某海塘加固工程U型预应力板桩施工应用

某海塘加固工程U型预应力板桩施工应用

作者：顾纯二 沈徐华

来源：《中国科技博览》2014年第09期

摘要：本工程为海塘加固工程，根据工程的实际施工特点，运用了U型预应力板桩施工，达到了很好的实际效果。 关键词：加固；板桩；应用 中图分类号：C39 1.前言

该段海塘原设防标准为20年一遇，经加固实施后，该段海塘设防标准达到百年一遇，与其它海塘一起形成防御洪潮侵袭的封闭线，共同抵御台风暴潮，保护着该地区的安全。 本段海塘采用复合斜坡式土堤结构，海塘加固长641m。工程建设项目主要包括：施工围堰、土方开挖、400g/m2无纺布、U型预应力板桩、C30钢筋砼护坦、C25砼大方脚、C25砼螺母块、C25砼四脚空心块、灌砌块石、石渣垫层、C25砼支座、充砂管袋、吹填土、C25砼挡浪墙、C30砼路面等。

板桩，防护桩的一种，其形状长而扁，可用于低边坡、基坑等的防护。一般采用强夯的办法打入。其中钢筋混凝土板桩是最常用的一种，具有施工简单、现场作业周期短等特点，曾在基坑中广泛应用，但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法，振动与噪音大，同时沉桩过程中挤土也较为严重，在城市工程中受到一定限制。其制作一般在工厂预制，再运至工地，成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计，目前已可制作厚度较大（如厚度达500mm 以上） 的板桩，并有液压静力沉桩设备，故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。

板桩能够延长渗径，减少渗透坡降，在水利水电施工中，板桩一般设在需防渗建筑物上游侧，一般设在沙性土中。本工程为海塘加固工程，因受水文、地质和气候等影响，因是沙性土质，所以必须要做防渗设施，采用混凝土板桩沉桩施工，有利延长渗径，减少渗透坡降。 2.工程施工特点

总体施工方案要考虑到本工程自身的特点，结合周围环境、交通条件、工程地质和气候特征、工程量、工期、机械设备等诸多因素，综合分析，以期取得最佳的施工质量和经济效益。 1、工程施工特点

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（1）、本工程特点是工程项目多，工作面分散，工程量大，施工工艺难度大，施工工序相互干扰，施工工期短，所以施工强度较大。

（2）、本工程必须合理安排施工进度，避免为了争进度而引起地基失稳，造成巨大损失。

（3）、本工程存在不可预见的因素较多，比如汛期、台风的影响，施工时间安排上作相应的放宽，投入机械设备相应多投入，保证工程能按期完工。 2、工程总体施工程序

根据各分部分项工程本身必须的工期，满足安全施工、度汛、关键线路、均衡施工原则，综合分析后，安排施工程序。 3.板桩施工

3.1 U型预应力板桩的特点

优点：（1）钢筋混凝土用量相对少，减少资源的消耗；（2）质量稳定，工期控制较容易；（3）施工不受汛期影响，施工机械设备少效率高，工期相对较短；（4）结构坚固耐用，使用年限50年以上；（5）施工时对周边环境破坏少，影响小；（6）凹凸隼槽加设橡胶止水条，结合紧密可靠，止水和防水土流失，可防止潮水冲刷，养护和维护成本低。

缺点：（1）板面较薄，耐撞击性较弱，修复需专业；（2）施工管理相对较高，对工艺流程要求高；（3）施工设备相对复杂，机械化程度高。 3.2 U型预应力板桩的施工

（1）本工程堤脚采用U型预应力混凝土板桩防冲保护，板桩型号为U-CS-450-II-8.2QB/SHZJ-BZ001，桩长8.2m，砼保护层厚度为5cm。

（2）预应力钢筋采用预应力混凝土钢棒，质量应符合《预应力混凝土用钢棒》（GB/T5223.3-2005）中低松弛螺旋槽钢棒的规定。其力学性能指标见下表。 预应力钢棒力学性能指标表

规定非比例延伸强度（MPa） 抗拉强度标准值（MPa） 抗拉强度设计值（MPa） 抗压强度设计值（MPa） 伸长率（%） Es（MPa） 1000h松弛值（%） ≥1280 ≥1420 1005 386 ≥7 2.0×105 ≤2.0

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（3）预应力钢筋应清除油污，切断前应保持平直，不应有局部弯曲。采用单个钢模生产时预应力筋墩头整体预应力张拉工艺时，同根板桩中钢筋的相对长度差值不得大于1.5mm。 （4）采用先张法预应力工艺，张拉控制应力σk=0.7fpyk=994Mpa。用应力控制方法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与设计计算理论伸长值的相对允许误差为±6%。 （5）预应力板桩混凝土强度等级为C60，预应力钢筋放张时，板桩的混凝土抗压强度不得低于45Mpa。

（6）板桩混凝土强度等级达到100%后才能出厂，板桩装卸时应轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落。板桩在运输过程中应满足两支点法的位置要求（支点距离桩端不宜大于0.21L），并垫以垫块防止滑动，严禁层与层之间的垫块与桩端的距离不等而造成错位。汽车运输时对方层数不宜超过三层。

（7）板桩的对方场地应压实平整，有排水措施。堆放按两支点法进行，最下层支点宜在垫块上，且支点应在同一水平面。堆放层数应根据板桩强度、地面承载力、垫块及堆垛稳定性等等综合分析确定，并不得超过4层。 （8）板桩尺寸允许偏差应符合下表规定。 板桩尺寸允许偏差差 项目 允许偏差（mm） 桩长 ±40 桩端面倾斜 ≤4 板桩截面宽度 ±5 板桩截面高度 ±5 保护层厚度 0～5 桩身弯曲度 ≤8

（9）预应力板桩质量检验项目包括：混凝土抗压强度、外观质量、尺寸允许偏差、抗弯性能及抗剪性能等。检验规则和质量控制指标按企业标准QB/SHZJ-BZ001的规定执行。 （10）沉桩

1）板桩沉桩采用振动沉桩与水力冲沉相结合的方法。

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2）在桩身混凝土强度达到100%设计强度条件下，沉桩时要求桩自然养护7天以上。 3）沉桩时桩身应垂直，应在距桩机不受影响范围内，设置相关的校准仪器，出现偏差时应及时加以调整。

4）夹持器应与桩身夹持部位尺寸相匹配，并应有足够的夹持长度，避免桩身混凝土夹碎或滑动。

5）每根桩应一次连续打（压）到底，尽量减小中间停歇时间。当沉桩至设计高度时，应复核桩顶标高。

6）沉桩时，出现下沉量反常、桩身倾斜、位移过大、桩身或桩顶破损等异常情况时，应停止沉桩，待查明原因并进行必要处理后方可继续施工。 4结论和建议

板桩在本工程中的应用，经济，降低了作业难度，解决了在复杂环境内的支护工程，在海塘治理加固工程中得到了广泛地应用。 参考文献

[1]刘建航，侯学渊主编.基坑工程手册.11章[J].北京：中国建筑业出版社，1997. [2]中交第三航务工程局有限公司.桩基施工手册[J].人民交通出版社.

[3上官京灵 黄广龙 耿山河， U型预应力混凝土支护板桩承载力计算方法[J]. 《南京工业大学学报：自然科学版》2013年 第5期.

[4] U型板桩在水利、航道和海涂围垦的应用说明.