預應力鋼筋混凝土管樁在水閘除險加固工程中的應用分析

楊文安

（江門市水電有限公司 廣東江門 529000）

樁基在水利工程加固施工中得到了深入而廣泛的應用，工程樁有多種類型，其中混凝土樁、鋼樁、組合樁等都有所應用。預應力鋼筋混凝土管樁則妥善地將鋼筋和混凝土結合起來，有效地運用到水閘除險加固施工中，這一樁體集合了鋼筋樁和混凝土樁的優點，能夠從整體上實現水閘除險加固施工目標，從而確保工程地基質量。

1 工程概況

江門市合山水電站與水閘樞紐工程位于開平市蜆崗鎮譚江主干流中上游河段，合山水閘樞紐工程屬于譚江流域規劃綜合治理工程，上堵下疏、中間分級整治，梯級開發的第九級工程。水閘閘址以上集水面積1383.8km2，最大過閘流量：4972.1m3/s，主要用來防洪、灌溉、發電、運輸等，屬于大型水閘工程。

工程地質結構復雜，近東西向、近南北向斷裂或褶皺發育，控制了第四系沉積層的分布和厚度。土體主要以中粗砂、砂礫、填土等為主，多屬于中軟土。

此水閘工程主要的施工任務為：閘室加固、重建上游鋪蓋與下游消能防沖設施，加固西閘交通橋，更換閘門機電設備，新建及加固水閘護岸等。根據此水閘工程的施工任務，普通的除險加固主要選擇鉆孔灌注樁來加固閘室基礎，然而，這一方法施工周期長、而且容易對四周環境帶來不良影響，對此決定選擇預應力鋼筋混凝土預制管樁，以此來解除施工的不利因素。

2 預應力鋼混管樁的特點分析

預應力鋼混管樁在水利工程中的應用具有獨特的特點與使用優勢，其應用原理為：憑借管樁的摩擦力、樁頭的荷載等來承重，具體的優勢功效體現在：

（1）增強了單個管樁的承載力，而且比普通的樁體成本更低。

（2）適用范圍更大、方便管樁的布局與設計。

（3）適應性強。即便特殊的地質條件，例如：樁端持力層出現較大波動、起伏的地形特征、地質條件等能夠有效地適應。

（4）便于吊裝與運輸，由于預應力鋼混管樁屬于成品管，這樣就能減少前期籌備時間，而且也為實際的施工創造便利條件，工期更短。

（5）簡化施工流程。由于預應力鋼混管樁多為成品管樁，這樣就減少了現場制作管樁的流程，簡化了施工流程，也維持了施工現場的干凈、整潔。

（6）管樁質量優。預應力鋼混管樁自身耐擊打，而且有著超強的穿透力。成樁后也方便質量檢查與監測。

3 預應力鋼筋混凝土管樁在水閘除險加固工程中的應用

3.1 確定施工方法

對于預應力鋼混管樁來說，在水利工程中的應用主要采用靜壓法與錘擊法，其中靜壓法需要施工場地寬敞、開闊，能夠方便樁機自由進出，然而，錘擊法雖然對客觀場地要求不高，但是，在錘擊過程中可能對周圍環境帶來噪音影響，對于水閘加固工程來說優選靜壓法，而且此施工方法特別適合于上游段水閘，而且其噪音低、沒有震動和噪音，能夠確保全天候持續施工，從而控制施工進度和工期，減少工程成本。同時，靜壓法施工不會擾亂施工場地，維持施工場地的干凈整潔，創造良好的施工環境。而且因為送樁器和樁頭有著高度的結合度，這就使得管樁傳輸中減少搖晃、波動與跳動等問題，能夠增加送樁深度。

3.2 靜壓管樁施工程序

靜壓管樁施工法通常按照以下規范程序展開，清理場地→測量→樁機進場→樁機到位→成品樁體運輸并質檢→探孔→吊樁插樁→矯正和跟蹤→樁位移監測→樁體達設計標高。

3.3 前期籌備

（1）材料籌備與入場。預應力鋼混管樁抵達前必修實施精細化的質檢，從外到內都要嚴格檢查。例如；外側有無裂縫、受損、粗糙面，樁端是否平整、平滑，樁身的彎度、樁壁的厚度、直徑等都必須確保達到設計標準，全面檢查一切與質量相關的合格證書。

