建筑与发展 ・工程实录 ＧｏｎｇＣｈｅｎＳｈｌ Ｌｕ １６２・ ＪｉａｎＺｈｕＹｕ ＦａＺｈａｎ 宁波象山港公路大桥海上沉桩施工工艺质量控制 葛美玲 宁波海力工程发展有限公司 ３１５０００ 【摘要】文章以宁波象山港公路大桥海上沉桩施工工程为案例，分析了工程的特点和难点，并就海上运桩、测量控制、沉桩施工工艺等环 节作详细阐述，为工程大桥施工质量提供可靠的质量保障， Ｉ关■词】大桥；海上沉桩；测量；施工 目Ｉ盲 为了加快宁波和周边城市的经济发展，所处海边特殊位置的宁波 象山港公路大桥是浙江水路交通的纽带，本次桥梁的施工因受到潮汐、 水文、风浪、海底地质条件居多因素的影响，给施工带来相当大的难 度，百年大计，质量为本，文章就本次工程海上沉桩施工质量进行了 全程控制管理，以期为国家交付一份满意答卷。 １工程概述 宁波象山港公路大桥及接线工程是浙江省水路交通“十一五”期 间规划建设的沿海高速公路（甬台温复线）和宁波市高速公路网的重 要组成部分。路线起点位于鄞卅Ｉ区云龙镇，与宁波绕城高速公路云龙 枢纽互通立交相接，向南经鄞州区栎斜、管江、里蔡，在横山码头和 西泽码头西侧以桥梁方式跨越象山港，路线全长４６．９２９ｋｍ，其中，象 山港公路大桥长６．７６１ｋｍ，如图１。 圈１象山港公路大桥全■圈 ２一点（关键）和难点工程的施工方案、方法及其措施 根据本工程距离海岸较远的特点，采用ＧＰＳ系统进行沉桩测量定 位。正式沉桩前需进行试桩，需要完成动力测试和打桩应力测试的内 容。本工程桩基施工在外海作业，钢管桩沉桩后斜桩悬臂端较长，并 受水流、风浪、潮流的影响，打完桩后必须立即进行夹桩施工。 ３沉桩施工工艺（如田１） 图１施工工艺流程圈 ３．１沉桩测量定位 根据本工程距离海岸较远的特点，采用ＧＰＳ系统进行沉桩测量定 位，利用ＧＰＳＲＴＫ系统进行海上沉桩定位： １）打桩船布设２个流动站，于船纵横轴线或平行线上，代表船 位和方向，以Ｒ］１Ｋ作业模式，实测该船２个固定点的三维坐标，通过 ＧＰＳＲＴＫ打桩定位工程软件将基准站ＧＰＳ坐标系统转换为大桥工程坐标 和８５国家高程。 ２）通过各种传感器，测出桩到２个固定点的相对距离、桩架倾斜 度及其与桩船纵（横）轴线水平夹角、桩顶标高等数据，利用打桩定 位软件计算桩在设计中心处的设计坐标及偏位、扭角、倾斜度、桩顶 （尖）标高等，并自动记录锤击数、计算每１０击的平均贯入度。 ３．２钢管桩运输 １）运桩驳船选择 钢管桩长度８２ｍ～９２ｍ，直径１．６ｍ，重量６８—７５．８ｔ，运桩船选定为 长ｘ宽×型深分别为８５×１６ｘ４．０ｍ和８２．５×２０×４．０ｍ。由于钢管桩制 作场距离沉桩现场距离较远，水上运输时间较长，为了保证沉桩进度， 拟采用２艘方驳运输。 ２）运桩驳船加固改造 由于钢管桩尺寸长、重量大、易滚动且涂有防腐层，为确保运输 安全及钢管桩防腐层不致损坏，须对驳船进行加固改造。在驳船甲板 上设置稳桩支架，按２—３层布置，支架用型钢制作，桩间用枋木支垫隔 开。钢管桩支点处甲板须进行加固处理，支点间距８—１蘑 ０ｍ。 ３）钢管桩装船 利用９标码头吊机直接吊桩上船，采用４吊点，桩在船上的固定方 法如图２。 一蜜一 趣一 篓塾星 ：：墼亘塑： 叁墨 璺 圈２铜管桩的运输固定示意圈 ３＿３沉桩施工 一 ３．３．１沉桩顺序 按照“海中墩位优先施工”原则，打桩船在墩号Ｐ２３一Ｐ２０、ＰＩ４一 Ｐ１９、Ｐ３２一Ｐ３４、Ｐ５３一Ｐ５５、Ｐ３５一Ｐ３８、Ｐ５６一Ｐ５７、Ｐ３９一Ｐ４３依次进行沉桩， 然后在施工区域内“由北向南”推进。考虑不影响航道，优先墩选定 为Ｐ２０、Ｐ３４、Ｐ５５。各墩位沉桩时沿“横桥向由西向东”即由上游向下 游方向进行作业。 ３－３．２打桩船选择 为了保持打桩船的稳定，船上配置了四根１．５ ｘ １．５×３０ｍ的定位 桩。在风速小于１６ｍ／ｓ、浪高小于２．５ｍ时可进行施工作业。沉桩最大直 径为由２５００ｒａｍ、最大桩长８０ｍ＋水深、最大桩重ｌＯＯｔ，仰、俯桩倾角 范围±２０。。该船在船首、船尾分别配置了５０ｔ绞车６台和４台，每台 绞车均配置ｌＯｔ铁锚。船上配备ＧＰＳ沉桩定位系统。 该船配有自动撤退装置，在没有外部动力时，可在一定范围内自 身移动。