浅谈预应力管桩在水利工程的应用
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一
砂 壤 土 层和 （ ３ — １ ） 层 粘 土 层 。（ ２ ） 层允许承载力为 １ ２ ０ ＫＰ ａ ， 压 缩性 中 等 ，易 发 生 渗 流 破 坏 ，层 底 标 高 约 为 １ ． ０ ｍ ；（ ３ — １ ） 层 为 粘 土 层 ，该 层 允 许承 载 力 为 １ ０ ０ Ｋ Ｐ ａ ，层 厚 较 薄 ，约 为 １ ． ２ ｍ； （ ３ — ２ ） 层 未 淤 泥 质粘 土层 ， 该层允许承载力为 ６ ０ Ｋ Ｐ ａ， 层厚约为 ｌ ｍ ；（ ３ — ３ ） 层 为 粉质 粘 土 层 ，该 层 允 许 承 载 力 为 ２ ２ ０ Ｋ Ｐ ａ ，层 厚 约 ３ ｍ ；（ ４ ）层 为 重粉 质 砂 壤 土 层 ，该 层 允 许 承载力为 ２ ０ ０ Ｋ Ｐ ａ ；（ ４ ） 层 以 下 为粉 质粘 土为 主 ，允 许 承 载 力均大于 ２ ２ ０ Ｋ Ｐ ａ 。经 验 算 ，软 弱 下 卧 层 承载 力均 不满 足要
中 图分 类号 ：Ｔ Ｕ ７ ５ ３ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）０ ４ — ０ ２ ７ ８ — ０ ２
近 年 来 水 利 工 程 建 设 发 展 迅 速 ，水 利 工 程 基 础 处理 方法 呈 现 多样 化 ，常 见 的地 基 处 理 方 式有 ：钢 筋 混 凝 土 灌 注桩 、 沉 井 、 深 层 水 泥 搅 拌 桩 、真 空预 压 、换 填 法 、 碎石 桩 或 砂 桩 挤 密 法 、压 密 注 浆 、桩 土 复 合 地 基 、超 载 预 压 、强夯 等 方法 。 由于 水 利 工 程 地 基 地 质 条 件 的 复 杂 性 决 定 了每 种 处 理 方 式 都 有 其 局 限 性 ，最 优 的施 工处 理 方 法取 决于 工 程 地 质 条 件 及 施 工 环 境 ，它 具 有 桩 身强 度 高 、 耐 久 性 好 、 成 桩 工 艺 可 靠 、 有
一
、
工程 概 况
目前软基处理 中使用 的方法主要有钢筋混凝 土灌注桩、 沉井、深层水泥搅拌桩、换填法、碎石桩 或砂桩挤密法 、桩
土 复 合 地 基 、 超 载 预 压 等 。粉 喷 桩 、 散 体 材 料 桩 方 法 ，造 价 低 廉 ，但 施 工 质 量 不 易 控 制 ， 目前 许 多地 区 已 规 定 不 建 议 采 用 ；超 载 预 压 方 法 由于 软 弱 地 基 土 的 强 度 很低 ，存 在 基 础 的 稳 定 性 问题 ，不 可 能 快 速 加载 ，制 约 着 工 程 的 进 度 ，影 响工 程 本 身 的经 济 效 益 。采 用造 价 较 高 的 桩 基 础 ，尽 管 桩 基 础 具 有 承 载 能 力 高 、应 力传 递 路 径 明 确 、 地 基 变 形 小 的 优 点 ，但 其 浪 费 整 个 或绝 大 部 分 天 然 地 基 承 载 力 ，尤 其 在 工 程 场 地 土 相 对 较 好 的情 况 下 ，更 显 浪 费 。
