安徽省裕溪閘除險(xiǎn)加固工程PHC混凝土預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)淺析

史 瑋儲(chǔ)龍勝榮 瑜

安徽省裕溪閘除險(xiǎn)加固工程PHC混凝土預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)淺析

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一、工程情況簡(jiǎn)介

安徽省裕溪閘除險(xiǎn)加固工程位于安徽省和縣與無(wú)為縣交界的裕溪河上，是裕溪閘水利樞紐的重要組成部分。閘室為胸墻式結(jié)構(gòu)，共14孔，單孔凈寬8m，總凈寬112m。閘室順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)18m，閘室總寬度為134.4m。工程設(shè)計(jì)流量1270m3/s，校核流量1475m3/s，裕溪節(jié)制閘按1級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。水閘閘室及岸墻為1級(jí)建筑物，上下游翼墻為3級(jí)建筑物，臨時(shí)建筑物為4級(jí)。

由于地質(zhì)條件較差，施工內(nèi)容繁雜，如選用常規(guī)灌注樁基礎(chǔ)處理方案，對(duì)工期的影響較大，施工難度也較大。采用PHC混凝土預(yù)應(yīng)力管樁（以下簡(jiǎn)稱管樁）在裕溪閘排水期內(nèi)可完成施工，不占用圍堰截流后的工期，便于施工安排，工程投資較省。從工程施工工期及導(dǎo)流等因素考慮，本工程選用管樁作為閘室、岸墻及翼墻部位基礎(chǔ)處理的主要手段。

二、管樁的分類

管樁按混凝土強(qiáng)度等級(jí)分為：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（代號(hào)PC）、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁（代號(hào)PHC）；按外徑（mm）分為：300、400、500、600、700、800、1000、1200 等規(guī)格；按樁身混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力值分為：A型、AB型、B型、C型。

工程選用的管樁為PHC800B110型號(hào)，樁長(zhǎng)在16～35m不等，樁身混凝土強(qiáng)度為C80，樁徑800mm，壁厚110mm。管樁施工均采用一次性施打到位，不采用接樁施工。

三、工程試驗(yàn)樁

由于管樁在排水期內(nèi)利用打樁船進(jìn)行水上沉樁施工，在安徽省水利工程基礎(chǔ)處理施工中尚屬首次，因此通過(guò)12根試驗(yàn)樁確定管樁的施工機(jī)械選型及施工參數(shù)等數(shù)據(jù)。

通過(guò)試驗(yàn)，工程采用皖工樁7打樁船進(jìn)行水上沉樁，該船型長(zhǎng)42m，型寬16.8m，型深3.2m，架高60m，配備國(guó)產(chǎn)HD-138型柴油打樁錘（HD是廣東力源筒式柴油錘的設(shè)計(jì)代碼，數(shù)字表示該型號(hào)錘的上活塞重量是13.8T），錘重約27t，現(xiàn)場(chǎng)柴油錘采用2檔位控制，重錘輕擊，錘擊力約為3600kN。為確保沉樁質(zhì)量，工程采用以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)貫入度為主、設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高為輔的方法進(jìn)行雙控。通過(guò)試驗(yàn)最終確定，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)貫入度控制指標(biāo)為最后500mm不小于30擊，即每陣100mm不少于6擊即可達(dá)到停錘標(biāo)準(zhǔn)。

四、管樁施工

1.管樁的設(shè)計(jì)

工程在閘室、岸墻及翼部等部位共計(jì)打入727根管樁，約18000m，均采用梅花形布置，樁距2.4m×2.8m，單樁豎向承載力為1200kN，單樁水平承載力為110kN。

2.管樁的制作及運(yùn)輸

（1）管樁的制作

工程管樁均為成品外購(gòu)，管樁制作后廠家對(duì)每批產(chǎn)品均出示了出廠合格證及檢測(cè)報(bào)告，生產(chǎn)過(guò)程中建設(shè)單位委托了獨(dú)立的檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)成品管樁進(jìn)行了抽檢，監(jiān)理單位派員駐廠監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程，確保管樁的生產(chǎn)質(zhì)量。

（2）管樁的起吊、運(yùn)輸和堆放

管樁的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后方可起吊，當(dāng)樁長(zhǎng)≤27m時(shí)，吊點(diǎn)（或支點(diǎn)）數(shù)量≥3個(gè)；樁長(zhǎng)＞27m時(shí)，吊點(diǎn)（或支點(diǎn)）數(shù)量≥4個(gè)。在吊索與樁身接觸處加襯墊，吊點(diǎn)需均勻布置，相鄰吊點(diǎn)（或支點(diǎn)）間距≤8m。起吊或放置時(shí)應(yīng)平穩(wěn)，避免搖晃撞擊和震動(dòng)。

管樁使用水上駁船運(yùn)輸至沉樁現(xiàn)場(chǎng)。裝船順序?yàn)榇驑兜哪骓樞?，方便起吊打樁。裝船過(guò)程中，對(duì)每根管樁進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，指定專人驗(yàn)收。主要對(duì)管樁的長(zhǎng)度、端部?jī)A斜、外徑、壁厚、樁身彎曲度、端頭板的平整度，表面混凝土外觀質(zhì)量、漏漿、裂縫等情況進(jìn)行檢查。

