【關鍵詞】水利；預應力管樁；地基 

　　0引言 

　　某省的地質(zhì)有其獨有的特點，其具有的不良土質(zhì)有多種，主要包括：海淤土、淤土、淤泥質(zhì)土，這三種不良土質(zhì)的特點是沒有足夠的承載力。因此如果在該類土質(zhì)上進行施工，首要解決的問題是地基承載力不夠以及土層壓縮變形兩個問題。所以，進行工程設計時，需要根據(jù)不同土層的特點對工程措施進行優(yōu)化，解決不良土層帶來的問題。水利工程的地基較常規(guī)地基更加復雜，所以成品預應力管樁在水利工程中的應用還很少見。筆者總結(jié)管樁在建筑行業(yè)中應用的經(jīng)驗與教訓，結(jié)合實例，重點從以下幾點對預應力混凝土管樁同包括深層水泥攪拌樁、沉井等常規(guī)地基處理方式比較所具有的特點：工程水文地質(zhì)特點、管樁技術上的相關參數(shù)、施工工藝的特點、質(zhì)量的可靠系數(shù)、施工功效、工程造價、是否對周圍環(huán)境有所影響等。深入的說明在水利工程中以預應力混凝土管樁為地基的應用條件，設計和施工的關鍵等。以能更加合理的設計出穩(wěn)定的、質(zhì)量可靠的、施工高效的、投資少的地基。 

　　1管樁在建筑和水利工程中的應用分析對比 

　　1.1預應力管樁特性 

　　根據(jù)施工工藝的不同，管樁可以分為兩類，一類是后預應力管樁，一類是先張法預應力管樁；根據(jù)強度和壁厚的不同，管樁可以劃分為三類，一類是預應力混凝土管樁，一類是預應力混凝土薄壁管樁，最后一類是高強度預應力混凝土管樁；不同管樁的抗彎折性能以及管壁厚度都有所不同，因此出現(xiàn)了三種類型：A型、AB型、B型三種，先張法預應力管樁是一種空心筒體混凝土預制構(gòu)件，結(jié)構(gòu)細長，采用先張法預應力工藝和離心成型法制成的。規(guī)定PC樁的混凝土強度要高于C50混凝土的強度。PHC樁的混凝土的強度要高于C80。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，管樁廠的越來越多，不同規(guī)格的管樁購買也比較方便。常見規(guī)格有φ300～φ600，φ800，φ1000等，其中，應用較普遍的是φ400，φ500和φ600的，管樁的壁厚在70mm～130mm。當前，規(guī)范管樁制作工藝的技術規(guī)范有以下幾個，《預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程》、《先張法預應力混凝土管樁》。 

　　1.2管樁在建筑工程中的應用現(xiàn)狀 

　　預應力管樁在建筑工程中應用比較廣，其主要具有以下三點優(yōu)勢：成樁工藝質(zhì)量高，施工效率高，成本低。但是其主要應用在中低層建筑，在高層建筑以及特殊的地基中應用比較少，因為有許多未解決的問題。因為在對建筑進行結(jié)構(gòu)設計時，通常將管樁頂端較多的部分鑲嵌在房屋的底板中，并且管樁一般的長度在40m～50m之間，這種結(jié)構(gòu)特點，使管樁沒有較高的抗拔能力和抗剪切破壞能力，并且管樁焊接部分的質(zhì)量不能得到保證，接頭部分質(zhì)量不高。 

　　1.3管樁在水利工程中應用現(xiàn)狀 

　　1.3.1地基處理方式的優(yōu)選 

　�、磐临|(zhì)狀況。某市就工程段的地質(zhì)狀況就行了詳細的勘察，并出具了報告。報告顯示，站所處位置的地基土質(zhì)如圖1所示。地基持力層主要是厚度在5～8m之間的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，一共有5層。處理范圍包括閘站本身以及上下游的翼墻。 

