码头工程水上钢管桩施工技术解析

码头工程水上钢管桩施工技术解析

丁锐

中交第一航务工程局天津深基工程有限公司

摘要：最近几年，伴随着国民经济的持续发展，目前，我们国家的贸易额也在持续扩大，各种形式的国际贸易也在变得更加活跃。而海运是国际贸易中最基本也是最重要的一种交通工具，也是最重要的一种交通工具，它的重要性是毋庸置疑的。该项目的实施，可为港口的停泊和航运事业的发展提供良好的场地，促进航运事业的健康发展。在目前的港口码头建设中，广泛采用的是钢管桩施工方法，与其它形式的地基施工技术比较，在工程成本、工艺操作、适用范围等方面都具有较大的优越性，因而在目前的港口码头工程建设中具有无可取代的重要性。本文结合具体的案例分析了码头工程水上钢管桩施工技术，对于实际施工起到参考作用，保障整体码头工程的施工质量。

关键词：码头工程；钢管桩；施工技术

钢管桩是一种常见的码头桩基结构形式，具有造价低廉、实用性强、方便快捷等诸多优势，在目前的码头桩基建设中有着不容忽视的地位。在普通的码头建筑项目中，钢管桩的施工通常都是在水中进行的，不能像在陆地上一样，通过各种监测、勘察手段，来实时地检查施工质量。在码头项目中，钢管桩施工具有很强的隐蔽性质，所用的设备多为打桩船、运桩船等大型船机设备，施工难度较大，并且对施工技术的要求也很高。所以，要想提高整个码头项目的质量，就需要对钢管桩打设过程进行相应的监控和控制，全面提高整体施工质量。

一、工程概况

阿尔及利亚斯基克达油气港改扩建工程项目供需新建4个码头，其中M3和P4泊位为高桩墩台结构，通用泊位和拖轮泊位是高桩梁板结构码头，码头平面位置图如下，本工程共有钢管桩402根。

码头平面布置图

二、码头工程水上钢管桩施工技术

（一）钢管桩制作和运输

本工程钢管桩所用钢材符合BS EN 10219-1:2006的标准钢级S420 MH，主要力学性能见下表。桩的钢质等级必须提交经认证的检测证书。

钢级S420 MH

本工程钢管桩所用钢材为BS EN 10025的S420 MH，其质量符合欧标BS EN 10025-1:2004、BS EN 10027-1:2005、BS EN 10079-2007的规定。焊管桩的所有焊缝均为全熔透对接焊缝，除连续制管工艺外，每条焊缝的起点处和终点处均采用加长板进行纵向焊缝，将相同或不同壁厚的桩段拼接成完整桩，并在打桩前进行。所有的周向对接焊缝都应有一个弯曲到桩型的垫板和安装的桩接头，以确保在准备好的熔接面之间形成全熔透焊缝。

焊接要求遵照BS EN 1011-1:2009规定执行。对焊缝应进行超声波和射线照相等无损伤检测，对所有周向对接焊缝90%超声波检测和10%射线照相检测。咨工还将进行10%纵向纵焊缝的x射线检测，检测应符合BS EN ISO 17640的标准。

钢管桩表面喷砂除锈Sa 2½按照BS EN ISO 12944–4进行，除锈后涂刷油漆系统符合BS EN ISO 12944-5:2007中的相关要求。公称干膜厚度L1为600微米，L2为350微米，涂层保护年限15年。Φ1600mm及以上直径的钢管桩设吊耳板。钢管桩出厂前检查出厂合格证并进行外观检查。

钢管桩采购业主指定分包商目录中土耳其阿赛洛公司（ArcelorMittal），整桩海运至施工现场。

（二）测量控制

在这个项目中，主要是利用打桩船自身携带的 GPS来进行沉桩的平面定位和高程控制。在此之前，需要用到岸边的测量仪器进行复查，当复查的位置精度达到了要求之后，就可以不用岸上的测量仪器了。经实测校核，桩身位置平面偏差符合设计规定。在沉桩之前，先对钢管桩粗定位，然后将定位桩的中心坐标、倾斜度、标高等参数输入到系统的计算机中，再以 GPS的位置数据为基础，对船舶进行移动，对桩架进行调整，并对船体进行稳定，与此同时，可以将实时的桩平面位置、偏差等信息，都可以在系统计算机上同步地呈现出来。在打桩船到位之后，要利用全站仪进行交会测量，同时还要对打桩定位系统进行检查，以保证打桩的精确度，由监理工程师在现场进行复查，在确定没有问题之后，才能进行打桩施工。

（三）吊桩及下桩

当钢管桩被运送到现场之后，以吊耳的设置为依据进行起吊，使用两点吊装的方式，利用主、副钩来吊起钢管桩，同时使用双主钩来进行立桩，将桩顶下面的吊耳绑在另一个主钩上，并将其扣紧。在打桩船就位之后，钢管桩要慢慢地进行下桩，不准有任何的急刹，还要对背板进行检查，防止在下桩的时候，因为上面浮而造成桩或背板的损坏，要及时地微调桩架，使架、桩始终保持平衡，如下图。在进行吊装工作的时候，要有一名专门的指挥员对其进行指导，对特殊的工作人员要有证书，对吊装区域要有标志和警戒线，在起吊过程中，指挥员要对所要吊起的物体保持高度的警惕，不能让任何一个工人站在所要吊起的物体下面。在吊装过程中，要对钢管桩的重心进行合理的控制，以避免其摇晃、坠落，从而对人身和机械设备造成损害。

