水利施工中预应力混凝土管桩施工工艺

发表时间:2020/9/8   来源:《工程管理前沿》2020年4月第12期   作者:易双
[导读] 预应力混凝土管桩施工是水利工程建设的重要方式,
        摘要:预应力混凝土管桩施工是水利工程建设的重要方式,规范化的进行施工工艺管控,能实现水利工程资源的最优利用,提升水利工程建设质量。本文在阐述预应力混凝土管桩施工技术优势的同时,就其施工工艺要点展开分析,同时指出其在水利施工中的注意事项,期望能提升预应力混凝土管桩施工工艺的应用水平,进而推动水利工程行业的有序发展。
关键词:水利施工;预应力;混凝土管桩
        水利工程在国家水资源质量和国民经济发展中发挥着重要作用。新经济形态下,我国水利工程基础设施建设项目逐渐增多;在水利项目施工中,预应力混凝土管桩施工工艺的应用极为普遍,该施工模式下,混凝土管桩具有较高的强度,同时抗弯和抗裂性能突出,能充分满足水利资源调配管理需要。本文就水利施工中预应力混凝土管桩施工工艺要点展开分析。
一、预应力混凝土管桩施工工艺的技术优势
        作为一种全新的桩体,预应力混凝土管桩是在控制离心力及预应力的基础上而形成的一种圆形桩体,该桩体中心为空,将其应用与水利项目施工,具有以下三个方面的技术优势:
        一方面,预应力混凝土管桩的材料质量优势较为突出。该管桩制备生产中,混凝土材料本身具有较高的强度,同时通过对自身的离心率和预应力合理设计,管桩具有较高的强度和抗弯抗裂能力(见图1)。工程实践表明,采用预应力混凝土管桩进行水利施工,单桩承载能力可达到600~4500KN,有效地提升了混凝土管桩的品质。另一方面,预应力混凝土管桩的适用性极为广阔,该管桩规格较多,施工人员可以根据实际的荷载选择不同直径的管桩,这不仅解决了设计布桩问题,而且确保了桩基础沉降的均匀性。此外,该桩体还具有极强的经济性和施工便捷性。相比于人工挖孔桩和钻孔桩,预应力混凝土管桩的造价较为便宜,同时在施工中,其管桩节长一般保持在13m以内,运输吊装极为方便,有效地缩短了工程建设工期,提升了施工效益。

图1 预应力放张
二、水利施工中预应力混凝土管桩施工工艺要点
1、规范管桩施工流程
        预应力混凝土管桩施工是水利工程建设的重要环节;进行施工流程的规范管理,能有效确保工程建设的标准性、规范性。通常,水利工程预应力混凝土管桩施工按照测量定位、桩基就位、桩位复核、倒桩插桩、桩身对中调直、沉桩、接桩、送桩、质量检验的流程进行施工[1]。项目施工中,需严格控制各个环节的工艺要求,确保预应力混凝土管桩及水利施工的规范性。
2、规范桩体放样管理
        为实现预应力混凝土管桩间距的有效布局,需合理的进行桩体放样,桩体放样直接关系着水利项目的施工质量。从施工过程来看,桩体放样应注意以下几点:首先,进行测量设备的有效管理,如在全站仪使用中,应根据工程设计图纸,合理的布局放样点位,确保点位平整稳定,且能实现施工区域的完整测量。其次,具体放样中,应按照项目建设要求,使用白灰在测点周边画圈,同时在画圈中需要将圆心以及直径等标注出来;以此来保证桩位和设计图纸的匹配性。最后,在实际测量中,应做好状体测量误差的有效管理,避免对水利项目整体施工质量造成影响。
3、桩体吊装调直管理
        采用预应力混凝土管桩进行水利项目施工,还应进行管桩吊装和调直的有效处理。预应力混凝土管桩吊装、插桩时,需确保桩身的垂直性,然后借助专业的机架和绳索,将管桩的一端吊起,并借助作用力,将管桩放在已经打开的桩位上。该过程中,要保证的是桩位插入地表的深度应该在1厘米和1.5厘米之间,而且在将管桩吊起的时候,还应该避免附加弯矩等现象出现。调直桩的目的在于检验预应力混凝土管桩是否垂直,并且垂直度是否满足国家水利工程建设标准和项目建设需要。调直处理中,应在全站仪的支撑下,从两个方向来对桩帽、桩锤以及桩身是否处于同一轴线上进行仔细的检查,水利工程预应力混凝土管桩的垂直度误差需控制在1%以内。
4、沉桩、送桩、接桩管理
        沉桩、送桩及接桩是水利工程预应力混凝土管桩施工的关键环节。就沉桩而言,施工人员应先通过重锤低击的方式,进行锤击打桩。该过程中,受贯落度较大等因素的影响,应先进行点击沉桩,然后再使用不间断的锤击方法;此外,在实际沉桩中,还应避免出现桩身直接下沉的问题,这会增加项目施工的风险性,导致水利工程施工事故出现。需注意的是,沉桩过程中需做好钢丝绳的有效控制,一方面,须确保钢丝绳本身具有较高的抗拉能力,能满足实际沉桩需要;另一方面,在钢丝绳下放时,应该慢慢地进行放松,让管桩缓慢下沉,避免钢丝绳出现阶段式、过快式的下放。
        送桩施工通过送桩器完成,通常,送桩器采用钢制结构,其长度为桩锤可能达到的最低标准与预计桩顶沉入标高只差;为满足实际施工需要,还需对送桩器的长度留有一定余量。实际送桩时,需确保送桩器与桩身吻合在统一轴线,避免桩头偏心损坏。完成送桩候,需对送桩器的垂直度进行检测,一旦其偏心超过1:350时,则需立即进行修理,避免对后续施工造成影响。
        预应力混凝土管桩接桩施工需做好桩身的对正处理。现阶段,法兰式桩头、焊接桩头是预应力混凝土管桩头的两种基本形式,相比而言,法兰式桩头接桩迅速、操作方便,而焊接式桩头的构造较为简单,制作方面。在预应力混凝土管桩施工中,焊接桩头的应用相对较为广泛。在实际焊接中,应确保其接口满足以下要求[2](见表2)。
        表2 焊接式桩头接口控制指标

