U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁在河道護(hù)岸工程中的運(yùn)用

U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁在河道護(hù)岸工程中的運(yùn)用摘要：U形板樁自上世紀(jì)在國外首次出現(xiàn)，在水利工程中、航道護(hù)岸工程中以及基坑維護(hù)等工程中得到了廣泛的應(yīng)用并取得了較好的成績。 隨著我國科研水平的不斷提高， U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁在我國的各大水利工程中也逐漸投入使用，本文結(jié)合河道護(hù)岸工程中 U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁的應(yīng)用， 就U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁的功能進(jìn)行初步的探討分析，僅供相關(guān)人士參考。關(guān)鍵詞： U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁；河道護(hù)岸；運(yùn)用；功效U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁的概述U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁與傳統(tǒng)的混凝土板樁聯(lián)系比較緊密， 在混凝土板樁的基礎(chǔ)之上進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)， 其結(jié)構(gòu)外形呈現(xiàn) U形，跟常見的拉森式鋼板樁的構(gòu)件類似,這也使得 U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁的受力結(jié)構(gòu)為工字形 [1]。水利工程中常見的U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁是通過先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋跟高標(biāo)號混凝土進(jìn)行預(yù)制而成的。U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁具有較大的剛度，穩(wěn)定性能較強(qiáng)，便于施工，因此在河道的護(hù)岸工程、 航道的護(hù)坡工程、 公路、鐵路以及碼頭工程中應(yīng)用比較廣泛。U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁在施工中的應(yīng)用要?jiǎng)t（一）在使用U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁施工的前期， 要對施工的場地進(jìn)行充分的了解，比方說施工場地的地質(zhì)情況， 水文情況等等， 當(dāng)施工場地的地質(zhì)情況不符合正常的板樁施工的時(shí)候，需要用挖機(jī)對其進(jìn)行清溝作業(yè)或者使用剛裝引孔作業(yè)，同時(shí)，要將影響施工質(zhì)量的障礙物予以排除為 U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁施工的順利進(jìn)行提供保障 [2]。（二）在U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁施工的過程中， 必須要對板樁的樁身的垂直度加以重視， 做到在整個(gè)施工過程中隨時(shí)關(guān)注樁身的垂直度， 當(dāng)樁身的垂直度出現(xiàn)一定的偏差的時(shí)候， 要立即停止施工， 將板樁取出之后并進(jìn)行調(diào)整， 使得垂直度符合施工要求和標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候繼續(xù)施工； 同時(shí)，要隨時(shí)保持對板樁企口榫槽結(jié)合情況的檢查， 根據(jù)施工的具體情況， 對導(dǎo)鏈、卷揚(yáng)結(jié)構(gòu)以及履帶吊進(jìn)行合理的調(diào)整，保證板樁跟板樁之間能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的結(jié)合， 此外，還需要對止水橡膠條進(jìn)行檢查，避免止水橡膠條出現(xiàn)拉裂的情況， 當(dāng)出現(xiàn)拉裂的情形時(shí)候， 要立即停止施工更換好新的符合要求的止水橡膠條。（三）在U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁施工的過程中， 由于板樁的截面比較大， 這也使得在施工過程中， 板樁的樁端和板樁的側(cè)面會存在一定的阻力和摩擦力， 不僅僅會降低施工的效率， 還會對板樁造成一定的損傷。 在 U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁的實(shí)際施工中， 往往通過配合高壓噴水技術(shù)來進(jìn)行施工， 這樣一來， 不僅僅能夠有效的降低樁端的阻力，還能夠通過水流的潤滑作用來減少板樁側(cè)面的摩擦阻力，從而實(shí)現(xiàn)板樁施工的順利進(jìn)行 [3]。