淺析混凝土預制管樁在水利工程中的應用

崔德標

混凝土預制管樁由樁體、樁頭、樁帽三部分組成，是一種混凝土澆筑而成的預制配件，相對于傳統鉆孔灌注樁施工方式，該種施工方式具有操作簡單，機械化水平高、施工速度快、節約成本等諸多優點，廣受青睞。本文在介紹混凝土預制管樁生產和施工的基礎上，重在說明水利工程使用混凝土預制管樁的優越性及克服缺點的建議，這對于類似工程建設具有很好借鑒意義。

一、生產及施工步驟

1.生產階段

（1）前期準備。①工程技術人員制定施工方案、平面圖，重點復核樁點軸線、高程等。②組織工程技術人員進行方案、圖紙等學習，并加以修改完善，保證方案可行，圖紙準確。③組織技術人員編制切實可行的施工計劃和質量控制措施（重點要考慮本文第四部分內容）。④組織所有施工人員學習工程建設規范、圖紙等資料，確保工程建設有的放矢。

（2）預制廠準備。①采購符合標準的模板、砂、卵石、水泥等原材料。②選擇規范的預制廠（重點觀察場地是否堅實平整，有無排水通道，各工序空間、時間安排是否合理，這樣有利于避免生產過程中因振搗造成中間產品變形，工序安排不合理影響生產效率等）。

（3）生產流程

2.運輸和堆放

預制件強度應當達到設計強度的 80%以上，再進行裝車運輸較佳。卸放場地要選擇平整堅實的空曠場地，堆放時要考慮預制件的高度、寬度、墊木材質、地面承載力等多方面因素，同時將堆放的預制構件標志一致對外。

3.現場施工

技術人員進行測量定位→打樁機進場準備施工→將符合標準的預制樁調至施工點，復檢預制樁是否破損→進行探孔施工→進行插樁作業→及時進行校核和壓樁→記錄相關參數，完成打樁→進行下一點位打樁。

4.荷載檢驗

打樁完畢后，根據樁機機型、設計要求及施工規范，要及時進行荷載檢驗。

二、優點介紹

西民便河是江蘇省蘇北地區地級宿遷市一條重要的排澇、灌溉河道，上起境內王官集鎮朱海，下入洪澤湖，全長 69.55公里，流域面積 326.20平方公里，耕地 27.5 萬畝，人口 31.86 萬人。近年來由于經濟社會發展，該河道城區上游段13.65公里（城區至朱海段）河道沿線農田亂耕亂種、河坡塌陷、河床淤積、河道束窄，河道底寬約5～8米，河底高程21.90～17.50米，地面高程24.40～21.00米，平均地面比降1/4000，同時農業面源、生活、工業各種污水排入河道，該條河道治理迫在眉睫。當地政府于2020年投資20億元以EPC模式啟動宿城區朱海—牛角淹生態旅游及水環境修復工程，治理西民便河（城區至朱海段）13.65公里，朱海（岸線長約10.38公里，水域面積 4050 畝）和牛角淹（岸線長約5.2公里，水域面積 400畝）等水體，主要實施控源截污、清淤護砌、景觀綠化等，致力于改善區域水環境，提高居民生活質量。經勘查，工程土質上部是黏性土及粉土，下部多分布較密實砂土及堅實黏性土，同時河道兩側分布較多農業用地，大開挖放坡施工不具備客觀條件。該工程河道護坡采用混凝土預制管樁施工方式，不但提高了工程建設效率，而且還破解了施工場面小的難題。從本工程看，混凝土預制管樁施工主要有三個優點：（1）混凝土預制管樁施工過程較為簡單，靈活性很高，可大幅度提高施工速度。（2）可以根據實際需求自主調節預制不同形狀的樁、同時樁的承載力、耐久性都比較好。（3）混凝土預制管樁造價低，環保效果好，生產、施工過程中產生污染少。

三、常見問題及解決建議

混凝土預制管樁施工優點雖然比較明顯，但若施工不當也會產生事與愿違的麻煩，常會出現以下幾種問題。

1.斷樁問題

此類問題主要有三方面原因：一是施工時樁錘落距過于偏大、用力過猛引起了斷樁或樁頭脫落現象；二是樁體本身質量存在問題；樁錘的下落和捶打，樁體受到了巨大的沖擊，加速了樁體損毀；三是由于現場地質勘查不夠充分，選擇的打樁位置不夠科學，打樁下沉遇到堅硬巖石造成斷樁問題發生。

關于斷樁問題，建議采用“小幅度捶打”原則，優先選擇重量大的樁錘，這樣能夠大幅度減少捶打過程中對樁體帶來的損毀。當樁斷裂損壞時及時更換新樁，同時要全面勘查地質情況，選擇適宜的施工方案，及時清理堅硬阻隔物，避免斷樁問題出現。

2.樁體傾斜問題

工程建設過程中打樁樁體傾斜及偏位的現象也比較普遍，特別是地質條件較為復雜、樁頭遇到孤石等硬夾層時，高強度地捶打極易造成樁頭跑偏、樁體傾斜。主要由于打樁機平穩度不夠，造成樁架和地面不垂直，導致樁體、樁頭和樁錘不在同一條線上。

關于樁體傾斜問題，建議施工前應進行機械引孔，及時修正樁體不平穩問題。對于硬夾層的地質情況，首先用鉆機擾動硬夾層，再進行打樁施工，確保打樁一次性到位。當樁體傾斜情況發生時，應及時停止施工，設計人員進行勘查設計，確認采取合適措施進行補救。

3.樁上浮問題

因土質、打樁節奏、順序等原因，很多工程在打樁過程中先打入的樁被垂直壅高，發生“樁體上浮”現象，造成不必要的截樁問題。這種情況基本發生在樁體密集的工程建設中，打樁擠壓地下土層，地下土質四溢產生擠土效應，造成先打入的樁發生上述現象，造成工程不必要的損失。

關于樁上浮問題，建議根據工程建設打樁的實際情況（要考慮到需要打樁的空隙、規格、長短、現場土質等）選擇正確地打樁順序：當需要打的樁間距較為密集時 （兩樁之間中心距離≤樁邊長或直徑的四至五倍），由中間（中心）向兩側（四周）同時打樁，有利于減少浮樁問題的發生。當需要打的樁間距較為稀疏時（兩樁之間中心距離＞樁邊長或直徑的四至五倍），采用單一方向打樁效果比較好。

4.銜接不緊密問題

主要由于銜接處沒完全清潔到位、高低不平等原因引起的，建議施工時一定要將土、水、油污等雜質清理干凈，平整地進行焊接，如果樁體開裂，應及時更換補樁。

四、結語

雖然混凝土預制管樁施工受現場土層地質、工程機械、樁的自身質量等多方面制約，但若在工程施工過程中重視前期調查分析、科學設計、規范施工等程序，各種問題都能夠克服。在類似宿城區朱海—牛角淹生態旅游及水環境修復工程中采用混凝土預制管樁，不但可以切實提高工程的施工效率，還可以減少工程投資和提升工程整體外觀質量。