堤防工程項(xiàng)目中的預(yù)制樁施工技術(shù)研究

□王 慶（重慶精佳工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司）

1 堤防工程項(xiàng)目概況

某河段地處長(zhǎng)江中下游，全長(zhǎng)約為31.54 km，該河段左岸有一個(gè)大堤，堤防保護(hù)著當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全，是一道重要的防洪屏障。該河段的平面形態(tài)相對(duì)比較復(fù)雜，其上段為北向南走向，順直分汊，中段呈鵝頭型急彎，是長(zhǎng)江分流入洞庭湖的重要口門，下段為西向東走向，河道微彎。由于河勢(shì)不穩(wěn)定，從而對(duì)河岸防洪堤的安全構(gòu)成了一定程度的威脅。該河段的洪水汛期為5-10月，主汛期為7-9月，最高水位約為40.91m。經(jīng)多方面綜合考慮，決定采用預(yù)制樁作為該堤防工程的樁基礎(chǔ)，下面對(duì)預(yù)制樁施工技術(shù)進(jìn)行分析。

2 堤防工程項(xiàng)目中的預(yù)制樁施工技術(shù)

2.1 常用的預(yù)制樁種類及特點(diǎn)

2.1.1 種類

預(yù)制樁是指在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成各種形式、各種材料的樁，利用沉樁設(shè)備將樁壓入、壓入或振入土中。在施工現(xiàn)場(chǎng)就地預(yù)制較長(zhǎng)的樁，在預(yù)制廠生產(chǎn)較短的樁。預(yù)制樁能夠根據(jù)工程建設(shè)需要制成不同尺寸的截面，具備樁身質(zhì)量易于控制、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐久、承載力高、成樁速度快等優(yōu)勢(shì)，并且不存在泥漿排放問(wèn)題和地下水位影響問(wèn)題。預(yù)制樁是我國(guó)建筑工程中廣泛應(yīng)用的樁型，但是這種施工技術(shù)也存在對(duì)周圍環(huán)境影響較大的缺陷。預(yù)制樁主要分為實(shí)心樁、空心樁和鋼樁3種。其中，實(shí)心樁的截面形式通常為方形，邊長(zhǎng)250~550mm，根據(jù)性能分類，實(shí)心樁又分為普通鋼筋混凝土實(shí)心樁和預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心樁。一般情況下，打樁架的高度決定單節(jié)樁的最大長(zhǎng)度，通常最大長(zhǎng)度不超過(guò)27m。如果需要打入30m以上的實(shí)心樁，那么必須將樁分為若干段，在打樁過(guò)程中逐段接長(zhǎng)；空心樁采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝進(jìn)行生產(chǎn)，主要分為預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)至少為C60；鋼樁采用低碳鋼板卷制或無(wú)縫鋼管焊接而成，主要分為鋼管樁和H型樁。若將鋼樁應(yīng)用于腐蝕性土層或地下水有侵蝕性的地區(qū)進(jìn)行施工，則必須對(duì)鋼樁進(jìn)行防腐處理。

2.1.2 特點(diǎn)

在各類樁基礎(chǔ)當(dāng)中，預(yù)制樁的優(yōu)點(diǎn)最為突出，具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：其一，預(yù)制樁的工程造價(jià)最低：與鉆孔灌注樁、人工挖孔樁相比，預(yù)制樁的成本最低，約為其它兩種樁基礎(chǔ)的50%左右。它在工程中的應(yīng)用，可以大幅度降低工程造價(jià)，這也是該樁型在各類工程中獲得廣泛應(yīng)用的主要原因之一。其二，配筋率較低，能夠有效減少鋼材的使用量，這樣既可以降低施工難度，又能減少資源消耗量。其三，直徑小比表面積大，單方混凝土的承載力較大。其四，施工簡(jiǎn)單、方便快捷、綠色環(huán)保。

2.2 預(yù)制樁的制作

如果工程項(xiàng)目施工中使用的預(yù)制樁長(zhǎng)度較短，可在預(yù)制廠內(nèi)進(jìn)行制作加工，若是預(yù)制樁的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因受到運(yùn)輸條件的限制，一般都是選擇在施工現(xiàn)場(chǎng)直接制作。同時(shí)，為了方便施工，長(zhǎng)樁基本都是采用分節(jié)的方法進(jìn)行制作，方形樁在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制時(shí)，可以采用重疊法，需要注意的是，重疊的最大次數(shù)不得超過(guò)4層；預(yù)應(yīng)力管樁則是在預(yù)制廠內(nèi)以離心法進(jìn)行制作。

