均降水量1461.6mm

历年最多降水量1786.0mm

历年最大一日降水量255.2mm

多年平均降水日数≥154.5天

多年平均日降水≥25mm的天数为12.8天

三、风况：

本工程区域位于大陆东部亚热带季风气候区，风向主要表现为季风特征，冬季雄性不盛行偏北风，夏季多偏南风。常风向为N，强风向为NNE和E。

三、施工技术方案

水上打桩工艺流程详见《水上打桩施工工艺流程图》。

水上打桩施工工艺流程图

1、施工许可证

施工许可证正在办理之中，目前已经向海事提交了办理许可证所需要的资料。

2、水上沉桩

①、钢管桩和PHC管桩的制作和运输

a．PHC管桩委托具有相应资质，并具备水上落驳条件的国鼎（南通）管桩有限公司进行预制，制作完成后按照项目部编排的沉桩顺序表进行落驳。

b．桩驳图根据现场沉桩顺序绘制，遵循“一驳桩以先打后装，后打先装”的原则，避免翻桩。每驳叠放不超过3层，且同一层内，先用的放在两侧，后用的放在中间。按这些原则进行装船，不仅使用方便，还可防止装卸时，因“偏载”而发生海事事故。

c．装载量不超过甲板驳装载量的70%，保证航行安全。

d．底层为多支点搁置，搁置点设置在吊点位置，垫楞要在同一平面上，底层以上各层桩采用木楔支垫，支垫要在同一垂直线上；要求桩驳完成后，管桩稳固，无活动现象，同时，用钢丝绳张紧固定，避免运输过程中造成PHC桩的损坏。

e．PHC桩运到工地后由质量员会同监理对桩的规格、桩身质量进一步作全面的检查，

对不合格桩不得用于沉桩。

②、沉桩

●打桩船的选择

本工程最大桩长为74米，选择适合本工程施工需要的打桩船，拟选用海和桩1#打桩船：船舶性能：桩船型长48m；宽16m，打桩架高78m。

●锤型选择

打桩锤的选择按以下两个原则选用：一是桩身锤击应力控制在桩身材料强度的允许范围以内；二是保证工程桩打到设计要求的标高或设计要求的承载能力。本项目根据图纸要求，选择MB-80柴油锤。

●桩驳选择

根据图纸所示桩长、桩型和桩重量，选择满足运输过程和在该区域锚泊稳定性要求的桩驳。

●运桩驳就位

●吊桩

海和桩1#吊桩时，船头转到运桩驳一侧，采用六点吊起吊。桩吊起后，立桩，同时将桩架立直。

●抛锚定位

根据打桩船上GPS定位系统显示的数据，打桩船由拖轮拖到施工地点附近，进行粗定位。下插定位桩，抛锚，抛锚定位见下图所示。

海和桩1号打桩船抛锚定位示意图

桩位控制

桩进入桩架后，操纵室通过观察桩架上的角度测量仪调整桩架的倾斜度，以使桩身斜率符合设计要求；再根据预先输入的单桩平面扭角（方位角）、平面坐标，依据船上专用的GPS定位系统显示的图形和数据，通过调整船位的方法，使桩到达设计位置，同时施工人员通过高频电话与岸上测量人员进行桩位比对。

GPS系统平面定位精度为±10mm、高程控制精度为±15mm（距基站2km内时）。

本工程沉桩定位主要采取正交控制，在受施工条件限制的情况下采取任意角交会控制，同时海和桩1#打桩船配备了GPS测量控制系统，双重控制，确保沉桩定位准确。。

a.正交及任意角交会控制

圆形直桩定位见下图所示。

圆形直桩、前方交会定位

圆形斜桩定位见下图所示。

为提高桩位精度，采用精确法计算斜桩定位放样角，每根斜桩建立如图所示的x’oy’坐标系，通过坐标转换，计算控制点i在各x’oy’坐标系的坐标值，通过计算机进行数据处理。

圆形斜桩、前方交会定位

b.GPS比对测量

GPS RTK定位精度（平面位置和高程）已达到厘米级，可以满足沉桩精度要求；利用GPS RTK定位技术进行沉桩定位测量具有定位方便、速度快的特点，可实时提供放样点的三维坐标且不受天气影响，可全天候作业，在外海水域作业优点突出。通过GPS RTK 粗定位，与岸上前方交会测量数据比对，做到平面定位双重控制。

