小型PHC管樁在水閘施工中的技術應用

【摘要】因為水閘工程工作環境較為嚴峻，面臨著較大的沖刷和滲透破壞風險，因此對于地基處理要求有著更為嚴格的要求。對于小型PHC管樁在水閘工程中的應用，本文從施工、質量控制和常見問題及處理方面，進行了系統的介紹，以期對于未來類似工程提供可借鑒的理論和經驗支持。

【關鍵詞】小型PHC管樁；水閘；靜壓沉樁

伴隨著科學和技術的不斷發展，很多水利設施在小型水利結構當中被廣泛的應用，就比如小型PHC管樁在水閘中的應用。因為地質條件各異，在地基處理上有較高的要求，PHC管樁具備很多優點：抗壓強度較大、貫入度好、抗擊打性能良好、搭配靈活、質量可靠安全以及施工速度很快，故而在水利設施中特別是水閘加固和建設當中被廣泛使用，在水利設施中有非常好的發展前景。

1、工程概況

某水閘工程位于浙江地區，主要包括引水渠、閘門、閘室和消力池等組成。為了引水或排水的需要，水閘首段設置標高較低，同時下游導航墻、擋土墻的設計標高稍高于水閘首段標高，因此在開挖過程中一次性開挖到設計位置則不利于樁基的施工。

2、施工方法

2. 1施工工藝

對于PHC管樁在水閘中的應用，首先進行閘首段的應用，在完成導航墻管樁施工后，進行水閘首段樁基施工，施工需要采用從中間向兩側的方式進行施工，避免因為PHC管樁施工擠土影響樁基承載力。

根據上述施工工藝流程，具體的施工如下所示。

（1）施工測量

在PHC樁基施工之前，需要依照高程控制網點和設計文件測控面對現場進行勘察，之后依照施工需求開展高程控制點和擴展平面工作，針對平面控制網點重點應用GPS定位，通過三等水準測量接引高程控制網。

（2）簡介試樁

為了確保壓樁施工合理有效，要依照標準開展試樁作業，由于水閘通常應用摩擦樁來施工，所以壓樁控制要根據設計樁長來檢驗。

（3）關于沉樁定位

針對沉樁中的定位施工，必須應用1臺水準儀和2臺經緯儀共同合作才能進行。因為在沉樁時要做好總裝作業，可以利用靜壓裝機進行管樁送樁作業。

（4）施工機器配置

為了減少沉樁時的噪聲污染，當前管樁施工多采用靜力壓樁方法進行施工作業。本工程采用的是抱壓式靜力壓樁機，較長的夾具設置可以有效的保證送樁作業時的樁身垂直度，可以在不增加壓樁集中應力的情況下增大豎向摩擦力。

2.2質量控制

由于PHC管樁在施工中有較高的要求，所以應當采用必要的方法對施工質量進行控制，現在所用的質量措施如下：

其一是施工準備工作，在管材使用上嚴格依照設計標準來選擇材質，保證在材質選擇上滿足設計標準。

其二是技術的儲備，需要熟悉和了解施工技術規程和規范，掌握PHC管樁的技術標準，在施工之前做好技術交底工作。

其三是試樁，針對試樁施工，一定要做好詳細的試樁參數記錄，保證全部工序達到施工方法和控制標準。

其四是施工監測。在沉樁作業過程中，為了PHC沉樁作業的安全可靠，需要對于每根PHC管樁的靜壓壓力、垂直度和最后樁基壓力等技術參數進行記錄，并進行技術性分析。

3、施工常見問題及處理

因為PHC管樁在沉樁當中就是擠土作業，受土體影響較大，依照施工相關調查，當前PHC管樁施工有以下幾點問題：

3.1振動造成的影響及擠土效應

因為現在我國在環境上有較高的要求，當前在沉樁作業上通常采用靜壓法，這種沉樁方法當屬擠土類型，在施工過程中常出現以下問題。

其一因為在沉樁的時候，會對樁身附近土體有很大影響，讓土體應力狀態有較大變化，產生相應的擠土效應；其二鑒于PHC管樁結構的特征，在施工當中需要通過焊接連接管樁，因為受到施工環境的影響，很難控制焊接的質量，此外因為焊接時候較長，很容易導致樁端停在硬夾縫中，對沉樁作業非常不利。

對于以上沉樁作業中的各種問題，現在我們通過以下幾種方法解決。

首先是布樁密度的控制，布樁密度的分配一定要合理，針對樁距很密的地方，沉樁作業可以應用預鉆法；再而是沉樁程序的控制，要限制沉樁速率，通常是lm/min內，特別是要控制好沉樁施工路線，依照樁體不同的入土深度，應用先高后低，先長后短的次序；其三

尤其是需要嚴格控制沉樁施工流水路線，除去擠土效應，針對擠土效應，需要采用設置塑料排水板或袋裝沙井，以縮小來自孔隙的水壓力。

其四是加強周圍監測。在沉樁過程中，對于周圍建筑、底線管線應進行合理的監測，尤其是周圍重要高達建筑物。

其五是優化施工工藝。對于沉樁過程中的體息時間，則需要進行嚴格的控制，避免因為停歇較長引起摩阻力的增加，造成沉樁作業困難。

3. 2沉樁時遇到淺層障礙無法繼續沉樁

在沉樁的時候若碰到孤石、淺部舊基礎、密實砂層硬塑性粘土及砂礫層等狀況導致沉樁作業不能正常進行，需要采用下面幾種處理方式。

第一種方法是鉆孔，在沉樁時，假如碰到地下障礙物影響沉樁的下沉，可以使用小型鉆機來鉆孔，之后加大壓力繼續沉樁；另一種方法就是布樁密度的控制，由于一些管樁施工樁位較密，可以通過預鉆沉樁結合措施，邊鉆邊壓，也可以應用間隔沉樁方式。

3.3樁身受到破壞

3.31造成樁身破壞的原因

在沉樁的時候，因為擠土作業造成樁體受到較強壓力，通過相關文獻的查證以及以往實地操作經驗，給樁身造成破壞的原因有以下幾點：

其一是人工施工原因，在沉樁作業時，傾斜度矯正和樁位矯正通常使用移動樁機方法，這會導致樁身在應力集中位置產生斷裂狀況；其二是樁身的傾斜，因為擠土沉樁施工的特征，在施工當中普遍會發生送樁不平整或斜樁引起樁端應力變得集中，導致樁帽滑落甚至發生爆裂。

3.32樁身破壞的應對措施

首先沉樁終止條件的控制，針對沉樁作業中的終止條件的選擇，一定要合理設計好樁長，針對端承摩擦樁特別是長度超過21米的，重點是設計樁長，其次為終壓力，而長度為14至21米的樁基，終止條件為最終壓力；再而就是沉樁施工方法的升級，在沉樁作業時，需要嚴格管控樁身的垂直方向，通過監管做好矯正作業，以免造成斜樁。

4、結束語

針對小型PHC管樁在水閘施工中的技術應用，以上通過施工方式對沉樁施工的要點進行了概述。同時也分析了施工中的常見問題如樁身破壞、擠土問題、淺層障礙物和震動問題等，從施工上和設計上進行系統講解，給以后PHC管樁在水閘類工程中的應用，提供參考。