混凝土預制管樁在水利工程中應用大探討

一、前言 

文章詳細的介紹了混凝土預制管樁的優缺點，并對其施工工藝做了詳細的闡述，通過分析，并結合自身實踐經驗和相關理論知識，對混凝土預制管樁施工的質量控制要點及預防措施進行了探討。

二、混凝土預制管樁的優缺點 

1.預制管樁的優點 

預制管樁與其它樁相比具有以下優點: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,現場靜力壓入,消除了現場混凝土的生產,可根據工程地質條件,調整樁的長度,一般壓樁速度在0.5～1.0m／min；樁質量檢測的隨機性強。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檢測；造價低、高環保性。比灌注樁可節省25%～30%,無噪音、無振動、無污染。

2.預制管樁的缺點 

預制管樁采用埋件焊接接樁法。當地下水位高、腐蝕性強時,焊縫會在一定時間內銹蝕,形成樁身脫節,鋼性減弱,抗側移能力下降。如果發生地震等災害,后果就會很嚴重。而且預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,或不定厚度的硬隔層時,樁頭無法通過,難以達到設計樁長,造成施工困難。還有當樁長超過50m時,樁的長細比過大,容易失穩,液化土層不易使用。施工中樁身壓入地基后無法對其進行垂直控制,當有地下障礙,出現樁身傾斜時無法知曉,給建筑安全造成一定隱患。

三、水利工程中預制管樁施工工藝 

1.混凝土預制管樁施工順序 

測量放線→樁機就位→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→繼續壓樁→成樁。

2.施工場地處理 

在打樁區域挖去lm的覆蓋層后發現，打樁區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，采取了兩項措施：首先是采用排水圃結法，讓土壤在陽光下曝曬4-5天，在粘土板結后開始打樁；二是把厚20cm長61cm鋼板鋪在打樁機下，防止打樁機傾斜?；蛘咧脫Q50cm的硬土，同樣可以提高土壤的承載力。

3.施工準備 

首先，認真檢查打樁設備各部件的性能，以保證正常作業。然后，檢查管樁外觀質量，注意在運輸過程中有無損傷，管樁標記是否清晰。其次，根據施工圖繪制樁位編號圖。最后，測定和標出場地上的樁位，其偏差不得大于10mm。

4.施工操作流程 

（一）就位樁機：打樁機就位時，應對準樁位，保證垂直穩定，在施工中不發生傾斜。操作四個行走手柄，配合操作四個升降手柄，即可使樁機縱向或橫向移動，達到對準樁位的目的。

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

（三）供樁：就位前必須檢查樁位編號、樁的型號、截面長度是否符合設計要求，同時檢查樁身出廠日期、澆搗日期、標號、外觀質量，如無誤才允許吊樁，進行供樁就位。

（四）起吊預制樁：先栓好起吊用的鋼絲繩和索具，然后應用索具捆綁住樁上部約50cm處，再啟動機器起吊預制樁，使樁尖垂直對準樁位中心，緩緩放下插入土中，位置要準確。回復門架在樁頂扣好樁帽，可卸去索具。上節樁啟動靜壓時，必須用經緯儀（雙向）跟蹤監測樁的垂直度，水平儀控制樁頂標高。

（五）打樁及接樁 

打樁設備進廠后，進行安裝和凋試，然后移機至起點樁位處就位。樁架安裝就位后應垂直平穩。打樁前，用2臺經緯儀呈9O度架漫、對打樁機進行垂直凋正，使導桿垂直，并在打樁期問經常校核檢查，隨時保持導桿的垂直度和設計角度。按樁位布置中心點，用8mm圓鋼插入樁位中心，就位時將樁中心對準圓鋼，樁插入后，應調正樁錘、樁墊及打樁機導桿，使之與打人方向成一直線，用經緯儀測定垂直度。經緯儀設在不受打樁機移動和打樁作業影響的地方，并經常與打樁機導桿成直角移動。

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

（六）檢查驗收：每根樁達到入土深度要求，樁尖標高進入持力層，接近設計標高時，或達到設計標高時，要進行中間驗收。在控制時，一般以樁設計標高來控制，符合設計要求后，填好施工記錄。如發現樁位與要求相差較大時，應會同有關單位研究處理然后移樁機到新樁位。

四、混凝土預制管樁施工的質量控制要點及預防措施 

1.混凝土預制管樁樁身斷裂的預防措施 

首先，混凝土預制管樁施工前應把施工部位障礙物清理干凈，必要時采用探釬檢查。其次，加強混凝土預制管樁外觀檢查。其三，在混凝土預制管樁沉樁過程中如發現樁不垂直應及時糾正。其四，混凝土預制管樁接樁時要保證上下兩節樁在同一軸線上，兩部分樁面間隙要加墊鐵片塞牢。最后，混凝土預制管樁的堆放和吊運應按規范嚴格執行。

2.混凝土預制管樁位偏移的預防措施

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

3.混凝土預制管沉樁達不到設計標高的預防措施 

首先，根據混凝土預制管樁施工的地質情況應詳細進行勘察和設計。其次，合理選擇混凝土預制管樁的持力層或樁尖標高。其三，混凝土預制管樁施工遇有硬夾層或砂夾層時，可采用先鉆后壓法穿透硬夾層，方便混凝土預制管樁施工。最后，調整混凝土預制管樁施工順序，布置應力釋放孔和溝槽、減緩沉樁速度等方法釋放過高的土層應力。

4.打樁應力的控制措施 

在打樁過程中，管樁在樁錘的反復沖擊作用下，整個樁身都會產生打樁應力，應力的蜂值波動較大，極有可能會超過樁靜態極限的允許應力，使混凝土破壞、樁身出現裂縫，嚴重影響樁的承載力和耐久性。所以控制打樁應力是非常必要的。在本工程中采用以下方法來控制：

（一）在樁的端部設置100mm厚的橡膠樁墊。通過樁墊來調節沖擊力，保護樁頭。研究表明，沖擊力和墊層的厚度成反比，墊層越少沖擊力越大。

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

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