刘威

摘 要：汉北河新沟二线船闸工程结构物荷载大且对变形和稳定性要求高，地基软弱土层较厚，设计以预制劲性体管桩处理地基。该工程跨闸公路桥空箱地基采用劲性体管桩，管桩采用导杆式柴油打桩机锤击方法施工。本论文主要介绍该工程中劲性体管桩的施工工艺和施工中遇到的问题及解决办法。

关键词：船闸工程；劲性体管桩；施工工艺

1 工程概况

汉北河新沟二线船闸工程工程规模为大（2）型，工程等级为II，因跨闸公路桥为开启桥，对沉降要求较严格，所以跨闸公路桥空箱地基采用劲性体管桩，管桩采用导杆式柴油打桩机锤击方法施工。工程结构物荷载较大且对变形和稳定性要求较高，地基软弱土层较厚，从上到下土层为粉质黏土层、粉砂层，以预制劲性体管桩处理地基。

2 施工准备

2.1 劲性体管桩生产

本工程管桩全部为劲性体管桩，然后运送至项目部现场。管桩规格为外径600mm，壁厚60mm，桩长19m，混凝土强度C60。管桩要求经过高压釜蒸压，蒸压后满足强度方可送至现场施工。管桩进场后，由材料员与质检员先进行验收，剔除可能存在的不合格管桩，要求管桩厂退回，剩余合格管桩卸车施工。进场检验包括混凝土抗压强度、外观质量、尺寸允许偏差和抗裂性能等。

2.2 劲性体管桩尺寸及质量要求

劲性体管桩的长度允许偏差为±0.5%，端部倾斜≤0.5%，直径+5/-2，壁厚+20/0，保护层厚度+5/0，桩身弯曲度≤L/1000。

局部粘皮和麻面累计面积不应大于桩总外表面的0.5%；每处粘皮和麻面的深度不得大于5mm，如果超过范围且应修补。漏浆深度不应大于5mm，每处漏浆长度不得大于300mm，累计长度不得大于管桩长度的10%，或对称漏浆的搭接长度不得大于100mm，且应修补。局部磕损深度不应大于5mm，每处面积不得大于5000mm2，且应修补。不允许露筋，表面不得出现环向和纵向裂缝，管桩端面混凝土和预应力钢筋镦头不得高出端板平面，不允许出现断筋、脱头。桩套箍凹陷深度不应大于10mm。不允许出现内表面混凝土塌落，接头和桩套箍与桩结合面不允许出现空洞和蜂窝，漏浆深度不应大于5mm，漏浆长度不得大于周长的1/6。

3 劲性体管桩施工

3.1 管桩施工工艺

测量放线-桩机就位-对中喂桩-调直桩机-锤击沉桩-管桩焊接-送桩器送桩至设计标高-桩机移位

根据施工需要和现场实际情况，项打桩之前由项目部测量员通过GPS测出打桩场地高程，以便确定送桩长度，提前做好送桩杆，施工队测量员根据项目部给出的一个控制桩位坐标计算出其他桩位坐标，经复核无误，用全站仪测放控制桩位，通过控制桩位用钢尺量出待打桩位，用红色筷子及石灰标记桩位（逐排测放桩位）。打桩设备进场后，在现场进行组装调试。施工队根据桩位图及现场实际情况确定打桩顺序，之后桩机就位。桩帽（送桩杆）大小合适，两者大小不合适都可能在打桩过程中使桩受力不均，产生偏心力，破坏桩身。

履带吊将管桩移至桩位附近，用钢丝绳绑住管桩，由配有吊钩的钢丝绳吊起管桩喂进桩帽，在直桩的前提下，将管桩搁置地面，桩锤停在桩顶上方（不压锤）。稳定后调直桩架，使桩对准桩位，待桩身稳定后压锤，压桩下沉，稳定后，测量人员根据正侧面两台经纬仪观察桩身垂直度，确定垂直后，开油门锤击。沉桩过程中，调节桩锤、桩帽、桩身处在同一轴线上，使桩架与桩身平行，以免产生偏心锤击。

