預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在生物池軟基處理中的應(yīng)用分析

蘇賢杰

摘 要：當(dāng)前，隨著我國城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，需要處理的污水量大幅增加，各地的污水處理廠也隨之增加。而污水處理廠的建設(shè)，對(duì)地質(zhì)條件有著較高的要求，要求其地質(zhì)條件必須滿足相應(yīng)的要求。在本文中，筆者結(jié)合某污水處理廠建設(shè)工程，分析了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在生物池軟基處理中的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；混凝土管樁；生物池；軟地基

隨著我國城市人口數(shù)量的增加，以及工業(yè)化進(jìn)程的加快，我國污水處理廠的建設(shè)也快速增加。而污水處理廠生物池在建設(shè)過程中，經(jīng)常會(huì)碰到軟弱地基的狀況；在這種狀況下，池體會(huì)產(chǎn)生抗浮問題。在本文中，筆者通過分析預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在生物池中的應(yīng)用，找到了該問題的解決辦法。

1 工程概況

按照地質(zhì)等級(jí)劃分，云南某污水處理廠處于Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)。其中，在Ⅰ區(qū)，地面7m深度以下的地基主要是第四系中的表土層和沖積層；而在Ⅱ區(qū)，工程的地質(zhì)條件更差，主要是第四系全新統(tǒng)古河道淤積層和表土層，其厚度超過了8m。

經(jīng)過精確測算，工程的水泵房、生物池和沉淀池等部分工程需要進(jìn)行樁基處理，以滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。在本文中，筆者主要介紹預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在生物池軟基處理中的實(shí)際應(yīng)用。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的設(shè)計(jì)和沉樁方法比較分析

2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的設(shè)計(jì)

該污水處理廠生物池平面呈現(xiàn)的是矩形，其長度為108m，而其寬度為78m，深度為8m，厚度為0.3m。而生物池底座在I區(qū)層粉質(zhì)粘土層上。為了滿足污水處理的需要，生物池抗浮設(shè)計(jì)的水位標(biāo)高為3.7m，但生物池抗浮水位下深埋標(biāo)高達(dá)到5.5m。這也就是說，生物池的自身重量無法滿足污水處理的抗浮要求。

經(jīng)過相關(guān)的測算，該生物池基礎(chǔ)采用的寬度為4m，長度分別為9m和10m的兩種預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。在預(yù)應(yīng)力管樁的頂部，建筑一定深度的填芯鋼筋混凝土，然后再把預(yù)應(yīng)力混凝土管樁沉入生物池內(nèi)。

2.2 沉樁方法比較和設(shè)備的選擇

沉樁方法的確定：

當(dāng)前，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁主要有兩種施工方法，一種是錘擊法，另外一種是靜壓法。其中，錘擊法是以柴油錘為主，施工比較靈活，對(duì)地基耐壓力的要求也比較低，而施工設(shè)備進(jìn)出現(xiàn)場容易，施工進(jìn)度也比較快。而靜壓法主要是利用液壓靜壓樁機(jī)本身的重量作為反作用力，通過克服壓樁中所產(chǎn)生的土的阻力和側(cè)壁摩阻力，把樁體壓入土中。該種施工方法的主要優(yōu)點(diǎn)是：震動(dòng)小、沉降速度均勻，且無污染、無噪音。

本工程雖在郊區(qū)，但由于距離周邊的工廠和居民區(qū)比較近，因此，要合理安排壓樁時(shí)段，避免給周圍工廠和居民區(qū)造成影響。由于壓樁作業(yè)主要在白天進(jìn)行，因此不宜采用錘擊法，而應(yīng)采用靜壓法。

2.3 施工順序和原則

該生物池的東側(cè)緊靠該污水處理廠的綜合辦公樓，其它方位的施工場地比較開闊。因此，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的沉降施工，應(yīng)按照以下的施工順序進(jìn)行：對(duì)于施工場地比較開闊的區(qū)域，應(yīng)從中間向四周擴(kuò)展的方式施工，從鄰近建筑物的一側(cè)開始施工，然后在逐漸靠近綜合辦公樓。

而在沉降施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守“先密后稀、先深后淺、先長后短”的施工原則。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的沉樁施工

3.1 沉樁準(zhǔn)備

預(yù)應(yīng)力混凝土沉樁準(zhǔn)備工作主要包括：①做好技術(shù)方面的準(zhǔn)備工作，并對(duì)相關(guān)的人員進(jìn)行安全、技術(shù)和工期較低；②在沉樁之前，應(yīng)把施工所需要的管樁等材料采購齊全；③確保施工現(xiàn)場水源、電源等滿足施工要求，而架設(shè)的電源線等需滿足安全要求；第四，進(jìn)行樁機(jī)的組裝、驗(yàn)收等。

3.2 混凝土管樁驗(yàn)收、起吊與堆放

（1）預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的尺寸、外觀質(zhì)量檢查。管樁的尺寸偏差應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，而其粘皮、麻面面積不能夠大于樁外面積的0.5%；樁體表面不能出現(xiàn)斷筋、露筋和脫頭等狀況；磕損深度不能超過10mm；不能有縱向和環(huán)向裂縫等。

此外，如果預(yù)應(yīng)力為鋼絲，則滑脫鋼絲和斷絲的數(shù)量不能超過總數(shù)量的4%。

（2）關(guān)于管樁的起吊，應(yīng)采用兩點(diǎn)起吊的方式。

（3）在裝卸管樁時(shí)，應(yīng)做到輕起輕放，不能拋擲和碰撞，并進(jìn)行固定處理，防止出現(xiàn)滾落，確保調(diào)運(yùn)過程的平穩(wěn)。

