混凝土管樁水利工程研究

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1工程概況

某水利樞紐工程是一座集排洪、排澇、防洪潮、灌溉及通航于一體的水利樞紐工程，工程由水閘、船閘以及泵站組成，本次設計是重建水閘、增建泵站、按原規模加固船閘。水閘防洪標準為防50年一遇洪(潮)水位設計、歷史最主水位校核;水閘排水(洪)標準按30年一遇圍內洪水設計;船閘級別為IX級，設計通航20噸船只;堤防按3級堤防工程、防30年一遇洪潮水位設計。根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252－2000)確定該水利樞紐工程為II等大(2)型工程，主要建筑物級別為2級，次要建筑物級別為3級，臨時建筑物級別為4級。重建水閘設計排水流量為131.8m3/s，閘室總凈寬為24米。新增泵站設計排水流量為44m3/s，新增泵站建成后，樞紐泵站總設計流量增至60m3/s。船閘通航標準為20噸，閘室尺寸為60×12米。

2預應力混凝土管樁施工工藝

2．1概述。(1)本工程基礎采用是PHC預應力混凝土管樁，樁端持力層為中粗砂層，持力層土的極限端阻力標準值qpk=9500Kpa，樁端進入持力層內的深度不小于1.5d，樁規格為PHC管樁(AB型，t=125mm)，樁長按施工圖中每個部位標注為準，整個工程共793根樁。其中船閘部分預應力管樁為417根，采用靜壓法施工;水閘和泵站部分預應力管樁為376根，采用錘擊灌入法施工。(2)試樁數量。下閘首試2根，船閘U型槽、空箱WK1、扶壁擋墻FW1各試1根，共5根。(3)試樁地點選擇。根據設計及現場實際情況，初步在下閘首CZ87#、CZ92#、船閘U型槽CZ156#、空箱WK383#、扶壁擋墻FW376#預應力管樁處分別進行試樁。2．2施工布置。(1)施工平臺:為保證樁機進場和施工，現場場地拆遷后，必須先填或挖施工平臺，平臺用砂壤土或山皮石，對有舊基礎或塊石，應先拆去，場地內雜物及其它障礙物必須清除干凈。施工地面高程比設計樁頂高程高出50cm。(2)樁機布置:閘底板管樁分三個大區，船閘為一個區，水閘為一個分區，擋墻部分為一個分區，樁機先船閘船室、上下閘首管樁，再施工水閘閘室部分管樁基礎，最后施工擋墻部分管樁，施工時按從中往兩側順序方向施工，每臺樁機應從每塊樁基礎中間向外施打，每個區邊緣的樁宜該區內其他樁打完并重新測定樁位后再施打。(3)施工采用系統供電。為保證施工連續性和保證工程質量，現場布置2臺150KW的柴油發電機組，不足部分自發電。2．3施工順序和進度計劃。根據工程總體安排和基礎開挖實際情況，本工程應在開挖后澆筑底板混凝土之前進行預應力管樁、板樁和攪拌樁施工，施工順序為先施工攪拌樁，后施工管樁和板樁，預應力管樁擬采用6臺三點支撐式履帶柴油打樁機。2．4施工工藝流程。在預應力管樁正式開工前按不小于1%工程樁數量且不少于3根進行試打樁。通過試打樁取得正式施打所需要的有關控制數據，尤其是需要送樁的貫入度控制值，試打樁應符合預應力混凝土管樁的施打要求。(1)測量放線:根據業主提供施工圖紙的座標，進行樁位放樣。測量放線由專業技術人員和技術工人按規范要求進行，并經監理復檢，確認后才進行施工。(2)樁機就位:樁機就位作業，做到就位準確，鋪墊穩固。打樁時如有位移或沉降，都應進行重新加固校正。(3)吊樁就位:按要求選定吊點吊樁，并十分注意保持平衡，不損壞樁身，做到準確就位。(4)垂直校正:樁機就位，并安好樁尖后，要用鉛錘線從正側兩個方向校正樁管，并用測斜器測定樁的傾斜角，確保成樁傾斜度符合設計要求。(5)錘擊(或振動)貫入:在正式初時用重錘輕打，待樁管垂直入土一定深度后，才按設計要求施打，并且管樁最后十擊貫入度不少于設計要求收錘。(6)管樁焊接接樁:吊入管樁并垂直校正后，進行焊接接樁，焊縫要連續飽滿、無氣泡、不咬邊。焊好后自然冷卻十分鐘才施打以保證焊接質量。(7)切除樁頭:開挖后，按要求切除多余樁頭，使之符合設計樁頂高程。(8)驗樁:樁基施工完成，分期分批組織設計、質監、監理驗樁。2．5質量檢查。(1)預應力混凝土管樁施工允許偏差:①樁位(縱橫向):d/4;②樁身垂直度:0.5%;③樁長:不小于設計值;④樁體有效直徑:不小于設計值;⑤單樁承載力:不小于設計值。(2)主要檢驗項目:試樁完成后要對單樁承載力和樁身完整性進行檢驗(不少于15d)。低應變檢測:檢測管樁樁身完整性。其原理是:通過在樁頂制造一個向下傳播的應力波，應力波遇到樁阻抗(ρcA)發生變化的界面便會發生反射與透射。當樁身某處阻抗變大(擴頸等)，便會產生與入射波反相的反射;當樁身某處阻抗變小(縮頸、離析、裂縫等)，便會產生與入射波同相的反射。比較反射波與入射波的相位、幅度大小，便可大致判斷樁身的完整性程度。由于此法產生的加速度在幾g左右，應變在10με左右，不可能調動土的阻力，因此不能檢測土的承載力。

