U形預應力混凝土板樁在錢塘江堤防工程中的應用

徐 斌，范柯杰，郭洪林

(浙江江南春建設集團有限公司，杭州 311243)

U形預應力混凝土板樁在錢塘江堤防工程中的應用

徐 斌，范柯杰，郭洪林

(浙江江南春建設集團有限公司，杭州 311243)

U形預應力混凝土板樁在錢塘江堤防中的成功應用，使得這一新型產品的應用領域得到了拓寬，并達到了節能、施工速度快、外觀質量高的施工效果。本文介紹了具體的施工工藝、沉樁施工方法，以及質量和安全控制措施。

U形預應力混凝土板樁;錢塘江堤防;施工工藝;質量控制

1 工程概況

上虞市世紀新丘治江圍涂工程位于錢塘江河口尖山河段南岸上虞岸段，是錢塘江河口尖山河段整治工程的組成部分。工程等別為Ⅱ等，臨江海堤建筑物級別為1級。治江圍涂工程一期Ⅰ標范圍：工程堤線上游起自擬建虞北漁港東側 K5+154，至樁號 K8+265.57止，全長3110.18m。

堤腳防沖采用U－CS－450－12先張法U形預應力鋼筋混凝土板樁垂直防沖，先張法U形預應力混凝土板樁由高強混凝土制成并具有大體上為U形的橫截面。

結構受力上其具有高抗彎、高抗剪性能，還具有一定的承重功能。另外，兩邊的連接部相當于一個扣合板，接頭拼接后中間可以留有空隙，這個中間的空隙可以填入一些漿體材料或者其他聯結材料，保證止水效果和連接強度。

2 工程地質條件

2.1 地形地貌

本區大地構造隸屬于揚子準地臺錢江臺裙帶，余杭～嘉興臺陷的東南部。主要由江山～紹興大斷裂、常山～漓諸大斷裂、昌化～普陀大斷裂、孝豐～三門灣等一系列大斷裂帶組成。

2.2 C域地震構造及地震

本區地震強度弱，且新構造運動不明顯，構造活動十分微弱，其區域穩定性較好，地震基本烈度為VI度，地震峰動加速度值為0.05kg。

2.3 地基土層劃分

勘察查明，在鉆探所達深度范圍內，按成因類型、土質特征、物理力學性質特征等，共分為三個工程地質層，七個工程地質亞層，自上而下依次為：①－0層：塘身填土;①－1層：黏質粉土;①－2層：粉土夾粉砂;②層：粉砂夾粉土;③－1層：淤泥質粉質黏土夾粉土;③－2層：粉砂夾粉質黏土;③－3層：粉質黏土夾粉土。

綜合各地層的埋藏深度、分布規律及物理力學性質指標，結合本工程實際情況，工程場址評價如下：

①－0層塘身填土，人工堆填，中壓縮性，強度中等，性質尚可;①－1層黏質粉土，中壓縮性，強度中等，性質尚可;①－2層粉土夾粉砂，中壓縮性，強度較高，性質較好;②層粉砂夾粉土，中壓縮性，強度較高，性質較好;③－1層淤泥質粉質黏土夾粉土，高壓縮性，強度低，性質差，該層為堤基強度及變形控制的土層;③－2層粉質土，中～高壓縮性，強度低，性質差。

3 施工工藝

擬選用履帶吊配合振動錘施工，施工工藝如下：

3.1 板樁的定制采購、起吊運輸、振沖沉設

3.1.1 定制采購

a.擬采用板樁為U形斷面，寬度為1020mm，截面腹高為450mm，樁長為12m。板樁兩側設有可以咬合的凸凹槽，這樣在板樁振沖過程中可以有效保證板樁墻面的直線度;同時板樁側面凸處設置橡膠止水條，可以有效保證板樁之間的緊密性，達到很好的防滲效果。對于保證錢塘江堤防的堤腳防沖起到了常規普通板樁很難達到的防止土體流失的效果。

b.板樁由生產廠家在工廠預制完成，經過高壓蒸養達到設計要求強度并負責運至施工現場，施工方和相關單位一起按設計要求進行外觀檢查驗收，驗收合格并達到設計強度后方可施工(見表1)。

表1 U形預應力板樁制作允許偏差

3.1.2 起吊運輸

板樁的吊點必須按設計要求進行制作安裝，板樁運輸過程中的擱置點必須在吊點位置，多層堆放時應采用多支墊均勻堆放，各層支墊位置在同一垂直線上，層高不得超過四層。強度達到70%時方可進行預制廠內水平吊運，外運時板樁強度不得低于90%，振沖施工時板樁必須達到100%強度。

3.1.3 振沖沉設

a.選擇機械性能分析：電動振動錘具有結構合理、有較大的沖擊能力、工作效率高的特點。振動錘在打樁時，砂層受振動，力學性能會明顯下降，可有效地降低沉樁阻力。

b.U形板樁主要采用振動沉樁，配備DZJ135型靜力偏心振動錘沉樁。必要時可以根據工程實際地質情況通過板樁預留孔采用輔助水力沖沉。

3.2 沉樁工藝

沉樁工藝流程見圖1。

圖1 沉樁工藝流程

4 沉樁施工方法

在沉樁前必須做好設計及施工技術交底。安排好沉樁順序。沉樁按照《板樁碼頭設計與施工規范》、《港口工程樁基規范》中的相關規定執行。

4.1 測量放樣

首先對業主提供的高程和平面控制點進行復核確認并報監理審核，然后根據工程實際需要設置施工控制點，控制點數量要滿足施工要求，同時做好引樁保護工作。對于板樁沉設按設計進行放線標記，用以指導施工方位和高程控制。

