解析U型混凝土板樁施工技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2019-03-11 瀏覽量：4442
摘要：U型混凝土具有新型的結(jié)構(gòu)特性，具有擋土面積大、力學(xué)性能優(yōu)、施工速度快、經(jīng)濟(jì)效益高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，基于此，本文就結(jié)合中山市阜沙鎮(zhèn)鴉雀尾水利樞紐工程案例分析U型混凝土板樁施工技術(shù)。
關(guān)鍵詞：U型混凝土；板樁；施工技術(shù)
1、U型混凝土板樁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
U型混凝土板樁是一種橫截面為類似U型的新型預(yù)應(yīng)力混凝土基礎(chǔ)圍護(hù)擋土樁構(gòu)件，主要是為了承受擋土支護(hù)的水平載荷及基坑防滲等，保證基坑作業(yè)安全。U型混凝土板樁與傳統(tǒng)的擋土護(hù)坡材料相比，具有更優(yōu)的力學(xué)性能：基于其類似U型的截面形式，板樁能很好地抵抗彎曲正應(yīng)力，具有較高的抗彎截面系數(shù)；而與混凝土管樁等一般承受豎向荷載的預(yù)應(yīng)力混凝土材料相比，又能很好地抵抗剪切破壞，具有更優(yōu)的抗剪強(qiáng)度。由于U型混凝土板樁以上優(yōu)良的力學(xué)性能，在水利工程建設(shè)施工中，其所形成的連續(xù)可靠U型混凝土板樁墻體對(duì)于承受擋土支護(hù)的水平荷載更為合適。另一方面，相比于同等混凝土使用量的其他樁體，U型混凝土板樁的U型截面設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是樁體混凝土用量進(jìn)一步節(jié)約，樁體減輕，沉樁作業(yè)時(shí)減少樁端阻力，施工方便，縮短工期。總之，U型混凝土板樁的新型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有力學(xué)性能優(yōu)、擋土面積大、施工速度快、經(jīng)濟(jì)效益好、成樁效果美、施工工期短等多種施工優(yōu)勢(shì)。
U型混凝土板樁的沉樁施工方法一般有高頻振動(dòng)成型、高壓水沖成型、引孔輔助成型及多種方法聯(lián)合使用等，先進(jìn)的施工方法使其廣泛適用于各類復(fù)雜水文條件、地質(zhì)條件及施工環(huán)境，而相比于靜壓、振動(dòng)、錘擊等傳統(tǒng)預(yù)制混凝土樁型的沉樁方法，U型混凝土板樁沉樁過(guò)程安全可靠、沉樁質(zhì)量效果良好，沉樁外形統(tǒng)一美觀，因此，在中山市阜沙鎮(zhèn)鴉雀尾水利樞紐工程中的船閘部分與水閘部分均使用了大量U型混凝土板樁（型號(hào)U-CS-450-I-10）作為防滲樁及基坑擋土支護(hù)樁，并使用了PC400型液壓振動(dòng)錘進(jìn)行沉樁施工。
2、U型混凝土板樁施工技術(shù)
2.1施工工藝原理
U型混凝土板樁的兩側(cè)設(shè)計(jì)成凹凸榫，這樣相互嵌合的結(jié)構(gòu)既有利于U型混凝土板樁整齊聯(lián)排地打入地基，又有利于各U型混凝土板樁之間緊密可靠結(jié)合。凸榫上預(yù)埋安裝有彈性止水橡膠，能滿足一般水利工程的止水密封要求，若有更高要求，也可再注漿密封。U型混凝土板樁樁端凸榫側(cè)被削成斜角，其沉樁過(guò)程的施工工藝原理是通過(guò)后施打的板樁凸榫側(cè)斜角，與前根已施打的板樁凹榫側(cè)相互對(duì)準(zhǔn)嵌合并垂直插入，在沉樁過(guò)程中，由地基反力對(duì)凸榫側(cè)的斜面產(chǎn)生向上的擠壓力，擠壓凹凸榫之間的相對(duì)面，使各U型混凝土板樁穩(wěn)定、緊密、可靠的連接成整體。
2.2施工工藝流程
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件以及現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，工程選用了PC400型液壓振動(dòng)錘、履帶式長(zhǎng)臂起重機(jī)、型鋼導(dǎo)向架等施工機(jī)具進(jìn)行U型混凝土板樁的沉樁施工，施工前，振動(dòng)錘功率及頻率大小、起重機(jī)吊裝參數(shù)、鋼絲型號(hào)等各類參數(shù)根據(jù)工程地質(zhì)條件、工程施工環(huán)境以及板樁型號(hào)等綜合選用。U型混凝土板樁沉樁時(shí)，各工序應(yīng)連續(xù)可靠進(jìn)行，其工藝流程如圖1。
