混凝土管桩在水利工程中的应用探讨

陶述平 （安徽水安建设集团股份有限公司，安徽 合肥 230000）

0 前言

混凝土管桩泛指预应力管桩，此类管桩在各类工程当中十分常见，且均取得了良好的成效。相比于传统桩基，混凝土管桩在工艺要求、养护要求等方面有独特的要求，如果应用当中未能依照要求来进行施工，势必引起管桩质量问题，相应不利于水利工程整体质量，因此为了确保水利工程质量，有必要对混凝土管桩的应用进行了解。

1 水利工程中混凝土管桩的应用优点以及注意事项

水利工程的管桩必须具备良好的防水性能，而文章所分析的高强度预应力混凝土管桩是一种混凝土强度等级＞C80的高强度管桩，内部埋有强度高，但松弛度较小的钢筋的桩基，具有空心、截面相同、外形圆筒的特征，在这些特点之下，高强度预应力混凝土管桩的防水效果良好，同时还具备其他优点，例如可以灵活组合应用；桩端承载力大于传统桩基1.8倍左右；桩身侧磨阻力大于传统桩基1.4倍左右；易于质量检测；桩身抗冲击、锤击能力优秀；成本较低。下图为混凝土管桩。

最终水利工程条件下，高强度预应力混凝土管桩应用时需要注意如下事项：

①施工前确保管桩位置正确，且重点对沉桩时的速度进行控制，否则容易引起质量问题；

混凝土管桩

②沉桩当中不可以出现落锤现象，否则可能引起偏心问题，且沉桩过程不可中断；

③在高强度预应力混凝土管桩组合应用当中，必须确保两根桩基的连接节点正确；

④组合应用初步完成之后，有必要进行防腐处理；

⑤不可使用大锤截桩法。

2 水利工程中混凝土管桩的施工技术要求

2.1 准备工作

在水利工程高强度预应力混凝土管桩施工之前，为了确保施工质量，有必要做好相应的组合南北工作。高强度预应力混凝土管桩施工准备工作主要内容为：采用静压法对管桩进行检测，以免出现管桩施工缺损现象，但如果地基承载力相对较小，那么可以采用锤击法代替静压法；设备建议选择履带式打桩机，且在施工之前对设备进行检查，确认设备可以在实际施工环境中正常使用；桩基堆放需要保持稳定，并定期对桩基进行检查，如果发现某桩基出现质量问题就需要及时更换；施工之前应当对桩基两侧、桩身进行检查，要保障桩基上没有杂物。此外，在设备选择方面，除了要选择设备类型以外，还要重视各类设备的型号问题，例如部分设备自身重量较大，而地基承载力不足，所以在长时间的运作之下可能会出现施工问题，具体规范上，设备的重量不能超过高强度预应力混凝土管桩极限承载力1.2～1.5倍[1]。

2.2 施工中期

在前期准备工程完成且没有错误的前提下，即可进入中期的施工阶段，在此阶段当中要注意如下事项：首先当管桩处于正确位置时，要将管桩固定，之后对桩基进行调平，在此前提下使用夹持腔连接管桩与起吊设备，利用将管桩吊起，当管桩达到相应高程需要停滞一段时间，以消除管桩的晃动力，管桩稳定后确认其是否与桩位保持垂直关系，如果是垂直关系，则可以进入下一阶段。其次在垂直状态下开始沉桩作业，作业当中将管桩放置到2.53m左右，对上节桩、底桩的位置进行调整，两者之间同样要保持垂直关系，之后利用焊接工艺完成接头，此工序循环操作，直至完成所有桩基，且每个桩基施工完成之后，其终压值必须与设计要求一致。此外，在所有桩基施工完成之后，需要对多出部分进行截除[2]。

