U型板樁在水庫加固工程中的應用

□周宗兵（江西省水利水電建設有限公司）

U型板樁在水庫加固工程中的應用

□周宗兵（江西省水利水電建設有限公司）

隨著我國基礎設施建設的持續快速發展，當前一大批水利設施尤其水庫工程面臨著檢測加固的問題，在水庫加固工程中，U型板樁得到了較為廣泛的應用。根據文獻和實際施工經驗，文章對U型板樁進行了系統介紹，著重闡述了相關施工工藝、注意事項、理論依據和工程經驗，為類似工程提供參考和借鑒。

U型板樁，水庫加固；應用措施

1 U型板樁

1.1 U型板樁定義

U型板樁，即先張法預應力鋼筋混凝土U型板樁，是為支護需要而設計的一種新型維護結構。相比傳統鉆孔灌注樁，U型板樁樁身質量可靠，施工工藝較為簡單，工程造價低，且對于環境產生較少的污染；相對于預應力混凝土管樁，鑒于U型板樁的結構特點，其抗彎和抗剪能力更好，尤其適用于水平荷載較大的支護結構，具體U型板樁結構如圖1所示。

圖1 U型板樁橫截面示意圖

等效換算原則為等面積、等剛度、等高度及等翼緣厚度，則計算公式如下：

1.2 U型板樁在工程設計中的受力情況

1.2.1 土壓力

對于土壓力，當前最多考慮的是主動土壓力和被動土壓力，多采用庫倫或朗肯土壓力理論進行計算，如果對于板樁水平位移有較為嚴格的要求，則靜止土壓力具有更大的適應性。

1.2.2 靜水壓力

對于靜水壓力，如滲流壓力，浪壓力，等都會對一定范圍內的建筑物造成一定的荷載影響，使得地面超載、施工受到影響。

1.2.3 抗震設防要求

位于抗震設防區域的板樁結構，需要考慮極端地震情況下，外界地震荷載對于板樁安全性和穩定性的要求，如地震慣性力、動土壓力和水平地震作用對于U型板樁結構的影響。

2 沉樁工藝

2.1 常見地質情況下的沉樁工藝

2.1.1 檢查

沉樁施工前，對于U型板樁的質量、結構尺寸和連接處異物進行檢查，避免對后期施工造成影響；同時檢查橡膠止水條的狀態，保證U型板樁施工的止水效果。

2.1.2 控制精度

在首樁沉樁完畢后，后續施工需要采用固定鎖具保證后續U型板樁與前一個鎖緊，同時在施工過程中應嚴格控制樁體垂直度，保證密封止水效果。

針對普通地質下振動法沉樁作業，需要保證振動錘與樁身加持部位匹配，避免因夾持長度不夠導致夾持力過大擠碎混凝土或產生滑動現象。

2.2 復雜地質條件下的沉樁工藝

遇到地質較為復雜的情況，需要采用輔助方法進行沉樁作業，保證沉樁作業順利完成，針對不同地質情況，采用不同的工藝。

2.2.1 砂礫土層

對于砂礫土層，可以選擇在樁體內埋設水管，采用高壓注漿的方式在沉樁過程中高壓射水，通過清除下部砂礫層的方式輔助沉樁作業，具體施工工藝如圖2所示：

圖2 高壓射水成孔輔助沉樁示意圖

2.2.2 可塑性黏土層

對于可塑性黏土層，可以采用鋼樁預鉆成孔的方式輔助沉樁，H型鋼底部進行特殊處理，保證在沉樁過程中將原狀土導入H型鋼內部，拔出過程中帶出大部分原狀土，起到成孔效果。H型鋼樁具體構造如圖3所示。

圖3 引孔鋼樁構造圖

3 U型板樁在水庫加固中的應用

3.1 施工工藝流程

根據查閱相關文獻和實際工程經驗，總結U型板樁施工流程如圖4所示：

圖4 U型混凝土板樁施工流程圖

3.2 設計注意事項

3.2.1 充分了解地質情況

雖然U型板樁的設計中考慮了射水管，在振沖過程中能夠輔助沉樁，提高施工速度和復雜地質的適應能力，但是對于巖石地基則施工難度較大，U型板樁顯得不適用，因此在地質勘察時對于此類地質慎重選擇U型板樁。

3.2.2 合理設計U型板樁尺寸

對于U型板樁尺寸的選擇，是整個水庫加固施工中的關鍵部分，也是影響整體工程質量的重要因素，因此U型板樁的尺寸應根據地質情況、施工環境和工程重要性進行合理的設計。

3.2.3 嚴格控制原材料

U型板樁原材料的選擇，直接影響工程質量，因此應該按照相關規范要求控制原材料的選擇。同時對于U型板樁在施工中遇到的原材料問題，應該進行分析，查出問題產生原因并及時采取措施。

3.2.4 加強U型板樁的施工質量檢驗

U型板樁的質量對于整個加固工程的質量影響較大，因此應該嚴格按照設計進行施工前的質量驗收。

3.3 施工注意事項

3.3.1 測量放線

根據施工圖紙和測量控制點，需要在施工之前首先確定排樁中心位置，在溝槽工程結束后，精確測量排樁中心線，在監理人員確認無誤后，才能進行下一步的施工。

3.3.2 樁身質量驗收

對于U型板樁外觀質量、尺寸允許偏差、抗彎承載能力和檢驗規則均需按照當前標準進行；對于樁身質量驗收，需要同時提交原材檢測報告、預應力檢測報告、混凝土強度報告和預制品合格證等。

3.3.3 導向架安裝

對于U型板樁，較為重要的是導向架的安裝，對于導向架具有以下要求：導向架應采用型鋼等能夠承受較大彎矩剪力的材料；導向架的定位和安裝，需要嚴格按照設計要求，通過經緯儀和水準儀進行控制和調整；導向架與U型板樁接觸部位需要涂刷潤滑劑，保證U型板樁在沉樁過程中不會因為摩擦力對導向架造成下沉和變形影響；

4 結論

針對U型板樁在水庫加固工程中的應用，文章從U型板樁的定義介紹開始，接著介紹了U型板樁的常見施工工藝流程，以及在不同地質情況下尤其是特殊地質條件下的沉樁法施工工藝，根據施工經驗、相關文獻和常見問題，對類似工程提供系統的解決處理方案。

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TV332.23

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1673-8853（2017）10-0055-03

周宗兵（1968—），男，工程師，主要從事水利工程管理工作。

2017-8-20

編輯：符 蕾