2.3施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
2.3.1編制施工組織設(shè)計(jì)
U型混凝土板樁沉樁施工前，根據(jù)施工區(qū)域的地質(zhì)條件、自然條件、周圍環(huán)境及施工進(jìn)度計(jì)劃、工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)等要求，編制施工組織設(shè)計(jì)并經(jīng)審核批準(zhǔn)。在進(jìn)行振動(dòng)沉樁施工方案編寫時(shí)，根據(jù)施工要求、樁型大小和工程地質(zhì)條件等計(jì)算沉樁阻力或校核板樁強(qiáng)度，以選擇合適的振動(dòng)錘和輔助沉樁設(shè)備。
U型混凝土板樁在沉樁施工前，首先進(jìn)行排樁中心線的測(cè)量定位，以便確定每根板樁的中心點(diǎn)及型鋼導(dǎo)向架的架設(shè)位置，根據(jù)建設(shè)單位提供的施工測(cè)量控制點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境、設(shè)計(jì)工程圖紙等資料做好測(cè)量放線工作，并經(jīng)建設(shè)、監(jiān)理等有關(guān)單位現(xiàn)場(chǎng)人員復(fù)核驗(yàn)收后方可進(jìn)行沉樁施工。為了保證樁位位置準(zhǔn)確和樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員認(rèn)真記錄各個(gè)樁位中心點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的樁頂水平標(biāo)高，施工過(guò)程要隨時(shí)復(fù)核樁位位置，以免發(fā)生偏樁情況。
2.3.3板樁進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收
?、賃型混凝土板樁進(jìn)場(chǎng)時(shí)，監(jiān)理單位應(yīng)組織相關(guān)單位對(duì)板樁外觀質(zhì)量及尺寸偏差等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收，驗(yàn)收范圍包括整批板樁原材，連接鎖口處是否有異物，橡膠止水條是否有破損，表面質(zhì)量是否完好，吊點(diǎn)位置是否開(kāi)裂，鋼筋尺寸是否符合等。若發(fā)現(xiàn)有損壞或其他不符合情況，應(yīng)禁止使用或及時(shí)修復(fù)后使用。
?、赨型混凝土板樁的抗彎試驗(yàn)和檢驗(yàn)規(guī)則應(yīng)按照相關(guān)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并在驗(yàn)收現(xiàn)場(chǎng)提供以下資料：廠家資質(zhì)證明文件、出廠合格證、水泥等原材質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告、預(yù)應(yīng)力鋼筋力學(xué)性能報(bào)告、混凝土試塊強(qiáng)度報(bào)告、抗彎抗剪強(qiáng)度報(bào)告等。
2.3.4板樁現(xiàn)場(chǎng)堆放、吊運(yùn)
?、僭谑┕がF(xiàn)場(chǎng)，板樁應(yīng)堆放于指定安全區(qū)域，堆放場(chǎng)地周邊做好圍蔽，場(chǎng)地盡量平整硬化并有相應(yīng)的排水措施、保護(hù)碰傷措施等。為了防止滑移，堆放層數(shù)一般不應(yīng)超過(guò)3層。
②板樁在吊裝前，編制相應(yīng)的專項(xiàng)吊裝方案并經(jīng)審核批準(zhǔn)。運(yùn)輸、搬運(yùn)及堆放前，重點(diǎn)校核板樁強(qiáng)度、起重機(jī)載重量、基礎(chǔ)承載力、吊點(diǎn)位置、振動(dòng)錘夾持器夾持力等參數(shù)是否符合要求，盡量做到輕起輕放、安全平穩(wěn)，嚴(yán)緊對(duì)板樁“拋、碰、滾”。
2.3.5板樁沉樁質(zhì)量管理