换 填 垫 层 法 是 将 建 筑 物 底 板 下 软 弱 土 层 挖 除 并 回 填 垫
淮安 市古黄河水利枢纽工程 由水 电站 、节制 闸及公路桥
三部 分组 成 ，节 制 闸与 水 电站 一 字 布 置 ，节 制 闸 闸 室 总 净 宽 ４ ０ ｍ ，共 ５ 孔 ，单 孔 净 宽 ８ ． ０ ｍ 。水 电站 为 河 床 式 水 电站 ， 共 分 ６孔 ， 站 内设 ＧＤ— ＷＳ 一 １ ７ ５贯 流 式 水 轮 机组 ６台 套 ， 机
组中心距为 ６ ｍ ，单 机 容 量 为 １ ４ ０ ｋ ｗ，总 装 机 容 量 ８ ４ ０ ｋ ｗ。
节 制 闸及 水 电站 上 游 侧 设 有 公路 桥 ， 桥面 总宽 ２ ６ ｍ ，荷 载 等 级为公路一 Ｉ 级。
二 、工 程 地 质 条 件
工 区的地 貌 分 区属 徐 淮黄 泛平 原 区 ， 地 貌类 型 为堤 内滩地 。
第１ ３卷 第 ４ 期
２ ０１ ３芷
中 国
水
运
ＶｏＩ ．１ ３
Ａｐｒ ｉ Ｉ
Ｎ ｏ． ４ ２０１ ３
４ 月
Βιβλιοθήκη Baidu
０ ｈ ｉ ｎａ Ｗａｒ ｅｒ Ｔｒ ａｎｓ ｐ ｏｒ ｔ
浅谈预应力管桩在水利工程 的应用
刘 朋 宇 ，郭 瑞 ，吴 昊
（ １江 苏 淮 阴水 利 建 设 有 限公 司 ，江 苏 淮安 ２ ２ ３ ０ ０ ５ ；２淮 安 市 水利 勘 测 设 计 研 究 院有 限公 司 ，江 苏 淮安 ２ ２ ３ ０ ０ ５ ）
摘
要 ： 由于 预 应 力 管 桩 具 有 能 承 受 较 大 的 负 荷 、 质 量 稳 定 、 成桩 工艺 可 靠 、 耐久 性 好 、造 价 低 等 优 点 ，近 年 来 在
水 利 工 程 中 逐 步 开 始 应 用 ，文 中 对预 应 力 管桩 进 行 地 基 处 理 的设 计 、 施 工 和 经 济 效 益 作 了 分析 与论 述 。 关 键 词 ：预 应 力 管 桩 ；水 利 工 程 ；应 用
钻 探 深 度 范 围 内 的土 层 可 分 为 ５个 工程 地 质 层 ，详 见 图 １描 述 。
层 ，从而 使 得 承 载 力 满 足 设 计 要 求 ，该 法 适 用于 浅 层软 弱 地 基及 不均 匀地 基 ， 根 据地 质 勘 察 报 告 ， 垫 层法 可 换 填 至 （ ３ — ２ ） 层，以 （ ３ — ３ ）层 为 天 然 持 力 层 。 桩 土 复合 地 基 是 将 部 分 土 体 置 换 形 成 增 强 体 （ 桩 体） ，由 增 强 体 和 周 围地 基 土共 同承 担 荷 载 ， 桩 顶 不嵌 入 上部 基 础 内 ， 通 过 设 置 褥 垫 层 ，调 整 桩 顶 和桩 问 土 的应 力 比 ，充 分 发 挥 桩 问土 的承 载 潜 力 ， 并协 调变 形 。 这样 既 解 决 了 地 基 强 度 不 足
求 ，须 对 地 基 进 行 处 理 ，处 理 范 围 较 大 。
三 、地 基处 理 形 式 的选 择
定 的抗 弯 能 力 、 工 期 短 、 造 价 低 、 施 工 方 便 等 优 点 。文 章
以淮 安市 古 黄 河 水 利 枢 纽 工 程 为 例 对 预 应 力 管 桩 在 设 计 技 术 特 性 、施 工 工 艺 、 现 场 试 验 等 方 面 进 行 了 阐 述 。
