弥河分流闸预应力混凝土管桩地基处理措施

宋业政，苗永刚，胡佳琦

（山东临沂水利工程总公司，山东 临沂 276000）

弥河位于山东半岛地区中部，发源于沂山西麓，弥河干流自南向北流经潍坊市的临朐县、青州市、寿光市、滨海经开区4 地，于滨海经济开发区注入莱州湾，流域面积4 008 km2，干流长度193 km，弥河分流长31.5 km。为控制弥河分流分洪流量，在弥河分流口附近新建分流控制闸。

新建分流闸轴线位于弥河分流桩号0+850处，工程规模为大（2）型，工程等别为Ⅱ等，设计洪水标准为50 年一遇，设计分洪流量2 300 m3/s。工程主要由上游连接段、闸室段、下游连接段等组成。其中闸室段采用钢筋混凝土结构，两孔一联布置，共 12 联，24 孔，单孔净宽 10 m，闸室总净宽240 m，闸室段总宽272 m。闸室上游侧设检修便桥，下游侧设交通桥。

1 地质情况

拟建分流控制闸闸基开挖建基面底高程5.3 m，位于①层壤土、①-1 层砂壤土上，①层壤土呈可塑状态，土体不均匀，标准贯入击数N63.5平均为5 击，压缩系数平均值为0.46 MPa-1，具中等～高压缩性，存在闸基不均匀沉降问题，且①-1层砂壤土、③层砂壤土为可液化土层。分流控制闸闸基不宜采用天然地基，应对地基土采取工程处理措施。设计采用桩基处理。分流控制闸挡墙基础建基面开挖底高程5.70 m，位于①层壤土上部，存在闸基不均匀沉降问题，应对地基土采取工程处理措施。

2 预应力混凝土管桩设计指标

本工程闸室、左右岸翼墙采用预应力混凝土管桩，选用国家标准图集《预应力混凝土管桩》（L14G407）。桩顶嵌入底板50 mm，浇灌桩顶填芯混凝土前，清除桩顶内壁浮浆，填芯采用C30 微膨胀混凝土，填筑饱满；钢筋与钢板焊牢。

本工程共布设834 棵桩，桩径为Φ600 mm，桩身混凝土强度C80，桩长为12.5 m，单桩竖向承载力特征值为791 kN，水平承载力特征值为147 kN，水平位移允许值10 mm。对施工过程中沉桩出现异常及地基土较软部位基桩纳入验收检测基桩中，其中闸室底板布置管桩576 棵，左右岸挡墙底板布置管桩258 棵。

3 预应力管桩施工工艺及技术要求

3.1 工艺流程

桩基施工前进行试桩，本工程试验桩共3棵。闸室中部及左右岸各一根，试桩位置与设计桩位不重合。试桩完成后进行单桩竖向承载力、单桩水平承载力和桩身完整性检测，满足要求后进行工程桩施工，管桩桩顶高程用水准仪实测控制。

施工工艺：清表整平→压实工作面→定位桩位→桩机就位→底桩就位对中调直→锤击沉桩→至设计标高收锤→检查整桩质量→报检。本工程结合现场地质情况使用锤击沉桩法施工，选用D80 步履式柴油锤打桩机施工，可施打单节桩长15 m，整机重量40 t。

3.2 施工操作要点

1）施工前平整桩基场地，防止桩机在施桩过程中发生不均匀沉降。通过轴线控制点和设计间距逐个定出桩位，插上钢筋标志点用白灰画出桩位，方便打桩时对中，确保桩位正确。2）打桩前检查进场桩完整性，查验桩身、桩帽有无裂缝等质量问题，桩体质量是否符合规范及设计要求。3）桩起吊、运输、堆放时专人指挥，轻吊轻放，堆放时底部垫枕木，做到桩身平稳放置，无大的扰动，堆放不宜超过4 层。4）打桩前在桩身每米划出长度标线，观测记录每米锤击数，施打过程中保持桩锤、桩帽、桩身三者中心线重合，保持桩体垂直度，其垂直度允许偏差不大于0.5%。5）严格控制桩位及桩顶标高偏差，锤击时宜采取低锤轻击或重锤底打，有效降低锤击应力，防止偏心捶打造成桩身受弯扭折变形。

3.3 打桩技术要求

桩帽或送桩帽与桩周围的间隙为5～10 mm；锤与桩帽、桩帽与桩之间加设硬木、麻袋、草垫等弹性衬垫，减少对桩顶的损伤；桩锤、桩帽或送桩帽和桩身在同一中心线上作业，保持桩体垂直度；对于密集桩群，自中间向两个方向或四周对称施打；当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打；当桩底设计标高不一致时，宜先打深桩后打浅桩；按设计规格不同，宜采取先大后小，先长后短的顺序施打。

4 质量控制措施

4.1 不同地质条件下控制措施

当桩端位于一般土层时，以控制桩端设计标高为主，贯入度为辅；桩端达到坚硬、硬塑的黏性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土及风化岩时，以贯入度控制为主，桩端标高为辅；贯入度已达到设计要求而桩端未达标高时，继续锤击3 阵，按每阵10 击的贯入度不大于设计规定的数值确认，必要时通过试验确定控制贯入度；当遇贯入度剧变，桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹、桩顶或桩身出现裂缝、破碎等情况时，应暂停打桩，并分析原因采取措施；遇砂夹层或大石块特殊地质条件，可采用先钻孔再插管桩的办法施打。

4.2 桩身尺寸偏差要求

预应力混凝土空心桩的桩位偏差，必须符合有关规范要求。斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%（桩的纵向中心线与铅垂线间夹角）。本工程桩位偏差控制为100 mm。施工现场配备经纬仪进行桩身垂直度观测，随时量测桩身的垂直度，严格控制桩身垂直偏差。

5 预应力混凝土管桩检测

基桩施工后进行单桩竖向承载力、单桩水平承载力和桩身完整性检测，竖向和水平承载力特征值分别达到791 kN、147 kN，水平位移允许值10 mm。基桩检测按照单桩竖向抗压静载、单桩水平静载抽检数量为总数1%，桩身完整性检测抽检不低于总数20%的数量控制。

本工程实际完成基桩施工834 根，施工方委托检测机构现场抽检共完成竖向承载力检测9棵，水平承载力检测9 棵，桩身完整性检测167 棵试验，抽检实测值均满足设计承载力特征值，用低应变法检测桩身完整性，全部达到Ⅰ类桩标准。

6 施工技术难点及注意事项

1）地质条件变化较大时，硬土层及卵石类土层影响打桩进度，桩头部位加工成椎体结构，提高打桩速度，同时保护桩身减少桩端损坏。

2）当相邻桩间为软弱土及淤泥质土层时，相邻桩成桩时对上一棵桩位置、桩顶高程偏差会产生影响，应随时观测影响值并及时处理。

3）由于桩身为空芯，浇灌桩顶填芯前要下钢筋笼，实际操作中发现部分管桩内壁浮浆较厚影响钢筋笼进入，人工凿除费时费力同时易造成桩身破坏，出厂验收时应加强桩身外观质量和桩身混凝土强度检验，杜绝不合格桩进入现场。

4）对出现桩顶破碎、桩身倾斜或断裂等质量问题时，综合分析原因采取处理措施。