①沉樁施打前，首先將板樁吊入型鋼導(dǎo)向架，依靠其自重溜樁下沉，待限位滾輪拉緊后，樁頭套入振動(dòng)錘夾持器，保證夾持器與樁身夾持部位尺寸匹配。若夾持長(zhǎng)度不夠或夾持力不足，均會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)錘偏向、板樁破碎、板樁滑動(dòng)等質(zhì)量安全事故。
?、陂_(kāi)始沉樁時(shí)，首先調(diào)小振動(dòng)頻率，隨時(shí)觀測(cè)樁體偏位，實(shí)時(shí)調(diào)整限位裝置的松緊程度，確保樁體垂直、緊靠下沉，待樁體進(jìn)入一定深度的土層后，方可使用高頻振動(dòng)。
?、鄢翗哆^(guò)程中，電子經(jīng)緯儀應(yīng)架設(shè)于沉樁機(jī)械附近的兩個(gè)垂直方向上，嚴(yán)格控制樁身垂直度與樁頂平面位置，隨時(shí)檢查樁身是否損壞，若有損壞，及時(shí)處理方可再施工。沉樁時(shí)，要保持起重機(jī)鋼絲線、夾持器、樁頭、樁身四者中心在同一直線上。沉樁開(kāi)始入土2m時(shí)，觀測(cè)樁體是否偏位，若偏位，立即停機(jī)，調(diào)整樁位，可把樁體拔出，清障回填后重新沉樁；入土2m后，測(cè)量樁體是否偏位，若偏位，立即停機(jī)檢測(cè)樁并及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)設(shè)代，進(jìn)行樁位校核，提出處理建議，業(yè)主單位批準(zhǔn)后方可實(shí)施。
?、艹翗督Y(jié)束后，施工單位應(yīng)及時(shí)收集整理相關(guān)沉樁資料（板樁試打記錄、進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收記錄、沉樁施工記錄、質(zhì)量事故處理記錄等），保證起重機(jī)、振動(dòng)錘、導(dǎo)向架等可靠安全移位，及時(shí)清理施工現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)組織沉樁分項(xiàng)工程質(zhì)量驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方允許下一步工序施工。結(jié)束語(yǔ)：
綜上所述，①U型混凝土板樁具有擋土面積大、力學(xué)性能優(yōu)、施工速度快、經(jīng)濟(jì)效益高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于邊坡治理、護(hù)岸工程、基坑支護(hù)等工程領(lǐng)域。②以中山市阜沙鎮(zhèn)鴉雀尾水利樞紐工程為例，介紹了U型混凝土板樁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝原理、工藝流程及施工質(zhì)量要點(diǎn)、施工安全管理等內(nèi)容，旨在不斷總結(jié)U型混凝土板樁施工經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)施工技術(shù)和管理方法。
關(guān)鍵詞：U型混凝土；板樁；施工技術(shù)
1、U型混凝土板樁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
U型混凝土板樁是一種橫截面為類似U型的新型預(yù)應(yīng)力混凝土基礎(chǔ)圍護(hù)擋土樁構(gòu)件，主要是為了承受擋土支護(hù)的水平載荷及基坑防滲等，保證基坑作業(yè)安全。U型混凝土板樁與傳統(tǒng)的擋土護(hù)坡材料相比，具有更優(yōu)的力學(xué)性能：基于其類似U型的截面形式，板樁能很好地抵抗彎曲正應(yīng)力，具有較高的抗彎截面系數(shù)；而與混凝土管樁等一般承受豎向荷載的預(yù)應(yīng)力混凝土材料相比，又能很好地抵抗剪切破壞，具有更優(yōu)的抗剪強(qiáng)度。由于U型混凝土板樁以上優(yōu)良的力學(xué)性能，在水利工程建設(shè)施工中，其所形成的連續(xù)可靠U型混凝土板樁墻體對(duì)于承受擋土支護(hù)的水平荷載更為合適。另一方面，相比于同等混凝土使用量的其他樁體，U型混凝土板樁的U型截面設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是樁體混凝土用量進(jìn)一步節(jié)約，樁體減輕，沉樁作業(yè)時(shí)減少樁端阻力，施工方便，縮短工期。總之，U型混凝土板樁的新型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有力學(xué)性能優(yōu)、擋土面積大、施工速度快、經(jīng)濟(jì)效益好、成樁效果美、施工工期短等多種施工優(yōu)勢(shì)。
