預(yù)應(yīng)力混凝土板樁在河道支護(hù)中的應(yīng)用

在港口、河岸涂層、護(hù)土墻等項(xiàng)目中，通常使用鋼筋樁、混凝土板樁或現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，但這些材料和部件的耐用性、耐腐蝕性和耐用性存在缺點(diǎn)。使用預(yù)應(yīng)力混凝土板樁,可以很好的解決這些問題,同時(shí)在預(yù)制和打樁上也使用經(jīng)濟(jì)、施工方便。目前國內(nèi)還未有預(yù)應(yīng)力混凝土板樁方面的施工應(yīng)用,現(xiàn)就根據(jù)在越南胡志明市繞祿-氏藝河道改造工程中大量使用的預(yù)應(yīng)力混凝土板樁護(hù)岸施工經(jīng)驗(yàn),對預(yù)應(yīng)力混凝土板樁的相關(guān)施工技術(shù)進(jìn)行介紹。1板樁類型的確定本工程中預(yù)應(yīng)力混凝土板樁外形尺寸主要是參照日本規(guī)范JISA5354—1993中相關(guān)資料來設(shè)計(jì)的,板樁預(yù)制為先張法施工,形狀為波形(U形),如圖1所示。板樁使用的是C60混凝土,并使用了抗硫酸鹽的特種水泥,提高板樁的抗腐蝕性。不同板樁類型的寬度和厚度不一樣,寬度一般有1246mm和996mm兩種尺寸,根據(jù)厚度的大小,來確定板樁的類型。本項(xiàng)目共使用了6種板樁類型,具體參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)如表1所示。板樁一邊中間設(shè)有凹槽,另一邊中間有凸起,安裝時(shí)可以保證板樁搭接緊密。板樁的長度根據(jù)現(xiàn)場具體的地質(zhì)條件來設(shè)計(jì)決定,在本項(xiàng)目16000多根混凝土板樁中,最短的為12.9m,最長的為23.9m。板樁成片打入到設(shè)計(jì)位置后,樁頂再施工現(xiàn)澆混凝土蓋梁,使板樁連接成整體的板樁墻。2射水機(jī)增加了工況板樁打入采用振動加射水的方法,每套板樁打樁施工設(shè)備基本配置如下:①履帶式起重機(jī)1臺,起吊重量50~100t;②振動錘1個(gè),功率90~150kW;③射水機(jī)1臺,壓強(qiáng)12MPa左右,流量325L/min;④挖掘機(jī)1臺,0.6m3以上;⑤發(fā)電機(jī)1臺,功率200kW;⑥儲水罐1個(gè),為射水提供足夠水量;⑦水泵1個(gè),抽水到水罐,若有其他水源可不用水泵。起重機(jī)使用履帶式行走,一般為50t以上,具體根據(jù)混凝土板樁的重量和長度來決定。如果采用在水中打樁,需要配備400t以上的駁船,吊車和其他設(shè)備停放在駁船上。振動錘一般要90kW以上,才能保證打樁順利進(jìn)行。根據(jù)混凝土板樁類型的不同,在板樁里預(yù)埋了4~8根射水管,射水管為鋼管。樁頭處射水管有部分絲扣,可以通過一個(gè)90°的變向鋼接頭與射水軟管相連。板樁底部射水管連接一中間有小孔的螺母,以縮小出口水流的流量,增大射水壓力,也可以防止打樁過程中有土顆粒堵塞射水口。射水機(jī)出口處接一分水接頭,分出4~6根水管與板樁上的射水管相連。對于大型板樁,可以使用兩臺射水機(jī)來共同連接一根板樁,保證提供足夠的射水壓力。3預(yù)應(yīng)力混凝土板樁打樁工藝流程根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況,可以采用在陸地上或在駁船上打入預(yù)應(yīng)力混凝土板樁,打樁的基本工藝流程如下:場地準(zhǔn)備、測量放線→開挖導(dǎo)架槽,安裝導(dǎo)架→板樁檢查、起吊并插入導(dǎo)架中→振動射水打入板樁到設(shè)計(jì)標(biāo)高。