（2）管樁的運輸與儲存。鋼混管樁無論是運輸還是儲存都必須結合自身重量、支點等來判斷和考慮各自內力，因為這些內力都會影響樁體質量。而且管樁的存放環境也要檢查，要達到安全、平整、牢固，為了預防腐蝕水體對管樁的侵蝕，要做好排水設備，需要在底部墊上木頭，墊木層要平整、無凹凸，管樁也要根據計劃來逐批次入場、分類儲存，而且要根據設計圖、打樁的先后等來施工，要確保樁機能正常進出，而且要使其接近打樁區，為打樁創造便利。

3.4 探孔與造孔

對于此工程，因為一些管樁地基和四周建筑物有著較小的距離，實際的管樁施工中就要重點控制土體變形、受損或其他結構破壞等問題，對此在正式靜壓樁體之前應該先設孔，先造孔再壓入管樁，造孔直徑要超出管道直徑。

3.5 樁體結構布局

由于此水閘閘室的管樁集中、成群分布，對此可以將管樁布局為梅花陣形狀，橫樁和豎樁之間的距離都要達到2m，樁基和水閘建筑物之間保持1.7m的距離。

要想確保樁基質量，可以通過現場試驗的方式來明確壓力樁的控制標準，打樁過程中因為樁體將對土體產生一定的擠壓與壓實力，對此打樁前要結合樁體的密度、規格、長度、移動便捷度等來掌握科學的打樁順序，確保植入樁體符合設計標高，深度也合理，防止出現土體隆起、凸出與擠壓等問題。結合此水利工程特點以及水閘基礎狀態等可以嘗試選擇從一側向單一方向跳打的方法，也就是逐排靜壓施打，從而確保樁體朝著一個方向移動，提高施工效率。

3.6 鋼混管樁壓入

預應力鋼混管樁的植入與夯實施工是整個工程施工作業的關鍵點，為了確保施工質量就要從要點入手加以把握。要牢固并科學調整樁身部位，防止管樁錯位，可以嘗試借助盜版導板夾具、箍筋等來牢固管樁，確保鋼混管樁定位，再憑借樁頂施壓的方式來植樁，而且在靜壓樁時要保證樁頂、樁身等處于一條豎直線，最終的沉樁終止值必須達到設計標準，通常來說是將控制樁端設計標高來當做計量指標，具體的貫入度應作為參考數據來設計。如果樁端遇到特殊土體，例如：黏土、粉土或砂土、粗砂土等，則要重點控制貫入度，將樁端作為參考值。隨著預應力鋼混管樁的夯入要定時記錄下相關數據，例如：沉樁時間、沉樁強度、樁體位置偏移等。

3.7 管樁質量檢測

按照規定的流程打樁成功后，則要對管樁進行檢測，具體是指：

（1）檢查樁身。施工結束后樁身要完整、無任何局部受損、破壞，具體則可以選擇PIt低壓變動力檢測法，以此來測試樁體的完整性，可以采取抽樣檢測的方式，樣本數量要在樁體總數的20%以上。

（2）監測管樁承載力。可以借助單樁豎向抗壓承載力靜載試驗發來對應測試樁體承載力，同樣可以采用抽樣法，具體的樣本數量不能低于總樁體的1%。

（3）樁身位置檢測。要嚴格檢查樁體壓入中有無上涌或者側向位移等問題，出現樁身上涌則一般是因為樁體之間距離過小導致，此工程地下多為軟土層，也為樁身的起伏帶來了影響，應該重點檢查，發現起伏的樁體需要再次壓入。

4 總結

預應力鋼筋混凝土管樁用于水閘出線加固施工中，減少了傳統鉆孔灌注樁的施工量，縮短了施工周期，四周環境也不會受到影響，預應力鋼混管樁結構牢固、質地堅硬，用于水閘出現加固施工能夠妥善提高水閘基礎質量，從而確保水閘工程施工質量，實際施工中要注意掌握科學的夯樁方法，要對一些關鍵環節進行重點監管，從而確保水閘除險加固施工質量。

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