U型混凝土板樁的沉樁施工方法一般有高頻振動(dòng)成型、高壓水沖成型、引孔輔助成型及多種方法聯(lián)合使用等，先進(jìn)的施工方法使其廣泛適用于各類復(fù)雜水文條件、地質(zhì)條件及施工環(huán)境，而相比于靜壓、振動(dòng)、錘擊等傳統(tǒng)預(yù)制混凝土樁型的沉樁方法，U型混凝土板樁沉樁過(guò)程安全可靠、沉樁質(zhì)量效果良好，沉樁外形統(tǒng)一美觀，因此，在中山市阜沙鎮(zhèn)鴉雀尾水利樞紐工程中的船閘部分與水閘部分均使用了大量U型混凝土板樁（型號(hào)U-CS-450-I-10）作為防滲樁及基坑擋土支護(hù)樁，并使用了PC400型液壓振動(dòng)錘進(jìn)行沉樁施工。
2、U型混凝土板樁施工技術(shù)
2.1施工工藝原理
U型混凝土板樁的兩側(cè)設(shè)計(jì)成凹凸榫，這樣相互嵌合的結(jié)構(gòu)既有利于U型混凝土板樁整齊聯(lián)排地打入地基，又有利于各U型混凝土板樁之間緊密可靠結(jié)合。凸榫上預(yù)埋安裝有彈性止水橡膠，能滿足一般水利工程的止水密封要求，若有更高要求，也可再注漿密封。U型混凝土板樁樁端凸榫側(cè)被削成斜角，其沉樁過(guò)程的施工工藝原理是通過(guò)后施打的板樁凸榫側(cè)斜角，與前根已施打的板樁凹榫側(cè)相互對(duì)準(zhǔn)嵌合并垂直插入，在沉樁過(guò)程中，由地基反力對(duì)凸榫側(cè)的斜面產(chǎn)生向上的擠壓力，擠壓凹凸榫之間的相對(duì)面，使各U型混凝土板樁穩(wěn)定、緊密、可靠的連接成整體。
2.2施工工藝流程
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件以及現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，工程選用了PC400型液壓振動(dòng)錘、履帶式長(zhǎng)臂起重機(jī)、型鋼導(dǎo)向架等施工機(jī)具進(jìn)行U型混凝土板樁的沉樁施工，施工前，振動(dòng)錘功率及頻率大小、起重機(jī)吊裝參數(shù)、鋼絲型號(hào)等各類參數(shù)根據(jù)工程地質(zhì)條件、工程施工環(huán)境以及板樁型號(hào)等綜合選用。U型混凝土板樁沉樁時(shí)，各工序應(yīng)連續(xù)可靠進(jìn)行，其工藝流程如圖1。
2.3施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
2.3.1編制施工組織設(shè)計(jì)
U型混凝土板樁沉樁施工前，根據(jù)施工區(qū)域的地質(zhì)條件、自然條件、周圍環(huán)境及施工進(jìn)度計(jì)劃、工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)等要求，編制施工組織設(shè)計(jì)并經(jīng)審核批準(zhǔn)。在進(jìn)行振動(dòng)沉樁施工方案編寫時(shí)，根據(jù)施工要求、樁型大小和工程地質(zhì)條件等計(jì)算沉樁阻力或校核板樁強(qiáng)度，以選擇合適的振動(dòng)錘和輔助沉樁設(shè)備。
2.3.2測(cè)量放線
2.3.3板樁進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收
?、賃型混凝土板樁進(jìn)場(chǎng)時(shí)，監(jiān)理單位應(yīng)組織相關(guān)單位對(duì)板樁外觀質(zhì)量及尺寸偏差等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收，驗(yàn)收范圍包括整批板樁原材，連接鎖口處是否有異物，橡膠止水條是否有破損，表面質(zhì)量是否完好，吊點(diǎn)位置是否開(kāi)裂，鋼筋尺寸是否符合等。若發(fā)現(xiàn)有損壞或其他不符合情況，應(yīng)禁止使用或及時(shí)修復(fù)后使用。
?、赨型混凝土板樁的抗彎試驗(yàn)和檢驗(yàn)規(guī)則應(yīng)按照相關(guān)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并在驗(yàn)收現(xiàn)場(chǎng)提供以下資料：廠家資質(zhì)證明文件、出廠合格證、水泥等原材質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告、預(yù)應(yīng)力鋼筋力學(xué)性能報(bào)告、混凝土試塊強(qiáng)度報(bào)告、抗彎抗剪強(qiáng)度報(bào)告等。
