混凝土桩在河道软基础中的应用及施工要点
2016-04-25边艳
边 艳
(辽宁省葫芦岛市连山区水利局，辽宁 葫芦岛 125001)
混凝土桩在河道软基础中的应用及施工要点
边艳
(辽宁省葫芦岛市连山区水利局，辽宁 葫芦岛 125001)
摘要：随着国民经济和社会的不断发展，国家把关系到广大人民群众切身利益的防洪安全问题放在突出的位置。近年来，国家加强了对中小河流的治理。在治理的过程中，河道软基础的处理一直是个难题。特别是山区河流，河道比降大，流速快，基础处理不好，沉陷不均匀，很容易出现堤防倾斜，导致垮堤、溃堤等危险。不但达不到治理效果，而且会给两岸人民生命和财产造成威胁。在连山区钢屯段女儿河的治理中，总结了历史经验教训，提出了河道软基础的处理方法，具有广泛的应用和推广价值。
关键词：河道软基础；混凝土桩；结构设计；施工要点
女儿河是连山境内的一条中型河流，流经连山区工业重镇钢屯镇8 km，钢屯镇政府自90年代开始，不断地对女儿河钢屯段进行治理，在治理过程中，总结了丰富的经验，特别是河道软基础的抗冲刷处理方法，具有广泛的使用和推广价值。
1工程概况
女儿河发源于兴城市药王庙乡五顶山五股泉，海拨696.7 m，由新台门镇跃鱼汀村入境，流经连山区新台门、白马石、山神庙、钢屯等乡镇，并由南票区金星镇高台子村出境注入小凌河。其中流经连山区工业重镇——钢屯镇8 km。钢屯镇集中了全区钼产品生产和加工企业，杨钢矿区的钼矿产量占全国的1/3。
女儿河属于山区河流，河道比降大，汛期洪水对岸坡冲淘严重，为了解决河流两岸的防洪安全问题，在工程结构上，技术人员进行了多方探索。砂土堤造价低廉，施工方便，但抗冲能力差，使用寿命短。近几年来，开始采用重力式浆砌石堤，这种型式的堤防解决了抗冲问题，但是，由于是重力式结构，对基础要求有足够的承载力，若承载力不够，就会造成沉陷不均匀，很容易出现坝体倾斜，导致垮坝、溃坝等危险。为了达到长治久安的目的，经专家研究决定堤防基础采用灌注桩、连续梁的结构型式[1]。
2结构设计
2.1工程布置
为了避免不均匀沉陷，河道纵段每20 m设为一段，段间设置沉降缝。每段桩位的平面布置为两排，前排桩(迎水面)中心距2 m，每段10个桩；后排桩(背水面)中心距4 m，每段6个桩。钢筋混凝土桩直径为35 cm，桩深至河床基岩上，为增加摩擦面，桩头采用梅花桩。前桩与后桩用地梁连接，地梁截面采用400×400 mm，灌注桩前排桩在基础梁以上延长1.0 m为柱，柱截面为方形，边长为40×40 cm，柱镶入浆砌石堤体内，使基础与浆砌石堤体形成整体结构，详细布置见图1。
2.2灌注桩承载力的计算
1)单桩垂直允许承载力的计算公式
Pa= =RiA+F∑f
(1)
式中：Ri为打入式浇注桩桩尖平面处土的容许承载力；A为桩身横截面面积；f为打入式浇注桩桩周粗砂容许摩擦系数；F为桩周面积。
2)实际承重计算
由于灌注桩布置不等距，且属偏心荷载，按单桩承受上部堤防应力、地梁自重和桩自重之和计算。
3)稳定系数K=Pa/G
4)群桩复核
图1 桩基平面图
2.3桩机型号选择
该工程为河道内作业，作业面地形条件复杂，选用打桩机型号BZK260步履式混凝土，机震力60 t，电流80～90 A。
3施工组织
3.1施工程序
1)首先进行施工前场地清理、放线测量，定点、定位。
2)然后通水、通电，设备进场，将搅拌机和打桩机安装在合适的位置，调试机械并试运行。
3)准备工作做好后，施工正式开始，打桩前，要校正桩筒、活瓣尖对准桩中心点，徐徐放下，压入土中勿使偏斜，然后再启动机械，沉入深度以贯入度进行控制。
4)由于地下水位较高，故桩管沉入后，在笼前先灌入一定量的混凝土，封堵桩筒尖部，以防渗入泥土，影响桩的承载力。
5)然后再放钢筋笼(放全笼)。
6)笼放好后再接着灌入混凝土直至要求高度。
7)根据地质情况，桩管匀速向上拔出。
8)桩每20 m为一段，待混凝土桩初凝强度上来后，就开始破桩头，量测标高，准备浇筑地梁及立柱混凝土。
9)在浇筑地梁及立柱混凝土的同时，桩机继续打桩，如此流水施工，即保证工期，也杜绝工人窝工现象[2]。
3.2施工注意事项
施工的注意事项有以下几点：
1)桩机灌注混凝土前，必须对孔深、孔径、孔壁、垂直度、孔底虚土厚度和积水深度进行复查，不合格时及时处理。
2)绑扎好的钢筋笼要轻拿轻放，摆放整齐，注意防锈，放入钢筋笼后，检查钢筋保护层，允许偏差≤10 mm。
3)将混凝土塌落度控制在8～10，灌注的混凝土量≥计算量。
4)管内混凝土要经常保持2m以上高度，每隔一段时间就用小铁柱敲击桩管进行探测。
5)桩管要徐徐下沉，时速控制在1.5m/min以内。
6)桩管拔管速度应根据地质情况，匀速向上拔出，拔管速度≤0.8～1.2 m/min。为防止断桩、缩径，根据情况进行反插。
7)中途停顿不打桩时，应将桩管在停顿前先沉入土中。
8)要经常检查振捣器的性能和电源，以免漏电伤人[8]。
4结语
钢筋混凝土桩基础在女儿河钢屯段的应用，以它新颖坚固的结构型式，较高的工程标准，达到了长治久安的目的，受到了人民群众的欢迎。工程运行至今已经历了多次大水的考验，堤防安然无恙，连山区钢屯镇彻底根治了水患，取得了最优的治理效果。
参考文献：
[1]崔承章.治河防洪工程[M].北京：中国水利水电出版社，2004：68-79.
[2]华东水利学院.水工设计手册[M].北京：水利水电出版社，1983：12-80.
[3]中国建筑科学研究院.工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程[M].北京：中国建筑工业出版社，1981：20-64.
中图分类号：TV553
文献标识码：B
[作者简介]边艳(1973-)，女，辽宁葫芦岛人，工程师。
[收稿日期]2015-10-28
文章编号：1007-7596(2016)01-0103-02