利用该系统进行打桩定位，其控制过程如下：

A. 系统设置和调试

打桩船到达沉桩位置后，首先对船载GPS海上定位系统接收施工现场基准站提供发射的数据链的情况进行调试准备。将接收机、流动站电台、手薄按要求设置后，利用陆地上提供的控制点进行检测，其平面定位精度按下式估算：

m=±√（m站2+a2+(b×D2）)

m ———预估的RTK测量点位置中误差。

m站———基准站GPS平面控制点位中误差，B级网最大取 10mm。

a ———RTK测量仪器标称精度水平固定误差，Trimble 5700 GPS为10mm。b———RTK测量仪器标称精度水平比例误差，Trimble 5700 GPS为1ppm。

D———基准站到流动站距离，本工程取2km。

将以上数据代入上式得到m= ±10mm，即一次RTK测量的平面点位误差精度，取它的两倍中误差作为一次RTK测量的限差要求，可满足施工沉桩精度要求。如不满足要求，应检查出原因，重新检测，直到满足要求，才能用于打桩控制。

B. 定位数据的计算准备

打桩前，根据设计图纸计算出每个墩的所有桩在设计桩顶标高处的平面坐标，桩的方位角等定位数据，并根据打桩船预定的抛锚位置，计算出桩船各锚的锚位坐标，以作桩船抛锚定位使用。所有定位数据计算后都必须有专人复核，确认无误后，方可使用。

C.打桩船就位

为了打桩时，打桩船上各锚缆互不干扰，合理分布，同时保证船体的稳定性，桩船到达打桩的桩位时，根据各锚的锚位坐标，在抛锚艇上以RTK测量方式进行各个锚的定位抛锚。

D. 桩的定位下沉

将先前计算好的各桩的桩号、X坐标值、Y坐标值、船位角度、桩倾斜度和Z坐标值输入Microsoft Access数据库，打桩时从该数据库中调用所打桩的定位数据，经核对，确认无误后，启动监测程序，开始监测船位，屏幕上显示出桩的偏位图，移船方向和移

动的量值，按照监测显示的图形和数据移动桩船向预定船位靠拢，直到当前船位与预定船位的横向和纵向差值小于5cm，同时扭角小于0.5度时，与前方交会人员数据比对，正确后下桩，压锤。开锤前，记录并打印开锤前的数据，然后开始打桩。打桩过程中，该系统自动记录锤击数，桩顶标高并显示最新50锤的平均贯入度。当桩顶标高达到设计标高后，自动停锤，记录并打印此时的偏位情况。

●锤击沉桩

桩就位后，将打桩船的定位桩插下，以保持桩位和船体稳定。桩自沉稳桩，同时监测桩位的变化，如果桩位变化超过允许的误差范围，立即停止桩的下沉，将桩拔起，查明原因，重新定位。

稳桩后压锤，待桩不再下沉后，查看桩位是否符合要求，如果桩位变化超过允许的误差范围，立即停止桩的下沉，将桩拔起，查明原因，重新定位。桩在压锤稳定后，松开抱桩器，启动液压锤，沉桩。开始时要重锤轻打，以防溜桩，待贯入度正常后，再逐步加大能量。在沉桩过程中，如出现贯入度异常、桩身突然下降、过大倾斜、移位等现象，应立即停止沉桩，及时查明原因，采取有效措施。

根据本工程现场实际情况，由于前期防波大堤的建设，栈桥前2排沉桩存在抛石情况，极易出现溜桩情况，万一出现了溜桩要立即停锤，不得跟打，同时检测桩的桩位情况。

●停锤标准

本工程的停锤标准暂定如下：

a．桩顶标高达到设计标高，且最后10击的平均贯入度小于20mm/击。

b．当最后10击的平均贯入度小于5mm/击，且桩顶标高不大于设计标高3m时，持续锤击100mm或30~50锤，且贯入度无增大的趋势。

c．最终锤标准经试打桩后确定。

●沉桩施工操作技术要点

a.打桩船打桩前要认真核对桩的规格型号，检查桩身的外观质量。

b.PHC桩采用六点吊并设立桩钢丝扣。

c.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，必要时进行局部改造和增加备用数量

d.开锤前应检查锤、替打与桩是否在同一轴线上，避免偏心锤击，造成桩顶变形。

e.桩自沉、压锤、开锤过程中不得移船校正桩位避免造成断桩。

f. 沉桩过程中若发生异常情况，如桩身破裂及贯入度反常等，应做好详细记录并及时与设计联系。

g.沉桩过程中随时注意检查桩锤、替打和桩架龙口，发现问题及时处理。

h.严格执行沉桩停锤标准，沉桩施工中如出现贯入度反常、桩身突然下沉、过大倾斜、移位等现象，均应立即停止锤击，及时查明原因，采取有效措施。

i.按照要求做好打桩记录，每天施工完毕上报工程师。

j. 本工程桩基动力检测按《港口工程桩基动力检测规程》（JTJ249－2001）执行。检测位置可根据现场施工情况由监理工程师确定。

k. 基桩沉桩后，应及时用夹桩，使其连成整体。防止桩顶位移或桩身倾斜而影响工程质量，基桩桩身严禁带缆，在沉完的基桩区域四周应设置明显标志，夜间设置红灯，白天挂旗，以策安全。