2.3.4板樁現(xiàn)場(chǎng)堆放、吊運(yùn)
?、僭谑┕がF(xiàn)場(chǎng)，板樁應(yīng)堆放于指定安全區(qū)域，堆放場(chǎng)地周邊做好圍蔽，場(chǎng)地盡量平整硬化并有相應(yīng)的排水措施、保護(hù)碰傷措施等。為了防止滑移，堆放層數(shù)一般不應(yīng)超過(guò)3層。
②板樁在吊裝前，編制相應(yīng)的專項(xiàng)吊裝方案并經(jīng)審核批準(zhǔn)。運(yùn)輸、搬運(yùn)及堆放前，重點(diǎn)校核板樁強(qiáng)度、起重機(jī)載重量、基礎(chǔ)承載力、吊點(diǎn)位置、振動(dòng)錘夾持器夾持力等參數(shù)是否符合要求，盡量做到輕起輕放、安全平穩(wěn)，嚴(yán)緊對(duì)板樁“拋、碰、滾”。
2.3.5板樁沉樁質(zhì)量管理
①沉樁施打前，首先將板樁吊入型鋼導(dǎo)向架，依靠其自重溜樁下沉，待限位滾輪拉緊后，樁頭套入振動(dòng)錘夾持器，保證夾持器與樁身夾持部位尺寸匹配。若夾持長(zhǎng)度不夠或夾持力不足，均會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)錘偏向、板樁破碎、板樁滑動(dòng)等質(zhì)量安全事故。
?、陂_(kāi)始沉樁時(shí)，首先調(diào)小振動(dòng)頻率，隨時(shí)觀測(cè)樁體偏位，實(shí)時(shí)調(diào)整限位裝置的松緊程度，確保樁體垂直、緊靠下沉，待樁體進(jìn)入一定深度的土層后，方可使用高頻振動(dòng)。
?、鄢翗哆^(guò)程中，電子經(jīng)緯儀應(yīng)架設(shè)于沉樁機(jī)械附近的兩個(gè)垂直方向上，嚴(yán)格控制樁身垂直度與樁頂平面位置，隨時(shí)檢查樁身是否損壞，若有損壞，及時(shí)處理方可再施工。沉樁時(shí)，要保持起重機(jī)鋼絲線、夾持器、樁頭、樁身四者中心在同一直線上。沉樁開(kāi)始入土2m時(shí)，觀測(cè)樁體是否偏位，若偏位，立即停機(jī)，調(diào)整樁位，可把樁體拔出，清障回填后重新沉樁；入土2m后，測(cè)量樁體是否偏位，若偏位，立即停機(jī)檢測(cè)樁并及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)設(shè)代，進(jìn)行樁位校核，提出處理建議，業(yè)主單位批準(zhǔn)后方可實(shí)施。
?、艹翗督Y(jié)束后，施工單位應(yīng)及時(shí)收集整理相關(guān)沉樁資料（板樁試打記錄、進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收記錄、沉樁施工記錄、質(zhì)量事故處理記錄等），保證起重機(jī)、振動(dòng)錘、導(dǎo)向架等可靠安全移位，及時(shí)清理施工現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)組織沉樁分項(xiàng)工程質(zhì)量驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方允許下一步工序施工。結(jié)束語(yǔ)：
綜上所述，①U型混凝土板樁具有擋土面積大、力學(xué)性能優(yōu)、施工速度快、經(jīng)濟(jì)效益高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于邊坡治理、護(hù)岸工程、基坑支護(hù)等工程領(lǐng)域。②以中山市阜沙鎮(zhèn)鴉雀尾水利樞紐工程為例，介紹了U型混凝土板樁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝原理、工藝流程及施工質(zhì)量要點(diǎn)、施工安全管理等內(nèi)容，旨在不斷總結(jié)U型混凝土板樁施工經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)施工技術(shù)和管理方法。
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