混凝土預(yù)制管樁在水利工程的應(yīng)用

  一、前言

  文章詳細(xì)的介紹了混凝土預(yù)制管樁的優(yōu)缺點(diǎn)，并對其施工工藝做了詳細(xì)的闡述，通過分析，并結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論知識(shí)，對混凝土預(yù)制管樁施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)及預(yù)防措施進(jìn)行了探討。

  二、混凝土預(yù)制管樁的優(yōu)缺點(diǎn)

  1.預(yù)制管樁的優(yōu)點(diǎn)

  預(yù)制管樁與其它樁相比具有以下優(yōu)點(diǎn):單樁承載能力高:樁底注漿提高了樁的承載力,比灌注樁的單樁承載能力高20%～30%。施工簡單、靈活性好、速度快。管樁工廠生產(chǎn),現(xiàn)場靜力壓入,消除了現(xiàn)場混凝土的生產(chǎn),可根據(jù)工程地質(zhì)條件,調(diào)整樁的長度,一般壓樁速度在0.5～1.0m／min；樁質(zhì)量檢測的隨機(jī)性強(qiáng)。每根樁靜壓過程中就可以控制單樁承載能力和單樁靜力試驗(yàn)檢測；造價(jià)低、高環(huán)保性。比灌注樁可節(jié)省25%～30%,無噪音、無振動(dòng)、無污染。

  2.預(yù)制管樁的缺點(diǎn)

  預(yù)制管樁采用埋件焊接接樁法。當(dāng)?shù)叵滤桓?、腐蝕性強(qiáng)時(shí),焊縫會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)銹蝕,形成樁身脫節(jié),鋼性減弱,抗側(cè)移能力下降。如果發(fā)生地震等災(zāi)害,后果就會(huì)很嚴(yán)重。而且預(yù)制管樁靠樁頭壓力沖破阻礙沉樁,如果地基中存在孤石、舊建筑基礎(chǔ),或不定厚度的硬隔層時(shí),樁頭無法通過,難以達(dá)到設(shè)計(jì)樁長,造成施工困難。還有當(dāng)樁長超過50m時(shí),樁的長細(xì)比過大,容易失穩(wěn),液化土層不易使用。施工中樁身壓入地基后無法對其進(jìn)行垂直控制,當(dāng)有地下障礙,出現(xiàn)樁身傾斜時(shí)無法知曉,給建筑安全造成一定隱患。

  三、水利工程中預(yù)制管樁施工工藝

  1.混凝土預(yù)制管樁施工順序

  測量放線→樁機(jī)就位→起吊樁→初步加壓→檢查該樁身垂直度→正式壓樁→觀測校正樁身垂直度→焊接接樁→繼續(xù)壓樁→成樁。

  2.施工場地處理

  在打樁區(qū)域挖去lm的覆蓋層后發(fā)現(xiàn)，打樁區(qū)域的粘土含水量較大，非常軟，承載力很低，為了提高土壤的承載力，采取了兩項(xiàng)措施：首先是采用排水圃結(jié)法，讓土壤在陽光下曝曬4-5天，在粘土板結(jié)后開始打樁；二是把厚20cm長61cm鋼板鋪在打樁機(jī)下，防止打樁機(jī)傾斜。或者置換50cm的硬土，同樣可以提高土壤的承載力。

  3.施工準(zhǔn)備

  首先，認(rèn)真檢查打樁設(shè)備各部件的性能，以保證正常作業(yè)。然后，檢查管樁外觀質(zhì)量，注意在運(yùn)輸過程中有無損傷，管樁標(biāo)記是否清晰。其次，根據(jù)施工圖繪制樁位編號(hào)圖。最后，測定和標(biāo)出場地上的樁位，其偏差不得大于10mm。