4.2 施工準備工作

施工前首先進行場地平整，達到施工基面平整度要求，保證重型機械設備的操作和安全要求。

4.3 板樁定位

整體板樁沉設線型由測量進行放線控制，具體施工時采用定位導向架控制每一個施工段的線型。定位導向架由后面已沉設的板樁和前面的鋼立柱進行定位，以防止振沖過程中定位導向架自身移位。定位導向架中間寬度用來控制板樁橫向移位，板樁縱向移位由定位導向架上面的手動葫蘆緊固器配合上部振沖錘的夾緊器和板樁自身的凸凹槽進行振沖過程中的板樁姿態控制(見圖2)。

圖2 板樁沉設定位

4.4 振沖沖水沉設

預應力U形板樁作為錢塘江堤防工程中堤腳防沖設施，板樁之間的接觸緊密防沖是工程的關鍵之所在。因此板樁振沖沖水沉設過程中的板樁姿態控制是關鍵。

板樁沉設控制主要是板樁平面直線度、豎向垂直度、高程及板樁之間的縫隙控制。根據定位導向架控制板樁初始定位，振沖沖水沉設過程中由于樁尖、葫蘆緊固器、振沖錘夾緊器會出現重心偏離現象，因此振沖時應均勻緩慢進行，同時對上述控制板樁振沖沉設的指標進行監測，出現偏差應及時查找原因進行動態調整，從而使板樁整體的平面直線度、豎向垂直度及板樁之間接觸緊密，滿足板樁設計沉設要求。

5 板樁沉樁質量控制

設計板樁沉放允許偏差見表2。

表2 設計板樁沉放允許偏差

板樁沉放質量與工程實際地質情況和施工中的具體操作有關。整體板樁沉放質量來源于個體板樁質量控制，個體板樁之間通過凸凹槽連接形成整體，前面施工板樁質量控制對緊鄰板樁質量有很大制約和影響，因此對于每個板樁施工中的姿態控制(包括垂直度、直線度及板間縫隙)要根據實際地質條件采取相應的措施進行，施工中的動態監測尤其重要。須發現問題，分析原因，采取措施。

在施打過程中，具體質量控制措施如下：

a.施打前，確保預制樁的強度和齡期滿足設計和規范要求。

b.試樁期間，及時分析調整工藝，并對過程進行詳細記錄。

c.平面軸線控制：打樁前進行設計板樁的軸線復核，板樁軸線偏差應控制在20mm以內。整體板樁設計軸線控制由全站儀根據布設的施工控制點完成，第一根板樁的定位尤其重要，一定要確保滿足設計要求。

d.豎向垂直度控制：分別在板樁縱向和橫向采用兩臺J2經緯儀進行樁身垂直度測量控制。打樁開始至入土層1m左右定位后，要對板樁姿態進行復核，允許偏差，應進行相應的調整。樁體姿態超出設計要求時，應將樁拔出，二次重新沉設。

e.高程控制：樁尖位于軟土時，以樁尖達到設計標高為符合要求，樁頂允許偏差應控制在 －50，+100mm范圍。板樁振沖接近設計高程時，相應調整振動錘的工作參數來控制震動的頻率及力度，達到輕、慢、穩的要求，避免出現高程偏高和偏低現象。

6 沉樁作業的安全控制

a.施工前首先對工程機械設備進行相應的各項安全調試和試驗，保證機械設備性能滿足施工要求并通過聯合驗收。

b.在安裝鋼圍檁、吊樁、吊振動錘、移動履帶吊時，吊車吊臂及振動錘下方嚴禁站人。

c.高處作業人員應佩戴安全帶，水上作業應穿好救生衣。

d.沉樁過程中，起重指揮信號規范、清晰，安全員現場監督。

e.大風天氣嚴禁施工，振動錘放至平整堅實的地面上。

7 結語

U形預應力混凝土板樁作為新型產品在錢塘江堤防中的成功實施，達到了節能、高效、外觀質量好等多重優點，為以后在涌潮地段堤防工程中的普及和推廣應用打下了基礎。

Application of U-shaped Pre-stressed Concrete Sheet Piles in Qiantangjiang River Embankment Project

XU Bin，FAN Ke-jie，GUO Hong-lin
(Zhejiang Jiangnanchun Construction Group Co．，Ltd．，Hangzhou311243，China)

Successful application of U-shaped pre-stressed concrete sheet piles in Qiantangjiang River embankment widens the application field of the novel product．It reaches the construction effects of energy-saving，rapid construction speed and high appearance quality．The paper describes the specific construction techniques，pile penetration construction methods as well as quality and safety control measures．

U-shaped pre-stressed concrete sheet piles;Qiantangjiang River embankment;construction technology;quality control

TV431

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1005-4774(2013)08-0016-03