預(yù)制樁鋼筋骨架的連接可以采用對(duì)接形式，同一截面內(nèi)的主筋接頭≤50%，樁頂1m內(nèi)不得存在多種接頭，鋼筋骨架的允許偏差應(yīng)當(dāng)符合表1中的規(guī)定要求。

2.3 作業(yè)要求

施工前，需要對(duì)樁基的軸線和標(biāo)高進(jìn)行測(cè)定，并經(jīng)過(guò)檢查確認(rèn)；控制樁應(yīng)當(dāng)設(shè)置在不受打樁干擾的位置處，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施；對(duì)施工場(chǎng)地上的障礙物進(jìn)行清除，施工過(guò)程若是對(duì)周邊建筑物造成影響，則應(yīng)當(dāng)制定有效的預(yù)防措施；要確保打樁機(jī)進(jìn)出的路線暢通，制定的施工方案要合理可行，并做好技術(shù)交底工作。

2.4 預(yù)制樁運(yùn)輸和堆放

運(yùn)輸預(yù)制樁時(shí)必須確保樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100%。按照隨打隨運(yùn)的原則將預(yù)制樁運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，避免出現(xiàn)二次搬運(yùn)造成人力、物力浪費(fèi)。當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)送距離較近時(shí)，可利用起重機(jī)進(jìn)行吊運(yùn)，或者在預(yù)制樁下墊上滾筒進(jìn)行運(yùn)送。當(dāng)運(yùn)送距離較遠(yuǎn)時(shí)，可利用汽車或輕便軌道小平板車進(jìn)行運(yùn)送；保持預(yù)制樁堆放場(chǎng)地平整，將同樁號(hào)的預(yù)制樁堆放在一起，樁尖均朝向同一端。上下對(duì)齊多層墊木，適當(dāng)加寬最下層墊木，墊木層數(shù)一般不超過(guò)4層。

2.5 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.5.1 定位放線

樁基軸線的定位放線對(duì)樁基礎(chǔ)施工和整體上部結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量有著直接影響，所以在施工中必須以國(guó)家級(jí)三角網(wǎng)控制點(diǎn)引入軸線的施放，并進(jìn)行多次復(fù)合測(cè)量，以確保定位放線準(zhǔn)確。同時(shí)，在設(shè)置樁基軸線的定位點(diǎn)時(shí)，應(yīng)選擇不受樁基礎(chǔ)施工影響的位置。按照施工圖紙中的樁位圖對(duì)預(yù)制樁進(jìn)行逐一編號(hào)，在每一樁位處用鋼筋定位，并設(shè)置樣樁，方便打樁機(jī)就位后準(zhǔn)確定位。監(jiān)理部門要對(duì)定位放線進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)收，在驗(yàn)收合格的基礎(chǔ)上才能準(zhǔn)許施工，每施工一支樁，就需要在圖紙上記錄相應(yīng)的編號(hào)，為繪制竣工圖提供可靠資料。

2.5.2 預(yù)制樁進(jìn)場(chǎng)

樁基進(jìn)場(chǎng)后，由專人負(fù)責(zé)對(duì)其外觀質(zhì)量和尺寸進(jìn)行檢查，確認(rèn)合格之后，再對(duì)產(chǎn)品的出廠合格證和相關(guān)質(zhì)保資料進(jìn)行檢查，符合要求之后，方可打樁。為避免二次搬運(yùn)的情況發(fā)生，樁基進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)當(dāng)堆放到制定位置處。

2.5.3 打樁機(jī)就位

打樁機(jī)的性能對(duì)施工質(zhì)量和進(jìn)度均有直接影響，所以應(yīng)當(dāng)先對(duì)其性能進(jìn)行檢查，確認(rèn)設(shè)備可以正常使用后，再將之移動(dòng)到樁基的位置處，并做好對(duì)中、調(diào)直等準(zhǔn)備工作。