3預應力管樁施工注意事項

具體如下:①采用適宜的樁帽和樁墊，導桿、樁帽和樁身必須在同一垂線上;樁帽與樁周圍的間隙控制在5～10mm之間;樁帽的上圍箍內嵌入豎紋硬木做成的“樁墊”，以減小樁頭的破損，樁墊厚度均勻且經壓實后的厚度不小于120mm。在施工期間經常檢查，當樁墊被打硬砸實或燒焦時應及時更換。施樁時靜壓力小于樁身材料的軸心抗壓強度設計值1000KN;②接樁時上下樁節必須接直焊牢，上下節的中心偏差≤5mm，節點彎曲矢高不得大于1/1000，且不大于20mm;③連續施工，中途不得人為停壓，確需停壓時盡量縮短時間。避免由于停歇時間過程中土的磨阻力增大影響樁機施工，造成沉樁困難;④壓樁過程中如遇有較難穿透的土層時，接樁宜在樁段穿過該土層后，選擇樁段長度時，應參考地質情況合理選擇;⑤管樁進水嚴禁施工，破損率控制在3%以內;⑥對接頭外露部分，在打入之前再次涂刷防銹涂料;⑦截樁嚴禁使用大錘硬砸，現將不需要截樁的樁身端部用鋼抱箍抱緊，然后沿鋼箍上緣鑿槽打穿后，用錘打下，用氣割法切斷鋼筋。

4預應力管樁施工質量保證措施

(1)嚴格質量負責制，做到分級、分層負責，各個工序、環節誰主管誰負責，機長、班長對本機組、班組的施工質量負責，專業技術人員檢查督促，技術負責人對樁基施工質量負責，并為質量責任的執行人，項目經理對整個工程質量負全責。嚴格按設計要求及《規范》要求施工。(2)樁基施工以創優質工程為目標，做好內部技術交底工作，及時做好技術資料的收集、整理、上報工作。(3)在正式開工前，按設計要求抽取一定數量的樁進行試打，取得正式施打所需的有關控制數據，尤其是需要送樁的貫入控制值。(4)施大過程中，嚴格控制樁身的垂直度，傾斜率不大于0.8%。(5)除設計明確規定以樁端標高控制的摩擦樁應保證設計樁長外，其他管樁宜按設計、質檢、監理公司、施工等單位共同確認的收錘標準收錘。(6)每個混凝土預制管樁的技術資料必須準確清晰、真實齊全，防止混亂。(7)施工完畢的樁應根據有關規定進行檢測，與實際地質資料和設計資料不符或對某些樁的質量和承載力有疑問時，應會同設計單位、甲方、監理公司及質檢部門任意指定若干樁采用靜載試驗或可靠的動載等其它有效手段進行檢測。

5結束語

預應力混凝土管樁是近年來出現的一種新型預制樁，跟傳統預制樁相比，具有單樁承載力高、施工方法簡單靈活、樁質量檢測隨機性強、綜合工程造價低、環保型好、施工速度快，且場地適應性強，值得廣泛應用。

參考文獻

［1］JGJ94－94建筑樁基技術規范［S］．

［2］阮起楠．預應力混凝土管樁［M］．中國建材工業出版社，2000．

［3］王新祥．鉆芯取樣法檢測PHC樁樁身混凝土強度［J］．混凝土與水泥制品，1998(5)．

作者:劉思 單位:廣東水電二局股份有限公司