混凝土管樁在水利工程中的應(yīng)用探討

陶述平 （安徽水安建設(shè)集團股份有限公司，安徽 合肥 230000）

0 前言

混凝土管樁泛指預(yù)應(yīng)力管樁，此類管樁在各類工程當(dāng)中十分常見，且均取得了良好的成效。相比于傳統(tǒng)樁基，混凝土管樁在工藝要求、養(yǎng)護(hù)要求等方面有獨特的要求，如果應(yīng)用當(dāng)中未能依照要求來進(jìn)行施工，勢必引起管樁質(zhì)量問題，相應(yīng)不利于水利工程整體質(zhì)量，因此為了確保水利工程質(zhì)量，有必要對混凝土管樁的應(yīng)用進(jìn)行了解。

1 水利工程中混凝土管樁的應(yīng)用優(yōu)點以及注意事項

水利工程的管樁必須具備良好的防水性能，而文章所分析的高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是一種混凝土強度等級＞C80的高強度管樁，內(nèi)部埋有強度高，但松弛度較小的鋼筋的樁基，具有空心、截面相同、外形圓筒的特征，在這些特點之下，高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的防水效果良好，同時還具備其他優(yōu)點，例如可以靈活組合應(yīng)用；樁端承載力大于傳統(tǒng)樁基1.8倍左右；樁身側(cè)磨阻力大于傳統(tǒng)樁基1.4倍左右；易于質(zhì)量檢測；樁身抗沖擊、錘擊能力優(yōu)秀；成本較低。下圖為混凝土管樁。

最終水利工程條件下，高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)用時需要注意如下事項：

①施工前確保管樁位置正確，且重點對沉樁時的速度進(jìn)行控制，否則容易引起質(zhì)量問題；

混凝土管樁

②沉樁當(dāng)中不可以出現(xiàn)落錘現(xiàn)象，否則可能引起偏心問題，且沉樁過程不可中斷；

③在高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁組合應(yīng)用當(dāng)中，必須確保兩根樁基的連接節(jié)點正確；

④組合應(yīng)用初步完成之后，有必要進(jìn)行防腐處理；

⑤不可使用大錘截樁法。

2 水利工程中混凝土管樁的施工技術(shù)要求

2.1 準(zhǔn)備工作

在水利工程高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工之前，為了確保施工質(zhì)量，有必要做好相應(yīng)的組合南北工作。高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工準(zhǔn)備工作主要內(nèi)容為：采用靜壓法對管樁進(jìn)行檢測，以免出現(xiàn)管樁施工缺損現(xiàn)象，但如果地基承載力相對較小，那么可以采用錘擊法代替靜壓法；設(shè)備建議選擇履帶式打樁機，且在施工之前對設(shè)備進(jìn)行檢查，確認(rèn)設(shè)備可以在實際施工環(huán)境中正常使用；樁基堆放需要保持穩(wěn)定，并定期對樁基進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)某樁基出現(xiàn)質(zhì)量問題就需要及時更換；施工之前應(yīng)當(dāng)對樁基兩側(cè)、樁身進(jìn)行檢查，要保障樁基上沒有雜物。此外，在設(shè)備選擇方面，除了要選擇設(shè)備類型以外，還要重視各類設(shè)備的型號問題，例如部分設(shè)備自身重量較大，而地基承載力不足，所以在長時間的運作之下可能會出現(xiàn)施工問題，具體規(guī)范上，設(shè)備的重量不能超過高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁極限承載力1.2～1.5倍[1]。

2.2 施工中期

在前期準(zhǔn)備工程完成且沒有錯誤的前提下，即可進(jìn)入中期的施工階段，在此階段當(dāng)中要注意如下事項：首先當(dāng)管樁處于正確位置時，要將管樁固定，之后對樁基進(jìn)行調(diào)平，在此前提下使用夾持腔連接管樁與起吊設(shè)備，利用將管樁吊起，當(dāng)管樁達(dá)到相應(yīng)高程需要停滯一段時間，以消除管樁的晃動力，管樁穩(wěn)定后確認(rèn)其是否與樁位保持垂直關(guān)系，如果是垂直關(guān)系，則可以進(jìn)入下一階段。其次在垂直狀態(tài)下開始沉樁作業(yè)，作業(yè)當(dāng)中將管樁放置到2.53m左右，對上節(jié)樁、底樁的位置進(jìn)行調(diào)整，兩者之間同樣要保持垂直關(guān)系，之后利用焊接工藝完成接頭，此工序循環(huán)操作，直至完成所有樁基，且每個樁基施工完成之后，其終壓值必須與設(shè)計要求一致。此外，在所有樁基施工完成之后，需要對多出部分進(jìn)行截除[2]。