　�、频鼗�處理方案比較。結(jié)合工程的特性，對六種預備辦法進行了比較：鋼筋混凝土管樁、深層水泥攪拌樁、沉井、真空預壓、換填法以及預制混凝土管樁。 

　　該項目地基的特點是處理的深度大、處理范圍廣、離城區(qū)和堤防近，除此之外，文件還規(guī)定在永久工程中，禁止使用水泥攪拌樁以及粉噴樁，作為Ⅱ型水利工程，本工程的地基適合采用沉井、真空預壓、換填法、深層水泥攪拌樁。從工期上考慮，兼顧該工程的重要性以及對周邊環(huán)境的影響力，同時應用于該工程的管樁必須具備以下幾點特點：質(zhì)量優(yōu)良、工效快、成本低廉，綜合以上，應選用預應力鋼筋混凝土管樁處理地基。 

　　1.3.2管樁設計 

　　本工程閘站的底板選用了φ400mmAB型樁，壁厚為90mm，混凝土額外C80，樁的長度在10m到12m之間，樁與樁之間的橫向距離以及縱向距離都是180cm，在樁頂設置褥墊層，材料為20cm的10%的水泥土以及10cm的素混凝土。樁的頂端為7層粉質(zhì)粘土，以此為持力層。閘站的承載能力以及翼墻復合地基的承載力都不超過130kPa。圖2顯示的是管樁設計樣圖。 

　　1.4建筑和水利工程地基設計探析 

　　1.4.1建筑和水利工程地基受力分析 

　　對于中低層建筑工程來說，通�；�礎四周地勢都較為平坦，即使大樓前后有一定的高度差，其值也不大，也不會承受較大的水平土壓力，建筑物基礎的周圍被地下水包圍，由于地下水的水壓均勻，不存在水頭差，承受的只有浮托力作用，而沒有滲透壓力。因此中低層建筑承受的水平荷載不大，基礎設施所承受的大部分是豎向荷載。而進行高層建筑基礎設計時要考慮的更多，除了水平荷載，包括風向、地震等，還要考慮垂直荷載。通常，大中型的水利工程都是建立在水文地質(zhì)條件比較復雜的地基上，水利工程的建筑作用多樣，常見的有阻擋水流、引排水、防止洪水災害、發(fā)電、農(nóng)田灌溉、排除洪澇災害等，四面環(huán)水或者面水背坡是水工建筑常見的建筑特點，因此水工建筑承受較大的水平荷載，包括水壓力、土壓力以及地震等。設計建筑基礎時，需要對地基防滑以及抗?jié)B進行驗算，以維持其水平穩(wěn)定，另外還要進行縱向驗算，保證縱向的穩(wěn)定。 

　　1.4.2建筑以及水工設施基礎計算模型探析 

　�、沤ㄖ�工程管樁基礎計算模型 

　　設計中低層建筑管樁基礎時，重點考慮的是縱向的垂直荷載，設計該類管樁時，管樁的頂部大部分都固定在建筑物底板中，而且樁通常比較長，可以視其為剛性樁，選擇用計算普通鋼筋混凝土預制樁的模式計算。 　　⑵工建筑物管樁基礎計算模式 

　　①利用復合地基的計算模型計算管樁基礎 

　　已經(jīng)建好或者正在建造過程中的管樁通常長度較小，無需接樁，樁的質(zhì)量沒有問題，同時，管樁的頂部無需鑲嵌在建筑物的底板中，以處理復合地基的方式處理管樁，同時地基底部的摩擦力來承受水平作用力。利用深層水泥攪拌樁復合地基的計算模型進行計算。確定管樁置換率、單樁的最大承載力，除此之外，還要留心樁間土折減系數(shù)，經(jīng)驗值是0.3～0.7。 

　�、诠軜秵螛冻休d力計算 

　　采用計算預制鋼筋混凝土沉樁的方法計算管樁單樁的承載力。在計算管樁的單樁的最大承載力時，要注意的是，比較短的管樁的柱底空心結(jié)構(gòu)對單樁的承載力會有一定的影響，在計算時需要考慮進去，因此在計算承載力時需要扣除管樁空心截面。而進行長樁承載力計算時，可以忽略柱底空心結(jié)構(gòu)的影響。另外，決定管樁長度的因素除了地基最大承載力以外，還有基底的沉降量和沉降差，需喲啊綜合考慮這些因素確定合適的管樁長度。 

