淺談砼管樁在水利工程中的應用

李威

摘 要：經過多年發展，管樁已經廣泛使用于水利、建筑等工程，其中預應力管樁發揮的作用尤其巨大。文章著重介紹了預應力高強混凝土管樁（PHC）在水利工程的一些應用情況，并詳細分析了PHC管樁的施工技術。

關鍵詞：預應力高強混凝土管樁；水利工程；應用；施工技術要點

PHC管樁是指將高強度的混凝土（>C80）和強度高卻松弛小的預應力鋼筋兩種材料結合，通過先張法和高速離心技術使之成型，然后在一定環境下養護，最后得到空心的、截面相同的、圓筒型的預制構件。同其他類型樁相比，PHC管樁具有市場化、節約資源、易于調整、輕污染等優點，已經取得了良好的社會經濟效益。

1 PHC管樁的應用

由于水利工程的特點，使用PHC管樁處理地基時，一定會遇到諸多問題。此時，需要做好施工前的準備工作，高度重視施工過程中遇到的問題。應用問題如表1。

表1 PHC管樁的優點及應用問題

2 施工技術要求

2.1 基于靜壓法的施工工藝

靜壓法的施工工藝能有效保證樁身質量，所以，靜壓法在水利工程中應用比較多。

2.1.1 壓樁機的選型。根據水利工程的地形地質實際條件，依照設計的單樁承載力大小，選擇符合要求的壓樁機型號。如果選型不符合工程要求，會引起一些施工問題，比如壓樁機自重過大，會引起軟土地基出現塌陷，樁基位置出現偏移等。參照相關規范，壓樁機的噸位不能超過PHC管樁極限承載力的1.2到1.5倍。

2.1.2 施工過程。固定管樁位置，調平樁機，之后使用夾持腔將管樁吊起，管樁穩定后，保持底樁與樁位處于垂直狀態。開始沉樁，當底樁的地面部分為2.53m時，使上節樁與底樁對齊，當底樁地面部分變為60到80cm時，調節好上節樁與底樁的位置，并用焊接接頭。繼續沉樁，一直到終壓值滿足設計規范要求，如此3次，最后將超標的樁頭截去。

2.1.3 終壓值的確定。管樁的設計可確定其終壓值，摩擦樁通常以樁長為標準進行終壓比照：a.摩擦樁的樁長大于21m時，主要依據樁長進行終壓對比；b.摩擦樁的樁長在14m到21m之間的，當地基土層中持力層為密實砂土時，依據設計最大荷載的1.8到2倍作為終壓對比，每次終壓力保持時間不少于1分鐘，并不少于3次，之后根據設計要求進行截樁；當管樁頂部標高滿足規范要求，而終壓卻不滿足，此時需在1m之內繼續沉樁，直至終壓值滿足設計要求。c.樁長小于14m時，持力層是粘土時，依據終壓力進行對比，并對此復壓。樁長小于8m的復壓次數需要相應增加。

2.1.4 復壓控制。在沉樁已經滿足設計規范要求的前提下，松開夾持腔，然后對管樁進行重新加力再壓的工作則為復壓。復壓根據實際情況通常2到3次最優，并使管樁終壓力保持一定時間，通過管樁的最終檢測，管樁承載能力提高許多，沉降度也隨著變小。

2.2 施工工序

靜壓管樁的施工程序為：測量定位——樁機就位——復核樁位——吊樁插樁——樁身對中調直——靜壓沉樁——接樁——再靜壓沉樁——送樁——終止壓樁——樁質量檢驗——截取樁頭——樁頂與承臺連接的接頭混凝土澆筑。

2.3 施工技術要點

2.3.1 壓樁

壓樁施工過程，必須嚴格遵守相關壓樁技術規范，避免出現樁身偏斜、樁尖偏移、甚至樁身出現彎曲等質量問題。壓樁前，需先參閱水利工程施工現場的地質地形條件及相關資料，便于提前將施工現場內的障礙物清理干凈，確保壓樁工作的順利進行。壓樁技術要點在于管樁的垂直度控制。沉樁過程中，管樁垂直度的修正比較困難，所以，沉樁就位時就要做好樁位與管樁的對齊。管樁垂直度的校核使用垂直角，通常采用兩個方向成90度的經緯儀，使導架處于垂直狀態。樁機導架可通過旋轉、滑動等對管樁垂直度進行調整。經緯儀應架設在打樁影響范圍之外，定期進行調平工作。管樁沉樁速度不能過快，過快不方便及時調整垂直度，通常控制在1m/min上下。除此以外，送樁孔需及時填埋；壓樁的施工程序需嚴格遵守，通常采取“走長線”壓樁。

2.3.2 接樁

在接樁之前，一定要確保上節樁與底樁對齊，通常使用接樁導向箍保證接樁質量。焊接法在管樁施工中比較常用，焊接前將接頭處清理干凈，直到出現金屬光澤為止。焊接時，兩個焊工需共同工作，在坡口處對稱點焊4到6點，焊接層數不能低于2層，并且焊接工作完成后及時清理焊渣，確保焊縫飽滿，在自然環境下冷卻8到10分鐘，禁止使用冷水來冷卻，避免高溫焊縫遇水變脆，焊接質量得不到保證。

2.3.3 管樁與底樁的連接

鋸樁器的使用，能保證樁頭截取之后管樁的完整性，現已廣泛運用，禁止使用大錘從水平方向用力擊打管樁達到截樁的目的。管樁樁頂內需澆筑100cm厚的C40的細石混凝土（在其底部設有托板，摻雜少許膨脹劑），同時均衡插入6根直徑為22mm的鋼筋與底板連接。底板鋼筋綁扎時，錨筋與底部鋼筋需要焊接。

2.3.4 質量檢查及檢測

強化對管樁質量的檢測，管樁的標高及樁位是否正確，垂直度是否出現偏差，樁身結構是否保持完整，通常采用動測法進行檢查、檢測。

管樁的承載能力相關重要，在最大程度上保證水利工程地基能承載上部荷載，確保水利工程的整體質量。通常采用靜載實驗法檢測單樁豎向承載力，實驗時靜力壓樁機可作為反力平衡裝置，為管樁的靜載試驗提供反向平衡力。因此，不必另外使用錨樁和反力梁等裝置。

3 結束語

PHC管樁盡管已經在水利工程中得到廣泛使用，但仍存在著諸多問題。全文分析了PHC管樁在水利工程的應用，相應提出了管樁在水利工程中的施工工藝、施工程序及施工技術要點。相信隨著相關技術人員的不斷探索，PHC管樁技術水平將不斷提高，對水利工程的建設發揮更大的作用。

參考文獻

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