该打桩船配备双作用ＩＨＣＳ一２８０液压锤（荷兰），液压功能采 用电气控制和监控，全封闭壳体，适合海上水下作业，满足沉桩需要。 该锤打击能量由活塞顶部气压形成的加速度（最大加速度２ｇ），使锤最 工程实录 ＧｏｎｇＣｈｅｎＳｈｌ Ｌｕ 建筑与发展 Ｊ ＪａｎＺｈｕＹｕ ＦａＺｈａｎ ・１６３・ 适于打钢管桩。在打斜桩时，通过增大锤芯活塞头上气压补偿重力能 量损失。 ５）锤击沉桩 ３．３＿３钢管桩沉放 由于外海宽广，沉桩前拟将打桩船就位于桥轴东侧。根据打桩船 上ＧＰＳ定位系统显示的数据，打桩船由拖轮拖到沉桩区附近，进行粗 定位。下插定位桩，由５０ｔ抛锚挺，顶水抛锚。抛锚位置（以哑铃形墩 为例）如图３所示。必要时，可抛两个前进锚和两个尾锚。 要重锤轻打，以防溜桩，待贯人度正常后，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。 ６）沉桩时机的选择 每天涨落潮、流速、风力变化很大，应根据沉桩船的性能，选择 下桩时机。海力８０１＃选择流速≤２．５ｍ／ｓ，风力≤７级，波高小于２ｍ的 时机进行，吊桩和进龙口不受高流速的影响。 ７）停锤标准 设计要求沉桩以标高控制为主，贯入度校核。如桩顶未达到设计 标高，而贯入度较小时，应会同有关部门研究确定处理。如桩顶达到 设计标高而贯人度很大时，应继续锤击，但应考虑水位影响，同时会 同有关部门共同研究。沉桩停锤控制标准见下图沉桩结束时，测定桩 顶高程和偏位并做记录。 ８）沉桩质量控制标准（如表１） 序号 １ 项目 规定值或允许偏差 检验方法或频率 查沉桩记录 用ＧＰＳ测量 吊线用钢尺量或 用测斜检查， 抽查１０％且不小 于１Ｏ根 桩尖高程（ｍｍ） 符合设计规定 或最后贯入度（ｍｍ／击） 置（ｍｍ） ≤ｄ／２．≤２５０ｒａｍ ２ 设计标高处桩顶平面位 边桩≤ｄ／４、中桩 圈３海力８０１＃沉桩抛锚示意圈 直桩 ｌ％ ±１５％ｔｇ ０ （１）运桩驳就位 待打桩船锚抛好后绞缆，桩驳移靠打桩船，下定位桩系缆。 （２）吊桩 吊桩时，采用全旋转桩架旋转到桩驳一侧，检查吊耳后，采用四 点吊吊桩。起吊后。旋转到船首部，桩位立桩，将架立直。抱桩器抱 桩，提升桩使桩顶套进替打。 （３）钢管桩定位 操纵室通过控制桩架角度测量仪调整桩架倾斜度，使桩身斜率符 合设计要求；根据预先输入的单桩平面扭角（方位角）、平面坐标，依 据Ｃ．ＰＳ定位系统显示的图形和数据，由旋转桩架、调整船位，使桩定 位。 ３ 倾斜 度 ３．４夹桩施工 斜桩 １）挂篮挂在钢管桩上，作为夹桩作业的工作平台。测量桩间距 离，确定槽钢长度，在多功能船上加工后由夹具吊到桩顶按照桩顶连 接设计要求作业，使桩间联接成稳定的整体。 ２）根据进度要求，配置３Ｏ个墩位的夹桩材料，周转使用。夹桩 在钢吊箱安装前拆除。 ３）夹桩安装图见图５。 （４）沉桩 桩就位后，插下定位桩，保持桩位和船体稳定。桩自重下沉并稳 桩，同时监测桩位变化，变化超过允许误差范围，立即停止自沉，将 桩拔起，查明原因，重新定位。 稳桩后压锤自沉，待桩不再下沉后，查看桩位是否正确。桩在压 锤稳定后，松开抱桩器，启动液压锤，沉桩。在沉桩中，如出现贯人 度异常、桩身突然下降、过大倾斜、移位等现象，应即停止沉桩，及 时查明原因，现场商定，采取有效措施，如图４。 田５夹桩平面示意圈 ４结语 综上，本工程桩位采用ＧＰＳ定位技术与常规测量方法（极坐标 法）相结合的测量定位方法；选择每天落潮后，流速、风速、波高较 小的时机进行沉桩工作；根据本工程钢管桩桩身长，打桩时桩的自由 长度大的特点，制订合理打桩工艺，保证沉桩时桩身稳定，并避免偏 击；对覆盖层较厚的软弱土层，采用小能量试打，防止溜桩事故的发 生，工程质量也得到了良好的保障。 参考文献： 【１］全旋转打桩船“海力８０１”超长超重钢管桩沉桩技术；王永东； 杨胜龙中国港湾建设２０１１－０４—２５，１－５２ ［２】应变测量在海上桩基静载试验中的应用；裘惠民；曹胜敏港工 技术２０１１—０６—１５ 图４海力８Ｏｌ＃ＧＰＳ定位系统布量示意圈 ＧＰＳ系统平面定位精度为±５０ｒａｍ、高程控制精度为±８０ｒａｍ（距 基站２５ｋｉｎ内时）。