預應力鋼筋混凝土管樁在水閘除險加固工程中的應用分析

楊文安

（江門市水電有限公司 廣東江門 529000）

樁基在水利工程加固施工中得到了深入而廣泛的應用，工程樁有多種類型，其中混凝土樁、鋼樁、組合樁等都有所應用。預應力鋼筋混凝土管樁則妥善地將鋼筋和混凝土結合起來，有效地運用到水閘除險加固施工中，這一樁體集合了鋼筋樁和混凝土樁的優(yōu)點，能夠從整體上實現(xiàn)水閘除險加固施工目標，從而確保工程地基質(zhì)量。

1 工程概況

江門市合山水電站與水閘樞紐工程位于開平市蜆崗鎮(zhèn)譚江主干流中上游河段，合山水閘樞紐工程屬于譚江流域規(guī)劃綜合治理工程，上堵下疏、中間分級整治，梯級開發(fā)的第九級工程。水閘閘址以上集水面積1383.8km2，最大過閘流量：4972.1m3/s，主要用來防洪、灌溉、發(fā)電、運輸?shù)?，屬于大型水閘工程。

工程地質(zhì)結構復雜，近東西向、近南北向斷裂或褶皺發(fā)育，控制了第四系沉積層的分布和厚度。土體主要以中粗砂、砂礫、填土等為主，多屬于中軟土。

此水閘工程主要的施工任務為：閘室加固、重建上游鋪蓋與下游消能防沖設施，加固西閘交通橋，更換閘門機電設備，新建及加固水閘護岸等。根據(jù)此水閘工程的施工任務，普通的除險加固主要選擇鉆孔灌注樁來加固閘室基礎，然而，這一方法施工周期長、而且容易對四周環(huán)境帶來不良影響，對此決定選擇預應力鋼筋混凝土預制管樁，以此來解除施工的不利因素。

2 預應力鋼混管樁的特點分析

預應力鋼混管樁在水利工程中的應用具有獨特的特點與使用優(yōu)勢，其應用原理為：憑借管樁的摩擦力、樁頭的荷載等來承重，具體的優(yōu)勢功效體現(xiàn)在：

（1）增強了單個管樁的承載力，而且比普通的樁體成本更低。

（2）適用范圍更大、方便管樁的布局與設計。

（3）適應性強。即便特殊的地質(zhì)條件，例如：樁端持力層出現(xiàn)較大波動、起伏的地形特征、地質(zhì)條件等能夠有效地適應。

（4）便于吊裝與運輸，由于預應力鋼混管樁屬于成品管，這樣就能減少前期籌備時間，而且也為實際的施工創(chuàng)造便利條件，工期更短。

（5）簡化施工流程。由于預應力鋼混管樁多為成品管樁，這樣就減少了現(xiàn)場制作管樁的流程，簡化了施工流程，也維持了施工現(xiàn)場的干凈、整潔。

（6）管樁質(zhì)量優(yōu)。預應力鋼混管樁自身耐擊打，而且有著超強的穿透力。成樁后也方便質(zhì)量檢查與監(jiān)測。

3 預應力鋼筋混凝土管樁在水閘除險加固工程中的應用

3.1 確定施工方法

對于預應力鋼混管樁來說，在水利工程中的應用主要采用靜壓法與錘擊法，其中靜壓法需要施工場地寬敞、開闊，能夠方便樁機自由進出，然而，錘擊法雖然對客觀場地要求不高，但是，在錘擊過程中可能對周圍環(huán)境帶來噪音影響，對于水閘加固工程來說優(yōu)選靜壓法，而且此施工方法特別適合于上游段水閘，而且其噪音低、沒有震動和噪音，能夠確保全天候持續(xù)施工，從而控制施工進度和工期，減少工程成本。同時，靜壓法施工不會擾亂施工場地，維持施工場地的干凈整潔，創(chuàng)造良好的施工環(huán)境。而且因為送樁器和樁頭有著高度的結合度，這就使得管樁傳輸中減少搖晃、波動與跳動等問題，能夠增加送樁深度。

3.2 靜壓管樁施工程序

靜壓管樁施工法通常按照以下規(guī)范程序展開，清理場地→測量→樁機進場→樁機到位→成品樁體運輸并質(zhì)檢→探孔→吊樁插樁→矯正和跟蹤→樁位移監(jiān)測→樁體達設計標高。

3.3 前期籌備

（1）材料籌備與入場。預應力鋼混管樁抵達前必修實施精細化的質(zhì)檢，從外到內(nèi)都要嚴格檢查。例如；外側有無裂縫、受損、粗糙面，樁端是否平整、平滑，樁身的彎度、樁壁的厚度、直徑等都必須確保達到設計標準，全面檢查一切與質(zhì)量相關的合格證書。