桩架与桩身调直后，开油门锤击。沉桩时，测量人员随时观察桩身垂直度，垂直度偏差超过0.5%，必须及时调整。桩帽接近地面时停锤，准备送桩。送桩前在已沉桩上垫上桩垫，然后套上送桩杆，下锤，使送桩杆帽与桩顶接触平实，送桩杆与桩轴线成一直线后开锤送桩，直至送桩到设计标高。

沉桩标高控制：送桩前在送桩杆上用白色喷漆标记出一控制标高，此标记到送桩杆底部距离为H。当送桩接近设计标高时，测量员通过水准仪观察桩的入土情况，当送桩杆上所做标记与水准仪横丝读数相平时，指挥操作人员停锤移机。

3.2 停锤标准

锤击沉桩应连续进行，不应中途停顿，停锤标准以控制桩顶标高为主，贯入度为辅。当桩未打到设计标高，贯入度已达到要求，应继续锤击3阵，其每阵10击的平均贯入度不大于规定的数值，停锤。一般要求最后10击的贯入度<20mm即可收锤。

3.3 操作要点

（1）锤击压应力不得大于混凝土抗压强度设计值；

（2）送桩杆头与桩顶之间应加设弹性桩垫、桩垫厚度应均匀；

（3）沉桩时应保证桩架垂直，劲性体管桩与桩机平行，打桩时垂直度不应大于0.5%；

（4）每根桩应一次性连续施打到底，送桩应连续进行，尽量减少中间停歇时间；

（5）沉桩过程中，出现桩身倾斜、位移、桩身或桩顶破损等异常情况时，应停止沉桩，待查明原因并进行必要的处理后，方可继续施工。

3.4 施工实际中引起坏桩的问题及解决方法

（1）管桩施工时坏桩原因：?桩受力偏心：桩身倾斜，垂直度大于0.5%，送桩时送桩杆不垂直，锤击送桩杆传力时桩身承受偏心力，打坏桩头；送桩时桩顶未放置桩垫，送桩帽与桩头直接接触，打坏桩头。对于垂直度的问题，在现场打桩时，严格要求打桩技术工人控制桩的垂直度，严禁出现斜桩。送桩时必须在桩顶放置桩垫，严禁桩顶与送桩杆硬碰硬的情况出现。

（2）送桩时桩未到设计标高且贯入度未达到要求时桩头被打碎，应在此桩旁间隔一定距离补桩，打至设计标高。

3.5 劲性体管桩检测试验

劲性体管桩检测试验有三种：低应变、单桩承载力、复合地基承载力。劲性体管桩施工完成后7天，由监理随机抽取一定比例管桩做低应变试验检测桩身完整性，之后分别挑选3根劲性体管桩做单桩承载力及复合地基承载力试验以检验桩的承载力是否达到设计要求。由检测单位指挥履带吊吊配重块搭设试验台，试验台搭设好后，连接仪器开始做试验，对千斤顶分段加压到41MPa，每加压到一个阶段，静止等待一段时间，读取沉降设备显示的读数。到最后加压到41MPa时，读取沉降设备最终读数，根据侧得数据计算出整根桩的沉降值，此值不超过40mm合格。

4 结束语

针对劲性体施工中遇到的问题现做简单总结如下：?由于施工场地渗水较多，造成了施工場地的承载力不够，在没有条件创造建筑垃圾及生石灰处理场地的情况下，可水泥硬化场地的方法解决。劲性体桩属于薄壁管桩，在施工过程中极易造成桩基损坏，从起重吊装、桩锤选择、垂直度控制、桩垫控制进行相应的控制，减少坏桩率。管桩桩顶标高的正确与否直接影响到后续施工。过高会影响开挖，且需要人工切割掉过高管桩，增加施工成本；过低会增加垫层砼用量，相应增加施工成本。

参考文献：

[1] 王建.预应力高强混凝土管桩锤击法的施工[J].建筑技术与应用，2008.