浅谈预应力管桩在航道工程中的应用

关键词：预应力管桩；软土地基；地基加固 

　　在我国航道工程地区软土的分布较广，软土的主要特征是整体性差、地基承载力低，稳定性差，在建筑项目施工中，施工不当容易造成基础下沉、不均匀沉降、整体失稳或出现开裂等病害。因此对航道工程基础进行加固处理是有必要的。预应力管桩具有较高的承载力，和耐打性，适用于航道工程地区的地质条件，同时预应力管桩的应用施工的工期较短，能够有效控制施工质量，有效降低项目工程的综合造价，取得了很好的经济技术效益。笔者着重介绍预应力管桩施工技术在航道工程中的应用，提出了具体施工方法、过程及要求，以供参考。 

　　1.施工工艺与过程 

　　1.1施工准备 

　　为满足项目施工质量的工艺要求，在管桩施工中应进行以下工作： 

　　2）铺设作业垫层：技术人员在软土地层上铺设40—60cm的粗砂，从而能够堆放和吊装管桩，同时也能够对机械施工的走行面进行缓冲，防止预应力管桩发生断裂。设置标高的观测桩，还应当整平工作垫层，在铺设管桩四周还应当设置排水沟。 

　　（2）试桩：在航道工程所在的软土地基区域施工之前，应根据不同桩型、实际地质的情况及施工机械来制定多种不同铺桩的施工方案来进行调试铺桩。正常情况下，在进行打桩半个月内应当进行静载试验与小应变，从而达到施工不同标准所形成成桩效果，来制定对应的质量控制参数标准。 

　　（3）分区与编号：为了能够确保软管桩施工工作有序进行，应根据构筑物实际的桩机数量、桩长、桩型等情况来进行编号分区，并对全部桩进行对应的编号，能够实现统一施工管理。 

　　（4）预应力管桩的整体质量检查包括尺寸误差与外观检查，具体标准与检查方法根据国家和地方的有关规范。 

　　（5）桩的堆放：按照桩实际长度、规格和使用先后次序以及进行远近堆放；管桩堆放位置应该设在坚实平稳区域，从而避免规模较大的沉陷；在堆放的过程中，在其位置的下方应设置一定数量的垫木；吊点位置与支承点的位置要一致；堆放重叠时，不应当高于五层，同时各层都应当设置垫木，并上下对齐；垫木材料应该选择合适耐压的木材。（图1为预应力管桩外观质量检查） 

　　（6）桩尖的施工：为了预防浮桩，根据设计要求管桩进入软土地基持力层的距离超过2倍桩径，在进行沉桩时对下端板的管桩尖焊，并严禁使用劣、次品的桩尖。 

　　1.2配桩与起吊 

　　（1）配桩 

　　配桩的长度超过30米同时也少于5节桩的组合，配桩桩基的深度小于30米也少于3节桩的组合，按照“长桩管在下，短桩管在上”的顺序进行施工。配桩后管桩总长度宜大不宜小，确保送桩后的桩顶标高与桩帽底部标高相差不大于1.5米.以便于补桩接长。 

　　（2）起吊 

　　起吊方法有两点及四点捆绑法，如下图2所示。 

　　2.沉桩工艺 

　　2.1比选沉桩工法 

　　沉桩的工艺通常采用锤击打桩机沉桩法与静力压桩机，从环保、工效等方面来考虑，静压法要优于锤击打桩法，然而施工阶段的地层存在一定的特殊性，尤其是斜坡山前地段的软土，通过上述的试验施工能够发现，相当部分的静压桩不能达到超过持力层深度2倍桩径的要求规定。这为将来的建筑工程出现隐患，由于配重提高对进出场与机械行走提出了更严格的标准。结合上述提出的因素，尽量采用锤击法来进行沉桩施工。 

　　2.2锤击法沉桩的施工工艺 

　　锤击打桩机械主要是由柔向杆、支架、动力设备、移动装置、起吊设备等构成的，打桩机的桩架高度应当按照“滑轮组高+桩长+起移位高度+桩锤幅高度”的总和来展开计算。桩架应当要有一定的稳定性、刚度、承载力。并能与所挂的桩锤互相匹配、对应。 