（2）管樁的運輸與儲存。鋼混管樁無論是運輸還是儲存都必須結合自身重量、支點等來判斷和考慮各自內(nèi)力，因為這些內(nèi)力都會影響樁體質(zhì)量。而且管樁的存放環(huán)境也要檢查，要達到安全、平整、牢固，為了預防腐蝕水體對管樁的侵蝕，要做好排水設備，需要在底部墊上木頭，墊木層要平整、無凹凸，管樁也要根據(jù)計劃來逐批次入場、分類儲存，而且要根據(jù)設計圖、打樁的先后等來施工，要確保樁機能正常進出，而且要使其接近打樁區(qū)，為打樁創(chuàng)造便利。

3.4 探孔與造孔

對于此工程，因為一些管樁地基和四周建筑物有著較小的距離，實際的管樁施工中就要重點控制土體變形、受損或其他結構破壞等問題，對此在正式靜壓樁體之前應該先設孔，先造孔再壓入管樁，造孔直徑要超出管道直徑。

3.5 樁體結構布局

由于此水閘閘室的管樁集中、成群分布，對此可以將管樁布局為梅花陣形狀，橫樁和豎樁之間的距離都要達到2m，樁基和水閘建筑物之間保持1.7m的距離。

要想確保樁基質(zhì)量，可以通過現(xiàn)場試驗的方式來明確壓力樁的控制標準，打樁過程中因為樁體將對土體產(chǎn)生一定的擠壓與壓實力，對此打樁前要結合樁體的密度、規(guī)格、長度、移動便捷度等來掌握科學的打樁順序，確保植入樁體符合設計標高，深度也合理，防止出現(xiàn)土體隆起、凸出與擠壓等問題。結合此水利工程特點以及水閘基礎狀態(tài)等可以嘗試選擇從一側向單一方向跳打的方法，也就是逐排靜壓施打，從而確保樁體朝著一個方向移動，提高施工效率。

3.6 鋼混管樁壓入

預應力鋼混管樁的植入與夯實施工是整個工程施工作業(yè)的關鍵點，為了確保施工質(zhì)量就要從要點入手加以把握。要牢固并科學調(diào)整樁身部位，防止管樁錯位，可以嘗試借助盜版導板夾具、箍筋等來牢固管樁，確保鋼混管樁定位，再憑借樁頂施壓的方式來植樁，而且在靜壓樁時要保證樁頂、樁身等處于一條豎直線，最終的沉樁終止值必須達到設計標準，通常來說是將控制樁端設計標高來當做計量指標，具體的貫入度應作為參考數(shù)據(jù)來設計。如果樁端遇到特殊土體，例如：黏土、粉土或砂土、粗砂土等，則要重點控制貫入度，將樁端作為參考值。隨著預應力鋼混管樁的夯入要定時記錄下相關數(shù)據(jù)，例如：沉樁時間、沉樁強度、樁體位置偏移等。

3.7 管樁質(zhì)量檢測

按照規(guī)定的流程打樁成功后，則要對管樁進行檢測，具體是指：

（1）檢查樁身。施工結束后樁身要完整、無任何局部受損、破壞，具體則可以選擇PIt低壓變動力檢測法，以此來測試樁體的完整性，可以采取抽樣檢測的方式，樣本數(shù)量要在樁體總數(shù)的20%以上。

（2）監(jiān)測管樁承載力。可以借助單樁豎向抗壓承載力靜載試驗發(fā)來對應測試樁體承載力，同樣可以采用抽樣法，具體的樣本數(shù)量不能低于總樁體的1%。

（3）樁身位置檢測。要嚴格檢查樁體壓入中有無上涌或者側向位移等問題，出現(xiàn)樁身上涌則一般是因為樁體之間距離過小導致，此工程地下多為軟土層，也為樁身的起伏帶來了影響，應該重點檢查，發(fā)現(xiàn)起伏的樁體需要再次壓入。

4 總結

預應力鋼筋混凝土管樁用于水閘出線加固施工中，減少了傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的施工量，縮短了施工周期，四周環(huán)境也不會受到影響，預應力鋼混管樁結構牢固、質(zhì)地堅硬，用于水閘出現(xiàn)加固施工能夠妥善提高水閘基礎質(zhì)量，從而確保水閘工程施工質(zhì)量，實際施工中要注意掌握科學的夯樁方法，要對一些關鍵環(huán)節(jié)進行重點監(jiān)管，從而確保水閘除險加固施工質(zhì)量。

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