预应力钢筋混凝土管桩在水闸除险加固工程中的应用

2016-03-13陈猛

湖南水利水电 2016年3期

关键词：压桩除险管桩

陈　猛

（资阳区张家塞乡水利管理站　益阳市　413052）

预应力钢筋混凝土管桩在水闸除险加固工程中的应用

陈猛

（资阳区张家塞乡水利管理站益阳市413052）

【摘要】文章结合某水闸除险加固工程实践，详细介绍了预应力钢筋混凝土管桩的特点，静压法施工流程及其在水闸除险加固工程中的施工准备、施工要点等内容。

【关键词】水闸基础预制管桩静压法施工

1　工程概况

澧县某水闸是一座大（Ⅱ）型水闸，设计排水流量为1 836m3/s，其工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。经安全鉴定该水闸为Ⅲ类闸，原除险加固设计中闸室基础处理采用钻孔灌注桩，但钻孔灌注桩施工工期长，且对周边环境影响较大，因此施工阶段设计单位结合工程实际情况变更原基础处理方案为预应力混凝土预制管桩。

根据地质勘查报告，闸室基础地质情况如下：第一层为粉质粘土（上部），层厚（3～3.6）m；第二层为粉质粘土（下部），层厚（5.8～6.5）m；第三层为粉质壤土，层厚（1.2～1.5）m；下部为砂砾层。

2　预应力混凝土预制管桩的性质及特点

预应力钢筋混凝土预制管桩是基础处理施工中的一个重要组成部分，它主要靠桩柱摩擦力及桩尖的承载荷载，其主要特点有：①单桩承载力高，相对其他现浇钢筋混凝土桩价格便宜；②设计选用范围广，容易布桩；③对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强；④运输吊装方便；⑤施工前期准备时间短；⑥施工速度快，工期短；⑦施工现场简洁；⑧桩身耐打，穿透能力强；⑨成桩质量监测方便。

3　管桩施工

本次该水闸除险加固工程选用的预应力钢筋混凝土预制管桩的型号为：PHC-AB500-125-10（深孔段）和PHC-AB500-125-12（浅孔段），其中10m长管桩共计355根，12m长管桩共计264根，采用十字型钢桩尖，采用不截桩桩顶与基础承台连接。

3.1施工方法的选定

预制管桩的施工一般采用静压法和锤击法，该水闸除险加固施工现场场地较开阔，适合桩机进出作业。另外，该闸被评定为Ⅲ类病险水闸，水闸临澧水侧闸门段保留，闸门段上游的闸室为拆除重建，为减少闸室基础处理过程中对保留建筑物及周边民宅的扰动影响，闸室基础管桩选用静压法施工。

与锤击法施工相比静压法有以下优点：①低噪声、无振动、无污染，可以24小时连续施工，缩短建设工期，创造时间效益，从而降低工程造价；②场地整洁、施工文明程度高；③由于送桩器与工程桩桩头的接触面吻合较好，送桩器在送桩过程中不会左右晃动和上下跳动，因而可以送桩较深，基础开挖后的截去量少。

3.2静压管桩施工流程

场地平整→测量定位→桩机进场→安置桩机就位→经养护达100%设计强度运桩至压桩点并检查桩体质量→探孔→吊桩插桩→经纬仪校正与跟踪监控压桩→桩平面位移测量记录→送桩至设计标高桩机移到下一桩位。

3.3施工准备

（1）材料进场。管桩运达施工现场之前一定要对其做好严格的检查工作，管桩的外观是否存在表面裂缝、桩端面的平整度、桩身的弯曲度、壁厚、桩外径等指标均应符合标准和规范要求。认真检查其质量保证书、出厂合格证书及检测报告等是否齐全和符合要求。

（2）运输和堆放。预应力混凝土管桩在运输和堆放时，应考虑自重及支点设置变化可能在桩体内产生影响桩身质量的大小不等的内力。要求堆放管桩的场地必须平整、坚实，并有排水设施；底层管桩均应按设计要求设置垫木。管桩堆放层数应符合设计要求，严禁层间垫木上下错位设置。管桩应按计划分批进场，分类堆放，并结合施工总平面图和打桩顺序，在不影响桩机行走的情况下，尽量靠近打桩区域堆放，以避免二次盘桩等。

3.4施工要点

该水闸闸室管桩为群桩基础，管桩布置成梅花形，纵横间距为2m，桩基础离水闸保留建筑物最近距离为1.7m。

为保证桩基施工质量，压桩力等控制指标应由现场试桩确定。在打桩时，由于桩对土体的挤密作用，先打入的桩水平推挤而造成偏移和变位，或垂直挤拨造成浮桩；而后打入的桩难以达到设计标高或入土深度，造成土体隆起和挤压，截桩过大。所以群桩施工时，为保证质量和进度，防止周围建筑物的破坏，打桩前应根据桩的密集程度、桩的规格、长短和桩机移动方便来正确选择打桩顺序。

本次该水闸基础管桩采用由一侧向单一方向跳打的施工方式，即逐排打设，这样逐排打设，桩架单方向移动，打桩效率高，对临桩影响较小。

另外，由于部分管桩基础距保留建筑物较近，为防止压桩过程中桩身造成其基础土体的挤压变形而导致保留建筑物结构破坏，在这些桩位采取了预先造孔再压管桩的施工方法，本次管桩直径为0.5m，经计算确定预先造孔直径为0.3m。

为保证管桩施工质量，设计单位要求施工单位必须对每一根桩做好一切施工记录，记录内容应包括压桩力、压桩深度、成桩后的垂直度及位移检测数据等，并将有关资料整理成册提交有关部门检查及验收。

3.5管桩的检测

管桩的检测主要包括：①桩身完整性检测，为防止压桩过程中桩身破坏，施工完成后要求采用PIt低应变动力检测对已施工管桩进行完整性检测，检测桩数不得少于总桩数的20%；②管桩承栽力检测，采用单桩竖向抗压承载力静载试验进行验收检测，竖向静载承载力试验检测桩数不少于工程总桩数的1%，且不少于3根。

4　结　语

该水闸除险加固工程技施设计时，将建筑行业的管桩应用经验运用到水闸除险加固工程中，管桩基础处理方案得到了参建各方的一致认可。因此，可根据工程的实际情况、按照必要的标准逐步推广预制管桩在水利工程中的应用，这样不仅可以加快工程的施工进度、保证施工质量，还可以减少工程投资。

（上接第7O页）态怡然的游憩、观赏、散步的生态环境。

3.3.2河道节点设计

（1）花溪叠瀑。该节点河边有一处汀步供行人通过，因此围绕该段黄梅坑河水形成了一个步行环道，并且连接现状绿道。花卉、水生植物、竹类、灌木、乔木等以利用当地乡土植物为主，围合小空间，构建通道，展现梯田特征。设计通过利用山坡的空地营造为休闲广场，设置景观长廊、棋形休闲坐凳等，广场附近设自行车停车场，成为河道一处集中又开阔的活动空间。

（2）滨海休闲绿道。在河道沿线形成连贯的绿带景观，通过绿带将沿河人工空间融合在自然景色中。结合水系形成水绿相间、共生协调的水绿生态网。