④、PHC管桩质量检测

根据《港口工程桩基动力检测规范》（JTJ249-2001）进行动测，根据图纸要求，本工程PHC管桩高应变动力检测数量为13根；低应变动力检测数量为总桩数的60根。四、施工进度计划

根据现场实际情况，南栈桥沉桩拟在2010年4月18日开始。附属房建平台、码头第一分段沉桩拟在4月25日开始，码头第二分段、北栈桥沉桩拟在5月25日开始，码头第三分段沉桩拟在6月26日开始，整个工程PHC桩沉设拟在7月31日结束。具体情况见附表。

五、质量保证措施：

1、沉桩过程中做好详尽的锤击沉桩记录，其要求是：

●锤击记录应分阵次，阵次划分以桩身每下沉1.0米为准。当桩端进入硬土层

时，取0.5米为一阵。当桩端接近控制标高0.5米范围内，取0.1米为一阵。

●最后贯入度可按最后0.1米或最后10击的平均每击下沉量为准。

●对沉桩过程中发生的异常现象，如断桩、桩身破损、溜桩、贯入度反常和桩

周冒泡等均须记录。

2、沉桩后桩顶允许偏差：）

直桩：允许偏位±100毫米；倾斜度偏差1%。

斜桩：允许偏位±150毫米；倾斜度偏差1%。

3、桩打入后，不得利用船体强行纠偏，以免损坏桩体。

4、沉桩遇有下列情况之一时，必须立即停锤，分析原因，采取措施，方可继续

沉桩：

●桩身突然下沉或严重倾斜；

●桩身裂缝或桩顶严重破碎；

●桩周大量涌水；

●锤击贯入度小于3mm。

5、对已沉好的桩加强保护，尽快夹桩形成整体，设立警示灯，安排人员和船只

进行巡逻检查。

6、当桩尖进入软土层时，控制好锤击能量，出现溜桩现象时，必须立即停止锤

击，不得跟打。

7、在施打斜桩时，要加强前、后穿心缆的力量调节，避免船体纵向移动，造成

偏心锤击。

8、桩运至现场后，做好桩的质量验收，对存在质量问题的桩，必须退回，不得

在工程中使用。

9、严格根据打桩船的抗风浪能力安排施工时段。同时密切注意天气预报，在大

风浪来临之前做好施工船舶的避让工作。

六、安全保证措施

1、所有施工管理及作业人员必须持证上岗，特殊工种人员必须持有相应的安全

操作证及技术操作证。施工前对所有的施工人员进行安全技术交底。

2、所有施工人员进入施工现场必须戴好安全帽，水上作业必须穿好救生衣，高

空作业须系好安全带。上船前严禁饮酒。

3、船上配备一定数量的消防器材，并定期进行防火安全检查，及时消除火灾隐

患。注意用电安全，电箱和配电板及用电方式均符合安全要求。

4、沉桩等大型船舶设备施工前必须与海事部门即时联系，发出航行通告，制定

切实可行的安全技术措施，确保施工水域安全。

5、在进行沉桩施工时，打桩船挂好信号、信号灯，通知过往船只。沉桩必须有

专人指挥，分工明确，统一信号。

6、严格根据打桩船的抗风浪能力安排施工时段。密切注意天气变化情况，在大

风浪来临之前做好施工船舶的避让工作。

7、本次沉桩施工拟配备1名专职安全员陈志福。

七、环境保护措施

1、在施工作业船上设置“环保厕所”（干厕），粪便定期收集运至岸上生活区化

粪池，统一处理。

2、禁止使用一次性塑料餐具，防止白色污染。交通船舶、施工机械产生的废油

料及润滑油等，必须集中收集运至岸上业主指定的弃土场深埋。

3、生产用油料必须严格保管，防止泄漏，污染江水。

4、施工作业船舶必须设置油水分离器，船舶舱底水含油量≤15mg/L时，方可排

放。

5、水上施工人员的生活污水，用固定容器收集，定期由驳船运至岸上，采用“动

力地埋式生活污水处理设备”处理。

6、施工用船舶，靠泊时禁止鸣笛。

7、在水上施工平台设置若干个垃圾桶，集中贮放生活垃圾，定期由驳船运至岸

上垃圾场深埋。

8、船舶上的生活垃圾，亦须袋（桶）装，集中运至岸上垃圾场处理。

八、主要施工机械配备表