  4.施工操作流程

  （一）就位樁機(jī)：打樁機(jī)就位時(shí)，應(yīng)對準(zhǔn)樁位，保證垂直穩(wěn)定，在施工中不發(fā)生傾斜。操作四個(gè)行走手柄，配合操作四個(gè)升降手柄，即可使樁機(jī)縱向或橫向移動(dòng)，達(dá)到對準(zhǔn)樁位的目的。

  （二）調(diào)平：為保證壓入樁的垂直度，壓樁前需將樁機(jī)機(jī)身調(diào)平。通過操作四個(gè)升降手柄，并配合觀察裝在操作臺(tái)面板上的全方向水平儀是否對零，即可完成此項(xiàng)工作。

  （三）供樁：就位前必須檢查樁位編號(hào)、樁的型號(hào)、截面長度是否符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)檢查樁身出廠日期、澆搗日期、標(biāo)號(hào)、外觀質(zhì)量，如無誤才允許吊樁，進(jìn)行供樁就位。

  （四）起吊預(yù)制樁：先栓好起吊用的鋼絲繩和索具，然后應(yīng)用索具捆綁住樁上部約50cm處，再啟動(dòng)機(jī)器起吊預(yù)制樁，使樁尖垂直對準(zhǔn)樁位中心，緩緩放下插入土中，位置要準(zhǔn)確?；貜?fù)門架在樁頂扣好樁帽，可卸去索具。上節(jié)樁啟動(dòng)靜壓時(shí)，必須用經(jīng)緯儀（雙向）跟蹤監(jiān)測樁的垂直度，水平儀控制樁頂標(biāo)高。

  （五）打樁及接樁

  打樁設(shè)備進(jìn)廠后，進(jìn)行安裝和凋試，然后移機(jī)至起點(diǎn)樁位處就位。樁架安裝就位后應(yīng)垂直平穩(wěn)。打樁前，用2臺(tái)經(jīng)緯儀呈9O度架漫、對打樁機(jī)進(jìn)行垂直凋正，使導(dǎo)桿垂直，并在打樁期問經(jīng)常校核檢查，隨時(shí)保持導(dǎo)桿的垂直度和設(shè)計(jì)角度。按樁位布置中心點(diǎn)，用8mm圓鋼插入樁位中心，就位時(shí)將樁中心對準(zhǔn)圓鋼，樁插入后，應(yīng)調(diào)正樁錘、樁墊及打樁機(jī)導(dǎo)桿，使之與打人方向成一直線，用經(jīng)緯儀測定垂直度。經(jīng)緯儀設(shè)在不受打樁機(jī)移動(dòng)和打樁作業(yè)影響的地方，并經(jīng)常與打樁機(jī)導(dǎo)桿成直角移動(dòng)。

  在開始錘擊作業(yè)時(shí)，先進(jìn)行緩慢的問斷試打，直至樁進(jìn)人地層一定深度時(shí)正式錘擊，并開始記數(shù)。第一節(jié)樁快打至地面時(shí)，便凈打準(zhǔn)備接樁。在接樁時(shí)，下節(jié)樁的地面預(yù)留高度一般為5O～8Ocm。在上下節(jié)樁焊接之前．要檢查上下節(jié)樁是否對正我們采用了活套對接樁套對接，避免錯(cuò)口，并將下節(jié)樁的樁頂和上節(jié)樁的樁頭上的雜物清除掉。采用送樁工藝時(shí)，送樁和樁頂面要接觸緊密平整，以免樁頭橫向移動(dòng)或者由于沖擊所產(chǎn)生的沖擊波傳播不平穩(wěn)，導(dǎo)致貫人困難。為了施工安全及避免鄰樁就位開始打人時(shí)產(chǎn)生偏斜，及時(shí)從附近取土填實(shí)了送樁施打形成的樁孔。