　�、酃軜俄斎靿|層的設置 

　　為將基底的應力擴散，需要在管樁的頂端與底板之間增設一層褥墊，還要使管樁和土層共同受力。為了減少滲漏，褥墊層由水泥土構(gòu)成，通過試驗確定水泥的摻量以及褥墊層的厚度，根據(jù)經(jīng)驗，褥墊層的厚度在20cm～30cm之間，水泥摻量的比例在8%～10%之間，壓實度為0.9。水泥土褥墊層具有一定的強度和剛度，對管樁和土層起到協(xié)調(diào)作用，使管樁和土層能共同受力。另外，根據(jù)筆者的經(jīng)驗，管樁頂部1.5m范圍內(nèi)需要灌實并以褥墊層包裹住，可以使管樁頂端承受一部分水平剪切力，避免褥墊層與軟土層錯位。 

　　2管樁施工要點 

　�、旁谏巴翆邮┕�時，利用錘擊定樁，作業(yè)的同時需要注意避免管樁施工基地排水不良導致持力層發(fā)生松動，從而表層砂土在振動的作用下發(fā)生鏤花，使得管樁的單樁承受力降低，在進行短樁施工時尤其要注意這個問題。 

　　⑵基坑的工作面的承載面需要能承受住樁機的運行和施工，如果達不到要求，需要鋪設一層鋼板或者砂石，重型運樁機不能直接進入工地。 

　�、切枰�詳細勘察施工周圍建筑物結(jié)構(gòu)以及管線分布后才能進行沉樁作業(yè)，提前采取適當?shù)拇胧┍苊庠趬簶蹲鳂I(yè)的間隙有超空隙水壓形成以及樁側(cè)上浮，結(jié)果出現(xiàn)樁位發(fā)生偏差，并對周邊建筑物或者管線造成破壞。 

　�、仍趬簶秴^(qū)四周開挖減震溝，同時利用管井排除溝內(nèi)的滲透水，降低空隙水壓避免樁偏位，以避免壓樁作業(yè)對周邊結(jié)構(gòu)造成擾動，減震溝與壓樁區(qū)域的距離要大于5m。 

　�、蛇M行群樁施工時，既要保證質(zhì)量，也要加快進度，同時還要避免施工的過程破壞周邊的建筑物，在打樁前需要選擇合適的壓樁速度，采用合適的壓樁順序，選擇的標準一般有：樁的密集程度，裝的規(guī)格，樁的長度以及樁是否可以方便的移動等。當樁比較密集時，采用對稱方式進行打樁；當樁密度不大時，可采用雙向打樁或者單向打樁等。 

　�、使軜兜臋z測�？紤]到水利工程復雜多變的地質(zhì)條件，并且管樁在水利工程中的應用也比較少見，因此在進行工程作業(yè)之前，需要對單樁進行靜載實驗，以確定樁的最大承載力。一般檢測數(shù)目不少于3根，不少于總數(shù)量的1%。 

　　3結(jié)論及體會 

　　對楚州控制工程閘站以及翼墻的使用期沉降檢測，一系列指標都符合要求。進行運河防洪控制楚州控制工程地基設計時，巧妙的將建筑行業(yè)的管樁應用經(jīng)驗用在了水利工程中，成功的將管樁當成復合地基處理，開創(chuàng)了管樁在水利工程中應用的先例。表明管樁在水利工程可以大規(guī)模應用。 

　　參考文獻： 

　　[1]熊厚仁，蔣元海，楊建永，周兆弟.新型帶肋預應力管樁承載特性試驗研究[J].混凝土與水泥制品.2009（02） 

　　[2]楊海鳴，楊龍才，王炳龍.預應力管樁的施工工藝及處理效果研究[J].地下空間與工程學報.2009（01） 

　　[3]徐新躍.預應力管樁應用中的若干問題[J].建筑技術.2013（03） 

　　[4]左陽.水利工程中的地質(zhì)勘查與地基加固技術[J].中國建材科技.2014（S2）