论薄壁预应力钢筋混凝土管桩在水利工程中的应用论文_柴海涛

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摘要:预应力钢筋混凝土管桩具有单桩承载力高、适用范围广、施工速度快、工效高、工期短、造价低、桩身耐锤击性好、单桩承载力高、地质适应性强、成桩质量可靠等优点。水利工程中地基竖向承载力要求较低,可选用桩身承载力稍低的薄壁预应力钢筋混凝土管桩,文中对薄壁预应力钢筋混凝土管桩进行地基处理的设计、施工和经济效益作了分析和论述。

关键词:薄壁预应力钢筋混凝土管桩;水利工程;设计;应用

随着经济、社会的发展,加快了水利工程的建设和建筑材料的创新。其中预应力钢筋混凝土管桩是采用先张预应力、掺加高效减少剂、高速离心蒸汽养护工艺的空心圆筒细长的预制桩,将建筑物的荷载传给地基的具有一定抗弯、扩压性能力的受力杆件。预应力钢筋混凝土管桩具有单桩承载力高、适用范围广、施工速度快、工效高、工期短、造价低、桩身耐锤击性好、单桩承载力高、地质适应性强、成桩质量可靠等优点广泛应用于竖向承载力较高的工民建、铁路、桥梁、码头等工程中。水利工程中地基竖向承载力要求较低,可选用薄壁预应力钢筋混凝土管桩,文章以和县华严湖泵站工程为例对薄壁预应力钢筋混凝土管桩在设计、施工工艺等方面进行阐述。

一、工程概况

和县华严湖泵站工程主要包括新建和县华严湖泵站、排涝渠系、配套建筑物等。泵站工程设计排涝流量为27.9m3/s,设计总装机容量为560×5kW,泵站规模为中型,工程等别为Ⅲ等,主要建筑物按3级建筑物设计,次要建筑物按4级建筑物设计,临时性建筑物按5级建筑物设计;排涝渠道工程设计主要包括和州路渠、双桥渠以及插花路渠,排涝渠道工程主要为渠道清淤、疏浚、生态护岸等,河道边坡工程等级为4级;配套建筑物工程主要为和州路渠、双桥渠以及插花路渠这三条排涝渠道上的交叉建筑物,主要为涵闸工程、桥梁工程,其中涵闸工程主要建筑物级别为4级,次要建筑物为5级,桥梁工程汽车设计荷载为公路-Ⅱ级。

二、工程地质条件

2.1地层分布及结构特征

华严湖泵站现址为一水塘。根据野外勘探资料,在站址区揭露的地层从上而下主要为:

②2层(Q4al+pl),淤泥质粘土,青灰色,软塑,湿,含少量有机质,局部夹轻粉质壤土薄层,高压缩性土。揭露该层层厚为6.80~11.10m,层底高程-4.65~-0.71m。

③层(Q4al),重粉质壤土,青灰~灰黄色,硬塑,中等偏低压缩性土,夹少量铁锰质结核。揭露该层层厚为4.30~9.90m,层底高程-12.81~-5.01m。

④层(Q4al),中粉质壤土,青灰~灰黄色,硬可塑,中等压缩性土,局部夹轻粉质壤土薄层。揭露该层层厚为7.80~12.6m,层底高程-24.03~-19.33m。

⑤层(K2c),强风化粉砂岩,砖红色、紫红色,岩芯大部分呈泥土状、碎块状,岩芯采取率低。该层未揭穿,揭露最大层厚为4.20m,最低层底高程-27.25m。

五、施工工艺

薄壁预应力钢筋混凝土管桩的施工流程为:

平整施工场地-测量定位-桩机定位调平-将管桩吊入打桩帽内压桩-管桩对准桩位调直-送桩至设计深度-桩顶处理(将露出地面桩头截去)。

施工注意要点:

(1)打桩顺序:自中间向四周对称打;根据基础的设计标高,宜先深后浅;当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施打;

(2)防止施工时桩机锤击产生扰动,可在桩区四周开挖进行减震。

(3)地基处理大面积密集型群桩时,应控制打桩进度,防止管桩上涌,对上涌的管桩应进行复打,打桩顺序可由中间向四周或中间向两侧施打。

六、结语

预应力钢筋混凝土管桩因其诸多优点而被其他土木领域广泛采用,而水利工程对地基承载力要求不高,其目前在水利领域应用并不是广泛,薄壁预应钢筋混凝土管桩的应用避免常规预应力钢筋混凝土管(PHC)自身承载力过剩,节省材料和减少造价,为其在水利领域的广泛应用奠定了技术和经济条件。

参考文献

[1]GB2003SG409,预应力混凝土管桩.

[2]刘朋宇.郭瑞.吴昊.浅谈预应力管桩在水利工程的应用[A].中国水运月刊,2013(4):278-279.

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[4]GBJ50007-2011,建筑地基基础设计规范[S].

[5]SL252-2017,水利水电工程等级划分及洪水标准.

[6]GB50265-2010,泵站设计规范.

[7]SL 191-2008,水工混凝土结构设计规范.

[8]SL744-2016,水工建筑物荷载设计规范.

论文作者:柴海涛

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期

论文发表时间:2018/5/10

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