新型長(zhǎng)管節(jié)預(yù)應(yīng)力后張法大管樁應(yīng)用實(shí)例

摘要：通過(guò)工程實(shí)例，探討新型長(zhǎng)管節(jié)預(yù)應(yīng)力后張法大管樁的應(yīng)用，實(shí)踐表明，新型長(zhǎng)管節(jié)大管樁作為碼頭樁基的一種，值得進(jìn)一步推廣。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)管節(jié) 大管樁 單樁特性

1 前言

預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁強(qiáng)度高、密實(shí)性好、耐錘擊，它作為碼頭基礎(chǔ)具有抗彎性能好、垂直承載力高的特點(diǎn)，相對(duì)于鋼管樁又具有不需要防腐維護(hù)、節(jié)省鋼材、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。但隨著碼頭樁基工程的發(fā)展，對(duì)樁基防腐、耐錘擊等提出了更高的要求。華潤(rùn)溫州蒼南發(fā)電廠卸煤碼頭及棧橋?yàn)楦邩读喊迨浇Y(jié)構(gòu)、單引橋一字型布置形式。碼頭平臺(tái)及部分水上棧橋樁基采用后張法預(yù)應(yīng)力大直徑管樁，其中碼頭平臺(tái)樁數(shù)為255根，樁長(zhǎng)57～69m，橫向排架間距9m，每排架樁數(shù)為8根。棧橋Q1～Q10排架樁數(shù)為30根，樁長(zhǎng)32～54m，橫向排架間距20m，每排架樁數(shù)為3根。該工程所用大管樁直徑均為1200mm。

2 碼頭地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果，將施工區(qū)域地基土劃分為上、中、下、底四個(gè)主要分層。上部分布淤泥質(zhì)海積層。由于沉樁施工前對(duì)碼頭平臺(tái)區(qū)域進(jìn)行了疏浚處理，此層已基本挖除，故對(duì)沉樁影響不大。中部分布粉砂層，呈中密～密實(shí)狀，厚度厚度1.4～14.4m，因樁基必須穿過(guò)該層以達(dá)到持力層，沉設(shè)過(guò)程中大管樁受拉應(yīng)力較大，能否順利穿過(guò)該層對(duì)樁基沉設(shè)成敗至關(guān)重要。下部分布的粉質(zhì)粘土等性質(zhì)均較好，但土質(zhì)不均，厚度變化較大，厚度大時(shí)可做樁基持力層。底部分布的熔結(jié)凝灰?guī)r，屬于硬質(zhì)巖石類，強(qiáng)風(fēng)化厚度較薄。下伏的中風(fēng)化層性質(zhì)良好，是場(chǎng)地良好的樁基持力層。

3 大管樁選型

本工程采用的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土大直徑管樁為新型產(chǎn)品，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用尚屬首次。管節(jié)長(zhǎng)度為8～10m，在管節(jié)拼接端面涂刷粘結(jié)劑，管節(jié)的預(yù)留孔內(nèi)穿入高強(qiáng)鋼絞線，然后施加一定的預(yù)壓應(yīng)力，進(jìn)行壓力灌漿水泥灰漿自錨，將預(yù)制的管節(jié)拼接成設(shè)計(jì)要求長(zhǎng)度的管樁。

本工程所用大管樁的單樁特性與《港口工程后張法預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（JTS 167-6-2011，下簡(jiǎn)稱規(guī)范）中D1200B32-2樁的對(duì)照如表1。

該大管樁使用自平流的耐久性混凝土新材料用于管節(jié)制作，混凝土強(qiáng)度達(dá)到C80，高于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的C60，混凝土電通量≤1000C，小于規(guī)范允許的1500C，管樁耐久性大大提高。使用新型大流動(dòng)灌漿材料用于長(zhǎng)管節(jié)管樁的灌漿，管節(jié)的拼接粘合、鋼絞線的張拉及孔道灌漿均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。同時(shí)，采用新的張拉工藝，設(shè)計(jì)了每級(jí)張拉的預(yù)應(yīng)力值，保證了管樁分級(jí)張拉后每孔的預(yù)應(yīng)力值一致，樁身預(yù)應(yīng)力分布均勻。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，該樁型管樁單樁的抗裂彎矩設(shè)計(jì)值及抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值不小于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定同規(guī)格的大管樁。