3.1板樁運(yùn)輸合理1)平整打樁場地以滿足設(shè)備行駛要求,所有設(shè)備就位并且狀態(tài)良好,用電設(shè)備與電源連接好,保證用油設(shè)備油料充足,所有操作人員就位。2)板樁運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場并合理堆放,既要打樁時(shí)取樁方便,又不要影響打樁設(shè)備的移動和施工。打板樁前要對板樁進(jìn)行通水檢查,對板樁里射水管有堵塞和破損情況進(jìn)行處理。3)根據(jù)設(shè)計(jì)樁位,由測量人員準(zhǔn)確標(biāo)出打樁控制線,并在打樁過程中進(jìn)行監(jiān)控。3.2板樁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)架的目的是保證打樁過程中樁位準(zhǔn)確無誤,并控制打入誤差,保證板樁間緊密連接。導(dǎo)架由H型鋼焊接而成,長約8m,中間槽的寬度比混凝土板樁的厚度大2cm左右,其結(jié)構(gòu)如圖2所示。安裝導(dǎo)架前,應(yīng)先根據(jù)地面標(biāo)高、板樁頂標(biāo)高以及振動錘夾嘴尺寸的相互關(guān)系確定出導(dǎo)架的安裝標(biāo)高,用挖機(jī)開挖導(dǎo)架槽以降低導(dǎo)架安裝標(biāo)高,并可在加振動錘前使板樁能直接插入土中一定深度而不至于傾倒。如圖3所示,用吊車將T型鋼樁打入土中,T型鋼樁的作用是作為導(dǎo)架B端的支撐點(diǎn)。鋼樁打入后,將導(dǎo)架吊起,導(dǎo)架B端固定在T型鋼樁上,A端掛在已打入混凝土板樁并卡住。3.3射鹽水情況導(dǎo)架安裝完成后,起吊板樁插入導(dǎo)架中。起吊之前應(yīng)先檢查板樁質(zhì)量是否存在缺陷,并將射水管連接到板樁頂部,開動射水機(jī)進(jìn)行試射水,檢查射水管是否暢通。上述工作完成后,在板樁頂部吊裝孔內(nèi)安裝吊裝鋼棒并用螺栓固定牢靠,啟動吊車將板樁緩慢吊起。板樁被吊起后,慢慢轉(zhuǎn)動吊車將板樁插入導(dǎo)架中,輔以人工來控制樁頭位置,將板樁緊靠已打入板樁慢慢插入,并通過絞緊導(dǎo)架上的鋼絲繩使板樁緊貼已打入的板樁。板樁插入吊架后,一般在自重作用下,板樁會下沉幾米自立于導(dǎo)架中,此時(shí)可卸下吊鉤,夾上振動錘準(zhǔn)備打樁。3.4發(fā)揮土體作用,減少樁土阻力,防土導(dǎo)架安裝誤差混凝土板樁的打入采用振動加射水的方法。板樁底部射出的高壓水沖擊切割土體,同時(shí)在樁頂振動錘不斷振動的作用下將板樁慢慢沉入土中,如圖4所示。射水在板樁打入過程中有著很重要的作用,高壓射水通過樁底噴嘴射出,不僅能沖軟顆粒土和軟化黏土,降低樁底的阻力,而且大量的回水順著樁體上冒,還能對混凝土板樁起到潤滑作用,減少打入過程中土層的摩阻力。在混凝土板樁打入過程中,要控制好板樁的安裝誤差,并于已打入板樁緊密相接。通過拉緊導(dǎo)架上鋼絲繩,使導(dǎo)架上木枋向板樁一側(cè)抵緊,目的是使待打板樁和已打入板樁靠緊,保證板樁與板樁之間對接拼縫良好;同時(shí),在板樁于已打入板樁間插入木楔予以調(diào)整板樁位置,控制板樁垂直度。另外,板樁底部外側(cè)有一斜角,在板樁打入過程中產(chǎn)生的土體反力作用下,也有將板樁向前一根板樁靠緊的趨勢。一臺射水機(jī)一般可以接4~6根射水管,射水壓強(qiáng)為10~12MPa。對于大尺寸板樁,為增強(qiáng)射水效果,裝有8根射水管,可使用兩臺射水機(jī)聯(lián)合提供高壓射水,保證板樁打入順利。4預(yù)應(yīng)力混凝土板樁的繼續(xù)使用1)板樁的混凝土質(zhì)量一定要保證,尤其是樁頭部分,否則在振動錘長時(shí)間振動過程中,樁頭混凝土容易破裂,嚴(yán)重情況下會影響振動錘的繼續(xù)使用,并也會對樁頂射水接頭造成破壞,影響射水效果,板樁則無法打入到設(shè)計(jì)位置。2)打混凝土板樁前,盡量用