（四）在U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁施工完成的時(shí)候， 要保證板樁跟相鄰施工完成的板樁之間的剛性連接， 在后續(xù)施工板樁的施工的過程中， 能夠避免板樁在施工過程中帶出的土體對施工質(zhì)量造成的不良影響。 此外，在實(shí)際施工中， 排樁式的施工方式應(yīng)用較為普遍， 在使用這種施工方式的時(shí)候， 必須要加強(qiáng)對施工時(shí)間的合理控制，避免土體發(fā)生板結(jié)的情況而影響后續(xù)的順利施工。三、河道護(hù)岸工程的概述本文研究的河道護(hù)岸工程位于我國某市的一條河道， 該河道不僅僅具備著防洪排澇應(yīng)對水災(zāi)的功能， 還能夠給該城市提供水資源和為水上航行提供便利。 本次工程的施工地方位于河道的右岸， 施工的總體長度約 300米，堤岸的斷面呈現(xiàn)復(fù)式結(jié)構(gòu)，整個(gè)寬 8.5米的平臺的高程為 4.9米，河底的高程則是 -1.2米。現(xiàn)在工程需要的就是澆成混凝土護(hù)坡， 考慮到河道的通航性， 在施工之中就需要將船通行過程中產(chǎn)生的水波對下部混凝土護(hù)坡的侵蝕納入到施工方案的規(guī)劃當(dāng)中， 保證提防和大堤后面建筑物的安全， 根據(jù)實(shí)際情況， 可以將這個(gè)地段改成直立式護(hù)岸結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對過往航船進(jìn)行臨時(shí)的檢查。 同時(shí)不可忽視的一點(diǎn)是， 該護(hù)岸工程位置處于下游沖積平原區(qū)域， 整個(gè)區(qū)域的地貌大都呈現(xiàn)出侵蝕或者剝蝕的狀況，這也導(dǎo)致河道口工程場地的土層往往都是承載能力差、 相對有點(diǎn)蓬松的土壤，會對堤岸的土層進(jìn)行沖刷， 基于這一點(diǎn)考慮， 可以在結(jié)合勘察報(bào)告的基礎(chǔ)上， 采用四層粉砂夾粉質(zhì)黏土來進(jìn)行施工， 保證樁基施工過程的方便和順利 [4]。四、施工設(shè)計(jì)方案的選定在實(shí)際中， 直立式護(hù)岸結(jié)構(gòu)包括直立墻式結(jié)構(gòu)和樁式結(jié)構(gòu)兩種。 在護(hù)岸工程中，根據(jù)實(shí)際情況， 需要大量的石材， 而且對工程的穩(wěn)固性和耐久性要求比較高。而直立墻式的結(jié)構(gòu)施工中， 對土墻結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土進(jìn)行加固， 同時(shí)在施工中的工藝較為簡單， 滿足了工程的穩(wěn)固性的要求， 但是根據(jù)施工期間墻前水位和墻后的地下水位進(jìn)行計(jì)算和模擬， 發(fā)現(xiàn)在使用直立墻結(jié)構(gòu)方案施工的時(shí)候， 會延長了施工工期， 而且為了保證穩(wěn)固性， 需要的底板長度較長， 同時(shí)墻后的開挖面也是一項(xiàng)繁雜的工程，這樣一來，必然會影響到堤頂上方道路的交通運(yùn)行，同時(shí)，在干法施工過程中， 需要設(shè)立圍堰的同時(shí)， 要保證墻底板底下土層的厚實(shí)和穩(wěn)固，需要對地基進(jìn)行相應(yīng)的處理， 從而大大延誤了施工周期， 造成施工中的諸多不便。但是樁式護(hù)岸不需要對墻后進(jìn)行相關(guān)的開挖工作， 僅僅需要一個(gè)滿足施工要求的平臺即可， 施打機(jī)械在正常運(yùn)行的過程中， 施工工藝比較簡便， 也不會對周圍交通運(yùn)行造成很大的影響， 還能夠大大的縮短施工周期。 這兩種方式施工的造價(jià)比如表一所示。 從上面的分析中可以看出， 無論是工施工便利性還是從經(jīng)濟(jì)性上來考慮，樁式護(hù)岸結(jié)構(gòu)無疑是施工方案的最佳選擇。項(xiàng)目單價(jià)（元 /立方米）直立墻式樁式數(shù)量合計(jì)（元 ）數(shù)量合計(jì)（元 ）土方開挖27.6430.3837.490.00.0土方回填23.2211.22600.00.0C20砼擋墻490.347.838220.00.0干砌塊石回填173.122.74670.00.0鋼筋制安68100.000.03204.3混凝土板樁3505490.009.85380.2C25砼樁帽5550.000.5277.5模板5613.2739.21.584土方圍堰5222.11149.20.00.0寺方圍郾拆除2922.1640.90.00.0合計(jì)7915.85946表一：直立墻式結(jié)構(gòu)和樁式結(jié)構(gòu)造價(jià)比較五、U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁的施工（一）U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁施工的主要設(shè)施U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁施工的主要設(shè)備有振動(dòng)錘、相關(guān)的動(dòng)力系統(tǒng)、河道護(hù)岸工程施工需配置施工作業(yè)平臺、履帶吊以及圍檁導(dǎo)架等等。（二）U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁施工的具體流程板樁定位系統(tǒng)在U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁施工過程中， 為了保證板樁平面的位置精準(zhǔn)和連接無縫，往往使用定位系統(tǒng)對板樁施打工序進(jìn)行輔助作業(yè)。 