  （六）檢查驗(yàn)收：每根樁達(dá)到入土深度要求，樁尖標(biāo)高進(jìn)入持力層，接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，或達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，要進(jìn)行中間驗(yàn)收。在控制時(shí)，一般以樁設(shè)計(jì)標(biāo)高來控制，符合設(shè)計(jì)要求后，填好施工記錄。如發(fā)現(xiàn)樁位與要求相差較大時(shí)，應(yīng)會(huì)同有關(guān)單位研究處理然后移樁機(jī)到新樁位。

  四、混凝土預(yù)制管樁施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)及預(yù)防措施

  1.混凝土預(yù)制管樁樁身斷裂的預(yù)防措施

  首先，混凝土預(yù)制管樁施工前應(yīng)把施工部位障礙物清理干凈，必要時(shí)采用探釬檢查。其次，加強(qiáng)混凝土預(yù)制管樁外觀檢查。其三，在混凝土預(yù)制管樁沉樁過程中如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正。其四，混凝土預(yù)制管樁接樁時(shí)要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，兩部分樁面間隙要加墊鐵片塞牢。最后，混凝土預(yù)制管樁的堆放和吊運(yùn)應(yīng)按規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行。

  2.混凝土預(yù)制管樁位偏移的預(yù)防措施

  首先，混凝土預(yù)制管樁壓樁前應(yīng)先將樁位下的障礙物清理干凈。其次，加強(qiáng)混凝土預(yù)制管樁樁材、外觀、尺寸的檢查。其次，在混凝土預(yù)制管樁壓樁過程中應(yīng)及時(shí)糾正偏移。其三，混凝土預(yù)制管樁焊接接樁時(shí)要保證上下兩節(jié)混凝土預(yù)制管樁在同一軸線上。最后，做好混凝土預(yù)制管樁施工場地的排水工作。

  3.混凝土預(yù)制管沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高的預(yù)防措施

  首先，根據(jù)混凝土預(yù)制管樁施工的地質(zhì)情況應(yīng)詳細(xì)進(jìn)行勘察和設(shè)計(jì)。其次，合理選擇混凝土預(yù)制管樁的持力層或樁尖標(biāo)高。其三，混凝土預(yù)制管樁施工遇有硬夾層或砂夾層時(shí)，可采用先鉆后壓法穿透硬夾層，方便混凝土預(yù)制管樁施工。最后，調(diào)整混凝土預(yù)制管樁施工順序，布置應(yīng)力釋放孔和溝槽、減緩沉樁速度等方法釋放過高的土層應(yīng)力。

  4.打樁應(yīng)力的控制措施

  在打樁過程中，管樁在樁錘的反復(fù)沖擊作用下，整個(gè)樁身都會(huì)產(chǎn)生打樁應(yīng)力，應(yīng)力的蜂值波動(dòng)較大，極有可能會(huì)超過樁靜態(tài)極限的允許應(yīng)力，使混凝土破壞、樁身出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響樁的承載力和耐久性。所以控制打樁應(yīng)力是非常必要的。在本工程中采用以下方法來控制：

  （一）在樁的端部設(shè)置100mm厚的橡膠樁墊。通過樁墊來調(diào)節(jié)沖擊力，保護(hù)樁頭。研究表明，沖擊力和墊層的厚度成反比，墊層越少?zèng)_擊力越大。

  （二）選擇合適的樁錘。樁錘過大會(huì)產(chǎn)生過高的打樁應(yīng)力，容易打碎樁頭，而且還會(huì)導(dǎo)致過大的最后貫入度；樁錘過小則沉樁速度會(huì)過慢，不僅影響工期，還會(huì)增加樁錘的沖程，這就同樣會(huì)產(chǎn)生過高的打樁應(yīng)力以及不必要的能量損失。

  五、結(jié)語

  混凝土預(yù)制管樁施工技術(shù)是一門精確且復(fù)雜的工藝，因此，施工過程中，必須對相關(guān)細(xì)節(jié)引起重視，忽視的話可能對工程質(zhì)量造成巨大的影響，這一點(diǎn)需引起注意。

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