（4）在管樁運(yùn)輸過程中，應(yīng)在樁下墊木位置設(shè)置兩道支承點(diǎn)，而同一層的兩道墊木頂面應(yīng)該保持在同一水平面上；而如果是重疊堆放，則各層應(yīng)當(dāng)均勻設(shè)置墊木，并確保墊木上下對(duì)齊。

（5）而關(guān)于堆放地點(diǎn)，應(yīng)選擇堅(jiān)實(shí)和平整度比較高的地方，最下層與地面接觸的墊木應(yīng)當(dāng)加寬。

3.3 管樁沉降施工工藝

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工工藝為：平整場地→放樣→樁位放點(diǎn)→樁機(jī)的就位→收壓→移機(jī)→安裝填芯鋼筋混凝土→填芯混凝土的澆筑→重復(fù)循環(huán)以上步驟。

其中，定位放樣前需要確定施工的范圍，然后放出定位軸線以及相關(guān)的控制點(diǎn)；對(duì)于控制點(diǎn)，應(yīng)盡可能設(shè)置在遠(yuǎn)離沉樁區(qū)域的地方，并采取一定的緊固措施，鉆機(jī)就位。

而吊樁是指用吊車把施工所需的樁體從樁堆中吊起，然后水平吊運(yùn)到樁架的附近，然后用樁機(jī)上的起樁鉤把樁吊運(yùn)到位。在吊樁過程中，最需要注意的問題是吊起的速度問題，要合理控制吊起的速度。

3.4 沉樁施工作業(yè)

（1）在沉樁時(shí)，應(yīng)使用兩臺(tái)相同的經(jīng)緯儀交叉檢查樁身的垂直度，樁體的下沉和樁體的校正工作應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，從而有效避免由于樁身的傾斜樁身發(fā)生損壞。因此，如果生物池的地基比較軟弱，則初打時(shí)，其下降量通常會(huì)比較大，隨著樁下沉深度的加深，起錘的高度可適當(dāng)增加。

在沉樁過程當(dāng)中，應(yīng)密切關(guān)注周圍建筑物的是否出現(xiàn)上升或者沉降的現(xiàn)象，而具體的做法是，在周圍的建筑物上設(shè)置一定的觀察點(diǎn)，然后再設(shè)置一定的基準(zhǔn)點(diǎn)，觀察建筑物的上升情況。

（2）在沉樁過程中，如果出現(xiàn)下列情況之一的，則應(yīng)停止沉樁，采取措施后方可繼續(xù)沉樁：①樁架出現(xiàn)晃動(dòng)或者傾斜；②附近的地面出現(xiàn)嚴(yán)重的隆起；③樁頭出現(xiàn)破碎或者樁身開裂；④樁身突然出現(xiàn)傾斜或者在錘擊時(shí)，出現(xiàn)嚴(yán)重的回彈現(xiàn)象；⑤貫入度出現(xiàn)急劇的變化，或者打樁機(jī)的振幅出現(xiàn)異常。

3.5 送 樁

經(jīng)過相應(yīng)的抗浮計(jì)算，該生物池地基采用的是一根樁長度就可以滿足其池體的抗浮要求。

為確?；炷聊軌蜻_(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)高，施工方?jīng)Q定采用送樁器進(jìn)行送樁。其中，送樁器是采用鋼板制作的，在送樁過程中，其遇到的阻力通常不大，因此較易拔出，可通過靜壓的方式有效地把樁送到指定的位置，且能夠重復(fù)循環(huán)使用。

3.6 填芯混凝土施工

在填芯混凝土施工之前，應(yīng)對(duì)管樁進(jìn)行相應(yīng)的檢測。在完成沉樁檢測后，如果沉樁檢測合格，才能按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求安裝填芯鋼筋，還有樁端錨筋和灌注填芯混凝土。一般情況下，填芯混凝土的標(biāo)高應(yīng)比生物池相應(yīng)部位的底板混凝土高上一級(jí)。

此外，樁端、樁端錨筋和填芯鋼筋等均應(yīng)伸入生物池底板，底板混凝土在混凝土澆筑完成之后，經(jīng)過一段時(shí)間凝固，自會(huì)和管樁形成一個(gè)整體。

4 結(jié) 語

在本文中，筆者結(jié)合具體的工程案例，詳細(xì)分析了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在生物池基礎(chǔ)處理中的實(shí)際應(yīng)用，從而成功解決了生物池體抗浮的問題。相比其他的生物池軟基處理方法，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁處理方法具有速度快、質(zhì)量上乘和效果好等諸多優(yōu)點(diǎn)。通過實(shí)際的工程運(yùn)用，該方法的應(yīng)用前景非常廣闊，非常值得推廣使用。

參考文獻(xiàn)

[1]金志斌.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在生物軟基處理中的應(yīng)用[J].四川水力發(fā)電，2012（2）.

[2]許修亮，李建生.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在小橋涵軟基處理中的應(yīng)用[J].公路交通技術(shù)，2009（11）.

[3]胡尊濤，劉俊奇，翁玉峰.預(yù)應(yīng)力管樁在軟基處理中的應(yīng)用[J].中外公路（施工技術(shù)），2012（9）.