三、水利施工中预应力混凝土管桩施工的其他注意事项
1、注重施工器械选择
        施工器械的应用水平直接关系着预应力混凝土管桩的施工质量。在实际施工中,应结合工程建设需要,合理的选择施工器械,确保施工器械既能满足混凝土管桩施工要求,同时又不会造成大量的资源浪费。现阶段,导杆锤和柴油锤是水利施工中预应力混凝土管桩施工的两种常用器械。从施工过程来看,导杆锤体积较小,便于安装,其能快速的完成打桩工作,在体积较小、深度较浅的管桩施工中较为常见;而筒式柴油锤本身较重,其使得沉桩的时间较短,能有效的提升项目施工效率。
2、强化施工现场管理
        施工现场管理中,应做好施工准备及施工过程管理两个方面的工作。就前期准备而言,应做好施工场地的三通一平处理,若有需要,还需要利用打桩机将施工地面整理平坦,该过程中,需确保地面坡度不超过1%,同时地基承载能力保持在100KPa以上。在抄平防线时,先需要放出建筑物的轴线,然后以轴线控制桩定出基础的桩样,确保其误差保持在20mm以内,最后,进行施工现场水、电源、沉桩机、焊装设备、管桩材料的系统准备,确保工程项目有序开展。
3、注重施工质量检查
        水利项目预应力混凝土管桩施工完成后,应就具体施工质量进行有效检查。实际检查中,预应力混凝土管桩自身的检查极为关键。通常,需采用泼水的方式检查混凝土桩表面是否有裂纹;同时需采用小锤轻轻敲击管桩,若声音空洞则表明管桩有断裂问题。此外,还需对管桩直径、管壁厚度、桩靴对桩中心线偏距等要素进行系统管理。如桩身直径、管壁厚度误差应保持在±5mm左右,而桩靴对桩中心线偏距应控制在10mm,并且桩身弯曲段矢高比应控制在0.1%,唯有如此,才能确保预应力混凝土管桩施工的标准性、规范性。
结论
        预应力混凝土管桩施工对于水利工程建设质量具有较大影响。实际施工中,水利建设人员只有充分认识到预应力混凝土管桩施工的技术优势,并进行施工工艺要点的全面把控,才能有效地提升预应力混凝土管桩施工工艺的应用水平,进而保证工程建设质量,推动水利工程的有序发展。
参考文献
[1]彭方明.预应力混凝土管桩检测中低应变反射波法应用研究[J].安徽建筑,2019(5):142-143.
[2]段亮,戴泽如,周胜男.深厚淤泥土上管桩与塑性混凝土增强型复合地基施工技术研究与应用[J].水利建设与管理,2019(6):71-73.
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