砂 壤 土 层和 （ ３ — １ ） 层 粘 土 层 。（ ２ ） 层允许承载力为 １ ２ ０ ＫＰ ａ ， 压 缩性 中 等 ，易 发 生 渗 流 破 坏 ，层 底 标 高 约 为 １ ． ０ ｍ ；（ ３ — １ ） 层 为 粘 土 层 ，该 层 允 许承 载 力 为 １ ０ ０ Ｋ Ｐ ａ ，层 厚 较 薄 ，约 为 １ ． ２ ｍ； （ ３ — ２ ） 层 未 淤 泥 质粘 土层 ， 该层允许承载力为 ６ ０ Ｋ Ｐ ａ， 层厚约为 ｌ ｍ ；（ ３ — ３ ） 层 为 粉质 粘 土 层 ，该 层 允 许 承 载 力 为 ２ ２ ０ Ｋ Ｐ ａ ，层 厚 约 ３ ｍ ；（ ４ ）层 为 重粉 质 砂 壤 土 层 ，该 层 允 许 承载力为 ２ ０ ０ Ｋ Ｐ ａ ；（ ４ ） 层 以 下 为粉 质粘 土为 主 ，允 许 承 载 力均大于 ２ ２ ０ Ｋ Ｐ ａ 。经 验 算 ，软 弱 下 卧 层 承载 力均 不满 足要
中 图分 类号 ：Ｔ Ｕ ７ ５ ３ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）０ ４ — ０ ２ ７ ８ — ０ ２
近 年 来 水 利 工 程 建 设 发 展 迅 速 ，水 利 工 程 基 础 处理 方法 呈 现 多样 化 ，常 见 的地 基 处 理 方 式有 ：钢 筋 混 凝 土 灌 注桩 、 沉 井 、 深 层 水 泥 搅 拌 桩 、真 空预 压 、换 填 法 、 碎石 桩 或 砂 桩 挤 密 法 、压 密 注 浆 、桩 土 复 合 地 基 、超 载 预 压 、强夯 等 方法 。 由于 水 利 工 程 地 基 地 质 条 件 的 复 杂 性 决 定 了每 种 处 理 方 式 都 有 其 局 限 性 ，最 优 的施 工处 理 方 法取 决于 工 程 地 质 条 件 及 施 工 环 境 ，它 具 有 桩 身强 度 高 、 耐 久 性 好 、 成 桩 工 艺 可 靠 、 有
一
、
工程 概 况
目前软基处理 中使用 的方法主要有钢筋混凝 土灌注桩、 沉井、深层水泥搅拌桩、换填法、碎石桩 或砂桩挤密法 、桩
土 复 合 地 基 、 超 载 预 压 等 。粉 喷 桩 、 散 体 材 料 桩 方 法 ，造 价 低 廉 ，但 施 工 质 量 不 易 控 制 ， 目前 许 多地 区 已 规 定 不 建 议 采 用 ；超 载 预 压 方 法 由于 软 弱 地 基 土 的 强 度 很低 ，存 在 基 础 的 稳 定 性 问题 ，不 可 能 快 速 加载 ，制 约 着 工 程 的 进 度 ，影 响工 程 本 身 的经 济 效 益 。采 用造 价 较 高 的 桩 基 础 ，尽 管 桩 基 础 具 有 承 载 能 力 高 、应 力传 递 路 径 明 确 、 地 基 变 形 小 的 优 点 ，但 其 浪 费 整 个 或绝 大 部 分 天 然 地 基 承 载 力 ，尤 其 在 工 程 场 地 土 相 对 较 好 的情 况 下 ，更 显 浪 费 。
换 填 垫 层 法 是 将 建 筑 物 底 板 下 软 弱 土 层 挖 除 并 回 填 垫