在上述施工完成之后，还需要进行终压值设定、复压操作，下文将对这两个部分进行介绍。

①终压值设定

每个桩基的终压值必须与设计要求一致，那么为了能够准确判断管桩质量，就需要先对终压值进行设定。关于终压值的设定方法，通常可以利用桩长作为终压值设定标准，通过终压比照来得到终压值，这种方法适用于管桩桩基桩长超过21m的条件下。此外，在其他桩长条件下，关于终压值设定的方法就有所变化，例如当桩长位于14m～21m之间，那么需要依照管桩设计参数当中的最大载荷，通过终压对比来确定终压值，且每次终压对比时间不能低于1min，次数不低于3次；当桩长小于14m时，需要依照终压力来进对比，之后则需要进行多次复压；当桩长小于8m时，终压值设定方法同14m一样，但复压次数需要相应增长[3]。

②复压操作

根据终压值设定内容得知，当水利工程高强度预应力混凝土管桩桩长小于14m时，需要进行复压操作，那么文章此部分将对复压操作的规范要求进行介绍。在复压操作当中，首先需要放开夹持腔，其次对管桩重新施压即可。另外，复压操作的次数一般为2～3次，如果桩长过小可以适当增加次数，且每一次复压不可中断，同时整个复压操作流程完成之后，有必要对管桩当前承载能力进行检测，如果承载能力满足设计要求，则说明复压成果，如果不满足则需要继续复压。

2.3 施工后期

在完成施工中期工作之后，就进入了施工后期阶段，此阶段主要工作内容包括：沉桩、上节桩与底桩接桩、管桩与底桩连接、竣工验收，具体内容如下文所述。

①沉桩

沉桩是一种对高强度预应力混凝土管桩施工结果进行调整的工作，可以提高施工的精度，因此具有较高重要性。在沉桩过程中，首先需要对桩基当前状态进行确认，如果桩基存在桩身倾斜、桩头偏移、桩身弯曲、裂缝等现象时，则不能进行沉桩，需要通过人工手段先进行处理，其次在桩基状态达标的前提下，需要对施工场地进行清理，排除一系列杂物即可正式进行沉桩，正式沉桩时，需要采用相应检测仪器对桩基垂直度进行实时看护，当垂直度出现偏差应当及时进行调整，同时沉桩过程当中，要重点控制沉桩的速度，通常为1m/1min。此外，针对送桩孔需要及时填土掩埋。

②上节桩与底桩接桩

首先检查上节桩与底桩是否对齐，如果基本对齐那么可以将上节桩放置在底桩上，并使用导向箍来确保两者精确对齐，其次采用焊接法来完成接桩，此过程中需要对接桩节点进行清理，不能存在粉尘等异物，随着焊接作业人员需要同时对坡口进行焊接，即采用对称点焊方法进行操作，焊接层数不能少于2层，此时接桩基本完成。此外，接桩完成之后，需要及时清理焊接产生的焊渣，且将焊接后的接桩防治自然环境中10min使其冷却，这一过程最好不要人工干预，尤其不能使用冷水来降温，否则会增加焊接节点的脆性。

③管桩与底桩连接

在上节桩与底桩接桩完成之后，需要进行管桩与底桩的连接，此过程主要分为两个步骤，即连接作业、桩头截除。在连接作业当中，首先在管桩桩头处浇筑100cm左右厚度的细石混凝土，强度等级一般为C40，浇筑完成后需要均匀埋入6根直径22mm的钢筋，通过钢筋来实现管桩与底桩的初步连接，其次将管桩钢筋与底桩钢筋绑扎后进行焊接，焊接操作同上；在连接完成之后，需要将管桩多出的部分截除，在截除方法上，不能使用常规的大锤法，应当借助锯桩设备来完成，以确保桩基的完整性。

④竣工验收

通过上述操作，水利工程高强度预应力混凝土管桩施工全部完成，但因为此项施工的复杂性，施工结果很容易存在质量问题，所以有必要进行竣工验收。在竣工验收过程当中，主要需重视以下几个部位：管桩强度、管桩标高与位置、垂直度、是否完整，验收方法一般可采用动测法。

3 结语

文章分析了混凝土管桩在水利工程中的应用，通过文章分析得到结论：混凝土管桩是一种应用面积广泛的桩基，其功能满足水利工程建设要求；相较于传统桩基，混凝土管桩具有较大优势；在水利工程背景下，从三个阶段介绍了混凝土管桩的应用。