钢管桩吊桩

（四）沉桩

在施工之前结合桩位图确定沉桩顺序，综合分析船机性能和地形等条件，确定船体和锚缆是否发生碰撞问题，如果存在这一问题，需要立即联系设计人员共同处理问题。在移船过程中，避免锚缆出现绊桩问题，在桩体上标记标高控制的标志。

当钢管桩开始施工的时候，首先要启动打桩船主机，将钢管桩水平起吊至沉桩区域，之后再慢慢地将钢管桩起吊至垂直的位置，测量人员会进行测量和控制，从而对钢管桩进行初步的定位。当钢管桩达到设计位置之后，操作人员会打开抱桩器，并进行准确的定位和下桩。当桩尖深入土层2-3 m后，会停止施工，对钢管桩的倾角和位置进行修正，之后会持续沉桩，直到桩体不再下沉。在钢管桩稳桩后，进行压锤并持续沉降，直至钢管桩在重力的影响下不再沉降为止，并且要保证桩锤、替打和钢管桩的轴心在同一直线上，防止出现偏心锤击。在检查并确认无误之后，才会启动桩锤，开始打桩，并逐渐提高锤击能量，一直到钢管桩达到设计标高，或者是在控制贯入度时，才会停锤。在沉桩的时候，如果出现了突然下降、倾斜过大、或出现了不正常的情况，要马上让施工暂停，并找出造成这种情况的原因，在需要的时候，还需要拔出桩，重新定位，再进行施打。

在这个工程中，管桩的沉桩主要是以标高控制为主要内容，对贯入度检核，停锤的标准具体有以下几个方面：1.在桩顶标高超过1 m以内，贯入度达到10 mm的时候，可以停锤。2.在桩顶高度超过2米，入水深度低于5毫米的情况下，连续敲打50下，如果没有明显的增加，就停止敲打。3.按桩位的要求，按桩位进行调整，如超出以上要求，需报设计及监理单位研究，按设计单位及监理单位的要求，可按试验情况，按设计人员及监理人员的要求，对按桩的要求进行调整。

（五）试打桩

在正式进行沉桩之前，要进行试桩，为了降低资源的浪费，将试桩的桩基布置在设计桩位上。在试打桩的过程中，要根据现场条件，选择两根桩展开高应变动态检测实验，在沉桩之前，在钢管桩的轴向上设置传感器，对沉桩过程中以及后期休止期的桩身完整相、压缩量、内力分布、桩身动态应力应变、侧向土压力等指标进行高应变动态检测实验。第一次捶击后5米，每1米为第一次捶击的静态土阻数值，第一次捶击与第二次捶击的间隔时间需要超过3天。

（六）保护

为了降低水流、风浪和潮流等因素对钢管桩沉降的影响，采用了夹桩的方法。用制作好的钢抱套在已沉钢管桩上，抱外包6 mm厚橡胶，固定在标高后，用型钢、对拉螺杆将群桩和抱连接为一个整体。在恶劣的气候下，周围的船只都会到吕四港避难，所以在桩基的安装和修筑结束后，都会在周围放置浮标，以确保有一个安全的距离。在浮标的顶端，要装上一盏警示灯，它的亮度要高，能量要长，而且要有各种不同的色彩，而且要在浮标的中间，要插上一面三角旗，这样才能起到警告的效果，同时也可以防止船只发生抛锚等问题，否则将会损坏钢管。

三、码头工程水上钢管桩施工安全管理措施

（一）加强员工安全培训

新入场职工必须经公司级、项目经理部和班组现场三级安全教育后，经过考试及答卷考核，并填写《人场人员三级安全教育卡》及履签各项入场手续后方可上岗作业。 特种作业人员，必须按照国家有关法律、法规的规定接受过专门的安全培训，经考核合格，取得特种作业操作资格证书后，方可上岗作业；入场后，安全管理部门组织安全教育和操作规程专项培训，并由所在班组班组长进行技能鉴定，具备相应技能水平方可独立上岗作业。

结合项目部生产特点，对全员进行雨季施工、夏季施工、冬季施工、工程开工前等不同类别的经常性职业健康安全环保教育培训；项目负责人每半年至少进行一次安全授课，安全总监每季度至少进行一次安全授课，其他党政领导在职工大会、班组培训会上带头宣讲安全知识；安管人员在现场利用工闲时间对作业人员进行安全知识宣讲。

将BIM技术与安全生产进行深度融合，全面提升安全信息化水平针对预制和安装施工流程，项目部积极研讨BIM技术应用，开展以BIM为手段，结合施工危险分析对属地劳工进行培训，从而更有效的提高属地化管理水平。

每日上工前由施工班组长组织班前安全教育，讲解当日施工任务、施工安全注意事项等内容，有效的加强人员安全生产意识；同时每周定期组织召开大班前会，传达近期安全生产文件，并对一周班组安全活动进行总结，对下周的安全工作计划进行部署，达到有效提高施工班组的安全意识和对安全生产形势及时掌握。

（二）加强安全检查

坚持“安全日常巡查、专项安全检查、月度综合大检查”针对隐患，重点分析隐患类型、隐患区域、隐患出现的周期等，结合分析结果，制定隐患整治方案，尽可能从根本上治理隐患。协助业主及政府有关部门对工程施工进行安全检查，并根据检查结果及时进行整改。

结束语：

因为钢管桩的施工难度比较大，要求施工单位结合码头工程的特点深入分析钢管桩施工技术，同时需要做好安全管理工作，顺利完成施工任务，保障码头工程的施工质量和安全性，推动社会经济可持续发展。

参考文献：

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