淮安 市古黄河水利枢纽工程 由水 电站 、节制 闸及公路桥
三部 分组 成 ，节 制 闸与 水 电站 一 字 布 置 ，节 制 闸 闸 室 总 净 宽 ４ ０ ｍ ，共 ５ 孔 ，单 孔 净 宽 ８ ． ０ ｍ 。水 电站 为 河 床 式 水 电站 ， 共 分 ６孔 ， 站 内设 ＧＤ— ＷＳ 一 １ ７ ５贯 流 式 水 轮 机组 ６台 套 ， 机
组中心距为 ６ ｍ ，单 机 容 量 为 １ ４ ０ ｋ ｗ，总 装 机 容 量 ８ ４ ０ ｋ ｗ。
节 制 闸及 水 电站 上 游 侧 设 有 公路 桥 ， 桥面 总宽 ２ ６ ｍ ，荷 载 等 级为公路一 Ｉ 级。
二 、工 程 地 质 条 件
工 区的地 貌 分 区属 徐 淮黄 泛平 原 区 ， 地 貌类 型 为堤 内滩地 。
第１ ３卷 第 ４ 期
２ ０１ ３芷
中 国
水
运
ＶｏＩ ．１ ３
Ａｐｒ ｉ Ｉ
Ｎ ｏ． ４ ２０１ ３
４ 月
Βιβλιοθήκη Baidu
０ ｈ ｉ ｎａ Ｗａｒ ｅｒ Ｔｒ ａｎｓ ｐ ｏｒ ｔ
浅谈预应力管桩在水利工程 的应用
刘 朋 宇 ，郭 瑞 ，吴 昊
（ １江 苏 淮 阴水 利 建 设 有 限公 司 ，江 苏 淮安 ２ ２ ３ ０ ０ ５ ；２淮 安 市 水利 勘 测 设 计 研 究 院有 限公 司 ，江 苏 淮安 ２ ２ ３ ０ ０ ５ ）
摘
要 ： 由于 预 应 力 管 桩 具 有 能 承 受 较 大 的 负 荷 、 质 量 稳 定 、 成桩 工艺 可 靠 、 耐久 性 好 、造 价 低 等 优 点 ，近 年 来 在
水 利 工 程 中 逐 步 开 始 应 用 ，文 中 对预 应 力 管桩 进 行 地 基 处 理 的设 计 、 施 工 和 经 济 效 益 作 了 分析 与论 述 。 关 键 词 ：预 应 力 管 桩 ；水 利 工 程 ；应 用
钻 探 深 度 范 围 内 的土 层 可 分 为 ５个 工程 地 质 层 ，详 见 图 １描 述 。
层 ，从而 使 得 承 载 力 满 足 设 计 要 求 ，该 法 适 用于 浅 层软 弱 地 基及 不均 匀地 基 ， 根 据地 质 勘 察 报 告 ， 垫 层法 可 换 填 至 （ ３ — ２ ） 层，以 （ ３ — ３ ）层 为 天 然 持 力 层 。 桩 土 复合 地 基 是 将 部 分 土 体 置 换 形 成 增 强 体 （ 桩 体） ，由 增 强 体 和 周 围地 基 土共 同承 担 荷 载 ， 桩 顶 不嵌 入 上部 基 础 内 ， 通 过 设 置 褥 垫 层 ，调 整 桩 顶 和桩 问 土 的应 力 比 ，充 分 发 挥 桩 问土 的承 载 潜 力 ， 并协 调变 形 。 这样 既 解 决 了 地 基 强 度 不 足
求 ，须 对 地 基 进 行 处 理 ，处 理 范 围 较 大 。
三 、地 基处 理 形 式 的选 择
定 的抗 弯 能 力 、 工 期 短 、 造 价 低 、 施 工 方 便 等 优 点 。文 章
以淮 安市 古 黄 河 水 利 枢 纽 工 程 为 例 对 预 应 力 管 桩 在 设 计 技 术 特 性 、施 工 工 艺 、 现 场 试 验 等 方 面 进 行 了 阐 述 。