運(yùn)輸?shù)鸟g船要配備符合要求的錨系設(shè)施。駁船裝樁時(shí)，樁底要布置楞木，并均勻放置，楞木頂面置于同一平面上。樁身兩側(cè)要墊楔形木塊，樁外側(cè)焊接間距2m的槽鋼作為支撐，裝完后再用鋼絲繩及緊張器將樁固定在運(yùn)樁駁船的甲板上，保證運(yùn)輸過(guò)程中的穩(wěn)固性，防止造成管樁不必要的損壞。

3.工程測(cè)量及觀測(cè)

（1）沉樁測(cè)量控制

施工過(guò)程中先利用船載GPS高精度定位，河岸再布置2臺(tái)全站儀采用復(fù)核校驗(yàn)的方法控制樁體的平面位置。施工過(guò)程中，通過(guò)全站儀上下掃描樁的切邊線來(lái)控制樁身垂直度。

（2）周邊建筑觀測(cè)

因打樁過(guò)程中的錘擊震動(dòng)及對(duì)水下土體的擾動(dòng)可能會(huì)對(duì)周邊建筑物造成一定的影響，每天施工結(jié)束后要對(duì)建筑物上布設(shè)的沉降及位移觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量記錄并分析比較，確保施工安全。

4.水下沉樁施工

（1）施工順序

管樁施工應(yīng)按照“先內(nèi)后外，先中間后兩邊”的原則對(duì)每根樁進(jìn)行編號(hào)后沉樁。工藝流程可分為：駁船就位→打樁船移位吊裝→吊裝入龍口→測(cè)量定位→下樁、壓錘→錘擊沉樁（樁頭即將入水面以下前停錘）→安裝送樁器→錘擊沉樁至設(shè)計(jì)高程、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)貫入度→起樁錘→移船起吊下根樁。

（2）施工方法

①打樁船進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)施打樁位置對(duì)打樁船進(jìn)行拋錨定位，在打樁船上安裝樁架力求垂直平穩(wěn)。樁的起吊定位，利用樁架附設(shè)的起重鉤吊使樁就位，各吊點(diǎn)應(yīng)同時(shí)受力，徐徐起落，減少震動(dòng)，防止樁身裂損。

②用樁架和導(dǎo)滑夾具將管樁嵌固在樁架兩導(dǎo)柱中，垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，緩緩放下插入河底土中，待管樁位置及垂直度校正后，再將樁錘連同替打器壓在樁頭上，同時(shí)在管樁的側(cè)面或樁架上設(shè)置標(biāo)尺，并做好記錄，始可擊樁。

③在壓上樁錘和替打器后，如出現(xiàn)較小偏位，只能微調(diào)船位和龍口，以免過(guò)大的調(diào)整蹩斷管樁。

④開始打樁時(shí)，起錘輕壓或輕擊數(shù)錘，觀察樁身、樁架、樁錘等垂直一致后，再轉(zhuǎn)入正常施打。開始打樁時(shí)，落距應(yīng)較小，入土一定深度待樁穩(wěn)定后，再按需求的落距進(jìn)行施打。

⑤樁帽與管樁接觸的表面須平整，與樁身應(yīng)在同一直線上，以免打樁時(shí)產(chǎn)生偏斜。打樁過(guò)程中，要經(jīng)常注意樁身有無(wú)位移和傾斜現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)糾正。

⑥打樁船移船時(shí)，應(yīng)密切注意錨纜狀態(tài)，安排拋錨艇在現(xiàn)場(chǎng)值班，避免抽芯錨纜等刮碰已打好的樁。

⑦沉樁前應(yīng)按照規(guī)范要求制定相關(guān)施工數(shù)據(jù)記錄表格，沉樁過(guò)程中，記錄人員要按規(guī)范要求及時(shí)準(zhǔn)確地填寫沉樁記錄，沉樁記錄要準(zhǔn)確反映停錘前幾陣的貫入度，每根樁應(yīng)有單獨(dú)的記錄資料。

⑧施工中若遇到特殊情況如水下異物、樁頭劈裂、斷樁等現(xiàn)象時(shí)要及時(shí)停止施工，做好相關(guān)記錄，分析并解決相應(yīng)問(wèn)題后再行施工。

五、結(jié)語(yǔ)

裕溪閘樞紐控制巢湖流域面積3929km2，是巢湖流域的主要通江支流和水上通道。采用管樁進(jìn)行閘室基礎(chǔ)處理施工，確保了裕溪河在不斷流的情況下進(jìn)行施工，減輕了當(dāng)年度工程安全度汛壓力，確保了裕溪河通航能力，同時(shí)縮短了施工總工期。現(xiàn)場(chǎng)采用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)貫入度及設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高進(jìn)行雙控，施工時(shí)采取船載GPS與岸上架設(shè)全站儀進(jìn)行坐標(biāo)、高程雙控，有效保證了PHC管樁的施工精度及施工質(zhì)量■

（作者單位：1.中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司 230000 2.中水淮河安徽恒信工程咨詢有限公司 230000）