新型長管節預應力后張法大管樁應用實例

摘要：通過工程實例，探討新型長管節預應力后張法大管樁的應用，實踐表明，新型長管節大管樁作為碼頭樁基的一種，值得進一步推廣。

關鍵詞：長管節 大管樁 單樁特性

1 前言

預應力混凝土大管樁強度高、密實性好、耐錘擊，它作為碼頭基礎具有抗彎性能好、垂直承載力高的特點，相對于鋼管樁又具有不需要防腐維護、節省鋼材、造價低的優點。但隨著碼頭樁基工程的發展，對樁基防腐、耐錘擊等提出了更高的要求。華潤溫州蒼南發電廠卸煤碼頭及棧橋為高樁梁板式結構、單引橋一字型布置形式。碼頭平臺及部分水上棧橋樁基采用后張法預應力大直徑管樁，其中碼頭平臺樁數為255根，樁長57～69m，橫向排架間距9m，每排架樁數為8根。棧橋Q1～Q10排架樁數為30根，樁長32～54m，橫向排架間距20m，每排架樁數為3根。該工程所用大管樁直徑均為1200mm。

2 碼頭地質條件

根據地質勘探結果，將施工區域地基土劃分為上、中、下、底四個主要分層。上部分布淤泥質海積層。由于沉樁施工前對碼頭平臺區域進行了疏浚處理，此層已基本挖除，故對沉樁影響不大。中部分布粉砂層，呈中密～密實狀，厚度厚度1.4～14.4m，因樁基必須穿過該層以達到持力層，沉設過程中大管樁受拉應力較大，能否順利穿過該層對樁基沉設成敗至關重要。下部分布的粉質粘土等性質均較好，但土質不均，厚度變化較大，厚度大時可做樁基持力層。底部分布的熔結凝灰巖，屬于硬質巖石類，強風化厚度較薄。下伏的中風化層性質良好，是場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應力混凝土大直徑管樁為新型產品，在國內應用尚屬首次。管節長度為8～10m，在管節拼接端面涂刷粘結劑，管節的預留孔內穿入高強鋼絞線，然后施加一定的預壓應力，進行壓力灌漿水泥灰漿自錨，將預制的管節拼接成設計要求長度的管樁。

本工程所用大管樁的單樁特性與《港口工程后張法預應力混凝土大管樁設計與施工規程》（JTS 167-6-2011，下簡稱規范）中D1200B32-2樁的對照如表1。

該大管樁使用自平流的耐久性混凝土新材料用于管節制作，混凝土強度達到C80，高于現行規范規定的C60，混凝土電通量≤1000C，小于規范允許的1500C，管樁耐久性大大提高。使用新型大流動灌漿材料用于長管節管樁的灌漿，管節的拼接粘合、鋼絞線的張拉及孔道灌漿均滿足現行規范要求。同時，采用新的張拉工藝，設計了每級張拉的預應力值，保證了管樁分級張拉后每孔的預應力值一致，樁身預應力分布均勻。經試驗驗證，該樁型管樁單樁的抗裂彎矩設計值及抗彎強度設計值不小于現行規范規定同規格的大管樁。

4 沉樁情況

本工程沉樁以標高控制為主，貫入度校核。詳細的設計停錘標準如下：

⑴樁頂標高達到設計標高，且最后10擊的平均貫入度小于20mm/擊；

⑵當最終10擊的平均貫入度小于5mm/擊，且樁頂標高不大于設計標高2m時，持續錘擊100mm或30～50擊，且貫入度無增大的趨勢，可停錘；

本工程所有樁均達到了上述停錘標準。

選用的D-125型打樁錘最大沖擊能459.8KN·m，最大爆炸力為3900KN。打設過程中所開檔位為2檔，根據地質分層的不同，沉樁難度也不同，其中穿過粉砂層難度較大，貫入度約為4mm/擊，穿砂層普遍達到800擊以上。碼頭平臺部位大管樁沉設平均總錘擊數達到2400錘，個別樁甚至達到3000至3400錘。

施工過程中因突發涌浪，造成錘擊偏心導致2根樁樁頭破損，經過鑿除破損樁頭、采用高強砂漿修補樁頭（特殊情況使用樁頂鋼板箍）等一系列措施，后復打順利沉至設計標高。

5 單應變檢測

沉樁期間分期、分批次對已沉設好的大管樁進行高應變和低應變檢測。高應變檢測頻率總沉樁數的5%，檢測結果13根全部合格；低應變檢測頻率為總沉樁數的10%，檢測結果29根全部合格。

6 結語

本工程所使用的大管樁管節長度8～10m，使頂節管節的接頭侵入水下段，解決了現有長4m管節大管樁的接頭過多和頂管管節接頭暴露在潮差段影響樁基耐久性的問題。

在結構設計上調整了頂部管節鋼筋籠的布設和制作工藝，為提高樁頂的抗擊打能力采取了局部加強的措施，通過目測及低應變檢測結果反映，該樁型基本解決了樁身易產生縱向裂縫的問題。

通過對比該樁型與現行規范規定的樁型，除單節管節長度有異外，其余單樁特性均不低于規范規定的標準。

該樁型的管節預制與管樁的拼裝已實現工業化生產，機械化程度高，管節制作工藝先進，管理嚴格，質量穩定。

該樁型混凝土為高強度、高密實度、低孔隙率、低吸水性、低電通量凝結材料，因而使該樁具有耐久性好、耐錘擊等優良特性。

實踐表明，長管節大管樁作為碼頭樁基的一種，值得進一步推廣。

參考文獻

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[3]JTS 167-6-2011，《港口工程后張法預應力混凝土大管樁設計與施工規程》