在上述施工完成之后，還需要進(jìn)行終壓值設(shè)定、復(fù)壓操作，下文將對這兩個部分進(jìn)行介紹。

①終壓值設(shè)定

每個樁基的終壓值必須與設(shè)計要求一致，那么為了能夠準(zhǔn)確判斷管樁質(zhì)量，就需要先對終壓值進(jìn)行設(shè)定。關(guān)于終壓值的設(shè)定方法，通?？梢岳脴堕L作為終壓值設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，通過終壓比照來得到終壓值，這種方法適用于管樁樁基樁長超過21m的條件下。此外，在其他樁長條件下，關(guān)于終壓值設(shè)定的方法就有所變化，例如當(dāng)樁長位于14m～21m之間，那么需要依照管樁設(shè)計參數(shù)當(dāng)中的最大載荷，通過終壓對比來確定終壓值，且每次終壓對比時間不能低于1min，次數(shù)不低于3次；當(dāng)樁長小于14m時，需要依照終壓力來進(jìn)對比，之后則需要進(jìn)行多次復(fù)壓；當(dāng)樁長小于8m時，終壓值設(shè)定方法同14m一樣，但復(fù)壓次數(shù)需要相應(yīng)增長[3]。

②復(fù)壓操作

根據(jù)終壓值設(shè)定內(nèi)容得知，當(dāng)水利工程高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁長小于14m時，需要進(jìn)行復(fù)壓操作，那么文章此部分將對復(fù)壓操作的規(guī)范要求進(jìn)行介紹。在復(fù)壓操作當(dāng)中，首先需要放開夾持腔，其次對管樁重新施壓即可。另外，復(fù)壓操作的次數(shù)一般為2～3次，如果樁長過小可以適當(dāng)增加次數(shù)，且每一次復(fù)壓不可中斷，同時整個復(fù)壓操作流程完成之后，有必要對管樁當(dāng)前承載能力進(jìn)行檢測，如果承載能力滿足設(shè)計要求，則說明復(fù)壓成果，如果不滿足則需要繼續(xù)復(fù)壓。

2.3 施工后期

在完成施工中期工作之后，就進(jìn)入了施工后期階段，此階段主要工作內(nèi)容包括：沉樁、上節(jié)樁與底樁接樁、管樁與底樁連接、竣工驗收，具體內(nèi)容如下文所述。

①沉樁

沉樁是一種對高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工結(jié)果進(jìn)行調(diào)整的工作，可以提高施工的精度，因此具有較高重要性。在沉樁過程中，首先需要對樁基當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)，如果樁基存在樁身傾斜、樁頭偏移、樁身彎曲、裂縫等現(xiàn)象時，則不能進(jìn)行沉樁，需要通過人工手段先進(jìn)行處理，其次在樁基狀態(tài)達(dá)標(biāo)的前提下，需要對施工場地進(jìn)行清理，排除一系列雜物即可正式進(jìn)行沉樁，正式沉樁時，需要采用相應(yīng)檢測儀器對樁基垂直度進(jìn)行實時看護(hù)，當(dāng)垂直度出現(xiàn)偏差應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行調(diào)整，同時沉樁過程當(dāng)中，要重點控制沉樁的速度，通常為1m/1min。此外，針對送樁孔需要及時填土掩埋。

②上節(jié)樁與底樁接樁

首先檢查上節(jié)樁與底樁是否對齊，如果基本對齊那么可以將上節(jié)樁放置在底樁上，并使用導(dǎo)向箍來確保兩者精確對齊，其次采用焊接法來完成接樁，此過程中需要對接樁節(jié)點進(jìn)行清理，不能存在粉塵等異物，隨著焊接作業(yè)人員需要同時對坡口進(jìn)行焊接，即采用對稱點焊方法進(jìn)行操作，焊接層數(shù)不能少于2層，此時接樁基本完成。此外，接樁完成之后，需要及時清理焊接產(chǎn)生的焊渣，且將焊接后的接樁防治自然環(huán)境中10min使其冷卻，這一過程最好不要人工干預(yù)，尤其不能使用冷水來降溫，否則會增加焊接節(jié)點的脆性。

③管樁與底樁連接

在上節(jié)樁與底樁接樁完成之后，需要進(jìn)行管樁與底樁的連接，此過程主要分為兩個步驟，即連接作業(yè)、樁頭截除。在連接作業(yè)當(dāng)中，首先在管樁樁頭處澆筑100cm左右厚度的細(xì)石混凝土，強度等級一般為C40，澆筑完成后需要均勻埋入6根直徑22mm的鋼筋，通過鋼筋來實現(xiàn)管樁與底樁的初步連接，其次將管樁鋼筋與底樁鋼筋綁扎后進(jìn)行焊接，焊接操作同上；在連接完成之后，需要將管樁多出的部分截除，在截除方法上，不能使用常規(guī)的大錘法，應(yīng)當(dāng)借助鋸樁設(shè)備來完成，以確保樁基的完整性。

④竣工驗收

通過上述操作，水利工程高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工全部完成，但因為此項施工的復(fù)雜性，施工結(jié)果很容易存在質(zhì)量問題，所以有必要進(jìn)行竣工驗收。在竣工驗收過程當(dāng)中，主要需重視以下幾個部位：管樁強度、管樁標(biāo)高與位置、垂直度、是否完整，驗收方法一般可采用動測法。

3 結(jié)語

文章分析了混凝土管樁在水利工程中的應(yīng)用，通過文章分析得到結(jié)論：混凝土管樁是一種應(yīng)用面積廣泛的樁基，其功能滿足水利工程建設(shè)要求；相較于傳統(tǒng)樁基，混凝土管樁具有較大優(yōu)勢；在水利工程背景下，從三個階段介紹了混凝土管樁的應(yīng)用。