　　2.3施工过程控制 

　　（1）在沉桩过程中，桩帽与桩身、桩锤的中心线互相重合。 

　　（2）在打桩过程中在桩帽内部应设置弹性衬垫。衬垫应受锤击压实并且厚度均匀，尽量不超过12m，在进行打桩施工期间内应时常检查，并及时对此更换。 

　　（3）在确定桩帽内壁尺寸，制定管桩高度应当按照有关部门标准，并在振动打桩基础上安装高精度经纬仪，来检测管桩的贯入度，并严格控制桩身的倾斜度，来确保桩身倾斜率不超过0.3%。 

　　（4）下沉管桩的数量应满足管桩产品说明与设计任务书的要求。 

　　（5）在沉桩过程中如遇下列问题应迅速停止沉桩，并迅速协同有关部门共同解决：①贯入度突变；②桩头混凝土破碎、桩身、剥落存在裂缝；③桩身出现跑位、倾斜等。 

　　2.4停锤的条件 

　　根据试桩预先确定与设计的控制停锤的标准.如贯入度、桩端持力层、沉桩锤击数等系列指标来反映沉桩到位。 

　　3.接桩与焊接 

　　采用接桩焊接，其焊接桩的接头个数不应多于5个。桩头焊接应当高于地面0.5m～0.8m。桩接头处应当设置正确的导向箍，上下节桩应上下对齐，同时其中心的偏差不应超过2cm，节点矢高弯曲不得超于5‰桩长。对接前端板上下表面应使用钢丝刷来进行清理，在接桩的坡口处出现金属光泽，并在对接后如果接触表面不密实，应当使用钢片来进行嵌填，直到坡口饱满为止，并用点焊来进行加固。在焊接过程中在其呈150度角的方向同时施焊，首先在其坡口的周围进行对称点焊。节桩固定之后再进行拆除分层施焊导向箍。焊接的层数不得超过五层，焊缝应连续饱满，且厚度均匀，不出现气孔、夹渣等缺陷。

　　4断桩与接桩补长 

　　沉桩完成后仍出现管桩外露的现象，应及时进行断桩，断桩过程中应使用切割机，边浇水变切割。严禁在没有完全切断管桩情况下使用大锤或桩机敲断。截桩后应在桩顶上用袋装碎石、袋装中砂来迅速覆盖来避免管桩的内孔被泥土掩堵。 

　　沉桩过程中，管桩的桩顶标高应低于桩帽的底部，在进行桩帽施工之前应迅速对沉桩进行补长接桩，接桩的补长应低于120cm，并利用截桩对没有出现裂缝、端头板的管节来实现焊接补长，并编制合理的补长设计方案，经过监理方同意就能够实施，在必要的过程中应采取补桩处理。 

　　5.施工方法 

　　（1）施工方法。通过使用推土机挖除表面腐植土，并进行平整、碾压场地，局部坑洼的位置使用用土来进行回填，并用石灰来表明管桩所在的位置，来进行测量场地所在的高程。 

　　（2）管桩准备。根据施工桩机、设计桩长、运输设备，来进行设计管桩的分段长度。 

　　（3）压桩施工。①管桩起吊就位后，应当及时安设桩靴并进行压桩；②合理调整机身，确保桩位与压桩中心垂直与重合；③另外压完管桩后，吊上一段管桩，通过电焊来进行焊接两段桩（管桩上下应设接桩钢箍），除此以外，焊缝应当饱满； 

　　（4）桩帽施工。待管桩完成施工后的3～4周进行单桩管桩承载力检测，检测合格后进行桩帽混凝土浇筑。 

　　6.结束语 

　　预应力管桩施工技术在航道工程应用在实际施工中获取成功，能够有效地解决了软土地基承载力小，土层沉降量大的难题，为今后的航道工程施工提供了参考借鉴的依据，值得推广应用。 

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