在實(shí)際作業(yè)中， 通常使用輔助定位樁和限位梁以及限位拉緊裝置等等對板樁進(jìn)行定位。 輔助定位樁通常采用的是直徑和長度分別為 45厘米和20米的鋼管樁來充當(dāng)?shù)模?同時(shí)每一根鋼管樁都設(shè)置一些樁尖， 而且樁尖的夾角可以根據(jù)實(shí)際施工需求進(jìn)行調(diào)整； 在樁頂上設(shè)置抱箍， 實(shí)現(xiàn)對鋼圍檁主梁的支撐和穩(wěn)固作用， 施工應(yīng)用的抱箍是用 1-2厘米厚的鋼板進(jìn)行加工的，保證兩側(cè)的支腿長度和抱箍高度符合實(shí)際施工需求 [5]；而限位梁則由工字鋼和槽鋼進(jìn)行有機(jī)組合， 保證其固定功能； 限位拉緊裝置是通過手拉葫蘆跟限位滾輪來對板樁的位置和施打過程中的間隙進(jìn)行調(diào)整是實(shí)現(xiàn)的。2定位系統(tǒng)的安裝在對定位系統(tǒng)的安裝過程中， 采用履帶吊和液壓振動(dòng)錘來將鋼管樁一個(gè)一個(gè)的打入，定位樁通常有兩根，當(dāng)板樁施打到了定位樁的位置處，將定位樁拔出，振入到下一個(gè)樁位，從而實(shí)現(xiàn)定位樁的循環(huán)利用。對定位的測量 :在施工場地的附近尋找合適位置來架設(shè)全站儀， 通過免棱鏡偏心測量來對定位樁樁中心進(jìn)行精準(zhǔn)定位， 在施打過程中， 要加強(qiáng)對定位樁的垂直度的實(shí)時(shí)監(jiān)測， 保證定位樁施工的正常進(jìn)行， 同時(shí)，要加強(qiáng)測量人員與施工人員之間的隨時(shí)聯(lián)系，在測量的過程中，允許定位樁的位置出現(xiàn)一定程度的偏差。在定位樁設(shè)置完畢后， 進(jìn)而對抱箍和鋼圍檁主梁的安裝作業(yè)， 在安裝過程中，要嚴(yán)格保證主梁頂標(biāo)高的高度在 -0.5米，同時(shí)，要用槽鋼對主梁的兩端進(jìn)行固定工作，在這些工作完成后， 在定位樁頂部放置木板， 然后用全站儀對圍檁進(jìn)行合理的調(diào)整，保證其符合施工精準(zhǔn)的要求 [6]。插打板樁采用長臂的履帶吊車對板樁進(jìn)行起吊， 通過將U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁的吊耳處對穿兩根鋼絲繩， 并用卡環(huán)將吊鉤做卡緊的措施， 當(dāng)板樁放入到限位架中的時(shí)候，板樁自身重力就會使得自身下沉打樁， 在這個(gè)過程中， 工作人員應(yīng)該嚴(yán)格控制好樁位以及板樁的垂直度， 確保板樁在緊靠限位槽鋼的端部時(shí)再讓其落下， 后續(xù)的根樁仍然按照相關(guān)的需求來放下， 同時(shí)，在板樁放下后， 施工人員要通過手扳葫蘆對限位滾輪進(jìn)行拉緊，保證兩根板樁之間緊靠在一起。振動(dòng)錘沉樁在做好上述的準(zhǔn)備工作后， 等到限位滾輪拉緊的時(shí)候， 工作人員就需要掉漆振動(dòng)錘，并且在樁頭上面套入夾具， 這個(gè)工作做完后， 施工人員就要對振動(dòng)錘和板樁的軸線進(jìn)行檢測， 直到二者保持一致的時(shí)候才可以開始錘擊工作。 在振動(dòng)錘沉樁的過程中， 要合理的根據(jù)實(shí)際情況調(diào)小振動(dòng)頻率， 并且實(shí)時(shí)對限位裝置進(jìn)行調(diào)整，保證其松緊程度能夠達(dá)到符合施工要求的最佳程度， 同時(shí)，還需要密切關(guān)注板樁的垂直度。 在板樁垂直的下沉到土體中并且有一定的深度的時(shí)候， 就可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)大振動(dòng)頻率， 在這里需要注意的時(shí)候， 測量人員要加大跟施工人員之間的交流與配合， 當(dāng)板樁的貫入度和板樁的樁頂出現(xiàn)異常情況的時(shí)候， 要及時(shí)終止施工操作 [7]。結(jié)束語本文主要結(jié)合某市的河道護(hù)岸工程實(shí)例來對 U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁施工進(jìn)行探討和分析。 U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁跟傳統(tǒng)的擋土護(hù)坡材料相比，不僅能夠?qū)^大面積的土體進(jìn)行擋截，而且還具有較強(qiáng)的受力性和高性價(jià)比，此外， U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁對地基的適應(yīng)能力強(qiáng)， 汛期和水流對其影響小等優(yōu)點(diǎn)， 在河道護(hù)岸工程中應(yīng)用十分廣泛， 能夠有效的避免堤岸出現(xiàn)塌方的現(xiàn)象， 避免船行造成的水波對堤岸的沖刷。參考文獻(xiàn)李學(xué)文,楊琳,劉雷,連博.預(yù)應(yīng)力U形板樁在保灘工程及濱水景觀中的應(yīng)用.中國水利學(xué)會 .中國水利學(xué)會 2013學(xué)術(shù)年會論文集——S5河口治理與保護(hù).中國水利學(xué)會 :2013，34(03):110-111.周海斌.先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 U型板樁作為支護(hù)樁的應(yīng)用研究 [J].蘇州科技學(xué)院 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