4 沉樁情況

本工程沉樁以標(biāo)高控制為主，貫入度校核。詳細(xì)的設(shè)計(jì)停錘標(biāo)準(zhǔn)如下：

⑴樁頂標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，且最后10擊的平均貫入度小于20mm/擊；

⑵當(dāng)最終10擊的平均貫入度小于5mm/擊，且樁頂標(biāo)高不大于設(shè)計(jì)標(biāo)高2m時(shí)，持續(xù)錘擊100mm或30～50擊，且貫入度無(wú)增大的趨勢(shì)，可停錘；

本工程所有樁均達(dá)到了上述停錘標(biāo)準(zhǔn)。

選用的D-125型打樁錘最大沖擊能459.8KN·m，最大爆炸力為3900KN。打設(shè)過(guò)程中所開(kāi)檔位為2檔，根據(jù)地質(zhì)分層的不同，沉樁難度也不同，其中穿過(guò)粉砂層難度較大，貫入度約為4mm/擊，穿砂層普遍達(dá)到800擊以上。碼頭平臺(tái)部位大管樁沉設(shè)平均總錘擊數(shù)達(dá)到2400錘，個(gè)別樁甚至達(dá)到3000至3400錘。

施工過(guò)程中因突發(fā)涌浪，造成錘擊偏心導(dǎo)致2根樁樁頭破損，經(jīng)過(guò)鑿除破損樁頭、采用高強(qiáng)砂漿修補(bǔ)樁頭（特殊情況使用樁頂鋼板箍）等一系列措施，后復(fù)打順利沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

5 單應(yīng)變檢測(cè)

沉樁期間分期、分批次對(duì)已沉設(shè)好的大管樁進(jìn)行高應(yīng)變和低應(yīng)變檢測(cè)。高應(yīng)變檢測(cè)頻率總沉樁數(shù)的5%，檢測(cè)結(jié)果13根全部合格；低應(yīng)變檢測(cè)頻率為總沉樁數(shù)的10%，檢測(cè)結(jié)果29根全部合格。

6 結(jié)語(yǔ)

本工程所使用的大管樁管節(jié)長(zhǎng)度8～10m，使頂節(jié)管節(jié)的接頭侵入水下段，解決了現(xiàn)有長(zhǎng)4m管節(jié)大管樁的接頭過(guò)多和頂管管節(jié)接頭暴露在潮差段影響樁基耐久性的問(wèn)題。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上調(diào)整了頂部管節(jié)鋼筋籠的布設(shè)和制作工藝，為提高樁頂?shù)目箵舸蚰芰Σ扇×司植考訌?qiáng)的措施，通過(guò)目測(cè)及低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果反映，該樁型基本解決了樁身易產(chǎn)生縱向裂縫的問(wèn)題。

通過(guò)對(duì)比該樁型與現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的樁型，除單節(jié)管節(jié)長(zhǎng)度有異外，其余單樁特性均不低于規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

該樁型的管節(jié)預(yù)制與管樁的拼裝已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，機(jī)械化程度高，管節(jié)制作工藝先進(jìn)，管理嚴(yán)格，質(zhì)量穩(wěn)定。

該樁型混凝土為高強(qiáng)度、高密實(shí)度、低孔隙率、低吸水性、低電通量凝結(jié)材料，因而使該樁具有耐久性好、耐錘擊等優(yōu)良特性。

實(shí)踐表明，長(zhǎng)管節(jié)大管樁作為碼頭樁基的一種，值得進(jìn)一步推廣。

參考文獻(xiàn)

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[3]JTS 167-6-2011，《港口工程后張法預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》