2.5.4 錘擊沉樁

這是預(yù)制樁施工中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其與施工質(zhì)量密切相關(guān)，為此，必須對(duì)該環(huán)節(jié)予以足夠的重視。①預(yù)制樁起吊就位的過(guò)程中，樁尖應(yīng)當(dāng)對(duì)準(zhǔn)樁位點(diǎn)，當(dāng)樁的堆放低于2層時(shí)，可以利用打樁機(jī)拖拉取樁，在上層樁進(jìn)行取樁時(shí)，應(yīng)當(dāng)在樁的拖地端增設(shè)一些具有彈性的保護(hù)材料，避免損壞樁基；若是疊層堆放超過(guò)2層時(shí)，則必須采用吊機(jī)進(jìn)行取樁。吊機(jī)吊起樁基并將之提升至一定高度，并使樁基保持垂直狀態(tài)，此時(shí)便可送入到樁架的龍門導(dǎo)桿內(nèi)，再將樁基準(zhǔn)確安放到樁位上，為確保打樁的過(guò)程中，樁基不出現(xiàn)偏斜或位移等情況，可將之與導(dǎo)桿相聯(lián)結(jié)。起吊預(yù)制樁時(shí)必須確保樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的70%。在起吊過(guò)程中，要求起吊點(diǎn)符合設(shè)計(jì)要求，若起吊點(diǎn)無(wú)需吊環(huán)，且設(shè)計(jì)要求無(wú)明確規(guī)定，那么應(yīng)當(dāng)根據(jù)最小彎矩原則進(jìn)行起吊。預(yù)制樁起吊要保證平穩(wěn)，防止觸碰到其他物體而遭受損壞，吊點(diǎn)位置與墊木位置要相同。②當(dāng)預(yù)制樁就位并調(diào)正之后，便可啟動(dòng)打樁機(jī)開(kāi)始打樁。第一錘完畢之后，需要對(duì)樁身進(jìn)行觀察，看其是否移位，若是移位要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使樁基重新就位。在初始沉樁的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)采取起錘輕壓或是輕擊數(shù)錘的方法，隨后對(duì)樁身、樁架和樁錘進(jìn)行觀察，看三者是否保垂直一致，若是垂直便可正式開(kāi)始打樁。③在打樁過(guò)程中，要起錘加油慢打，觀察樁在下沉?xí)r是否存在移位現(xiàn)象，并用線綞調(diào)整好樁的垂直度。當(dāng)一切正常時(shí)，應(yīng)加大油門進(jìn)行高度快打，并對(duì)樁在不同地質(zhì)層的下層情況進(jìn)行記錄，記錄數(shù)據(jù)包括樁架垂直度、下沉每米錘擊數(shù)、樁位、落距、錘重、最后三振貫入度等。其中，最后三振要求每振10錘，平均貫入度為30mm，確保第三振的下沉不超過(guò)2 cm。④打樁時(shí)，若遇到樁長(zhǎng)不足的情況，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行送樁，最大距離不得超過(guò)3m。

2.6 施工注意事項(xiàng)

在預(yù)制樁施工中必須采取襯墊等防護(hù)措施，以防止樁頂部和樁孔部位出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。如果在施工時(shí)遇到樁頂破碎、樁身斷裂、樁身傾斜以及經(jīng)送樁仍未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的貫入度等問(wèn)題時(shí)，必須停止打樁施工，并向甲方反映出現(xiàn)的問(wèn)題，積極分析、查找原因，提出相應(yīng)的解決方案。將解決方案送交至建設(shè)方和監(jiān)理方審批認(rèn)可后，方可落實(shí)解決措施，繼續(xù)進(jìn)行打樁施工。

表1 預(yù)制樁鋼筋骨架的允許偏差表

3 結(jié)論

總而言之，在堤防工程項(xiàng)目建設(shè)中，預(yù)制樁施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作。由于堤防本身的特殊性，使其對(duì)預(yù)制樁基礎(chǔ)的質(zhì)量要求相對(duì)較高。為此，在預(yù)制樁施工過(guò)程中，除了要了解并掌握相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)之外，還要采取相應(yīng)的措施確保施工質(zhì)量，只有這樣，才能保證堤防工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行，也才能使其防洪作用得以充分發(fā)揮。

[1]牛勇，暨柳華，李強(qiáng).水泥攪拌樁和預(yù)制樁在新礪江水閘工程中的應(yīng)用[J].水利水電快報(bào)，2012(6).

[2]賴佑賢，蒙克甫.鋼筋混凝土預(yù)制樁施工的幾點(diǎn)建議[J].廣東水利水電，2009(8).

[3]鄭永挺.預(yù)制樁在堤防整體穩(wěn)定分析中的簡(jiǎn)化計(jì)算[J].廣東水利水電，2014(1).

[4]林國(guó)棟.鋼筋混凝土預(yù)制樁施工技術(shù)的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2011(8).

[5]林輝.淺析樁基基礎(chǔ)中的預(yù)制樁施工原則與技術(shù)[J].福建建材，2014(5).

[6]馮戰(zhàn)海.關(guān)于預(yù)制樁及其施工技術(shù)的探討[J].中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2011(11).