U形预应力混凝土板桩在河道护岸工程中的运用

U形预应力混凝土板桩在河道护岸工程中的运用

摘要：U形板桩自上世纪在国外首次出现，在水利工程中、航道护岸工程中以及基坑维护等工程中得到了广泛的应用并取得了较好的成绩。随着我国科研水平的不断提高，U形预应力混凝土板桩在我国的各大水利工程中也逐渐投入使用，本文结合河道护岸工程中U形预应力混凝土板桩的应用，就U形预应力混凝土板桩的功能进行初步的探讨分析，仅供相关人士参考。

关键词：U形预应力混凝土板桩；河道护岸；运用；功效

一、U形预应力混凝土板桩的概述

U形预应力混凝土板桩与传统的混凝土板桩联系比较紧密，在混凝土板桩的基础之上进行相关的设计，其结构外形呈现U形，跟常见的拉森式钢板桩的构件类似,这也使得U形预应力混凝土板桩的受力结构为工字形[1]。水利工程中常见的U形预应力混凝土板桩是通过先张法预应力钢筋跟高标号混凝土进行预制而成的。U形预应力混凝土板桩具有较大的刚度，稳定性能较强，便于施工，因此在河道的护岸工程、航道的护坡工程、公路、铁路以及码头工程中应用比较广泛。

二、U形预应力混凝土板桩在施工中的应用要则

(一)在使用U形预应力混凝土板桩施工的前期，要对施工的场地进行充分的了解，比方说施工场地的地质情况，水文情况等等，当施工场地的地质情况不符合正常的板桩施工的时候，需要用挖机对其进行清沟作业或者使用刚装引孔作业，同时，要将影响施工质量的障碍物予以排除为U形预应力混凝土板桩施工的顺利进行提供保障[2]。

(二)在U形预应力混凝土板桩施工的过程中，必须要对板桩的桩身的垂直度加以重视，做到在整个施工过程中随时关注桩身的垂直度，当桩身的垂直度出现一定的偏差的时候，要立即停止施工，将板桩取出之后并进行调整，使得垂直度符合施工要求和标准的时候继续施工；同时，要随时保持对板桩企口榫槽结合情况的检查，根据施工的具体情况，对导链、卷扬结构以及履带吊进行合理的调整，

保证板桩跟板桩之间能够实现精准的结合，此外，还需要对止水橡胶条进行检查，避免止水橡胶条出现拉裂的情况，当出现拉裂的情形时候，要立即停止施工更换好新的符合要求的止水橡胶条。

(三)在U形预应力混凝土板桩施工的过程中，由于板桩的截面比较大，这也使得在施工过程中，板桩的桩端和板桩的侧面会存在一定的阻力和摩擦力，不仅仅会降低施工的效率，还会对板桩造成一定的损伤。在U形预应力混凝土板桩的实际施工中，往往通过配合高压喷水技术来进行施工，这样一来，不仅仅能够有效的降低桩端的阻力，还能够通过水流的润滑作用来减少板桩侧面的摩擦阻力，从而实现板桩施工的顺利进行[3]。

(四)在U形预应力混凝土板桩施工完成的时候，要保证板桩跟相邻施工完成的板桩之间的刚性连接，在后续施工板桩的施工的过程中，能够避免板桩在施工过程中带出的土体对施工质量造成的不良影响。此外，在实际施工中，排桩式的施工方式应用较为普遍，在使用这种施工方式的时候，必须要加强对施工时间的合理控制，避免土体发生板结的情况而影响后续的顺利施工。

三、河道护岸工程的概述

本文研究的河道护岸工程位于我国某市的一条河道，该河道不仅仅具备着防洪排涝应对水灾的功能，还能够给该城市提供水资源和为水上航行提供便利。本次工程的施工地方位于河道的右岸，施工的总体长度约300米，堤岸的断面呈现复式结构，整个宽8.5米的平台的高程为4.9米，河底的高程则是-1.2米。现在工程需要的就是浇成混凝土护坡，考虑到河道的通航性，在施工之中就需要将船通行过程中产生的水波对下部混凝土护坡的侵蚀纳入到施工方案的规划当中，保证提防和大堤后面建筑物的安全，根据实际情况，可以将这个地段改成直立式护岸结构，从而实现对过往航船进行临时的检查。同时不可忽视的一点是，该护岸工程位置处于下游冲积平原区域，整个区域的地貌大都呈现出侵蚀或者剥蚀的状况，这也导致河道口工程场地的土层往往都是承载能力差、相对有点蓬松的土壤，

当水波冲击的时候，会对堤岸的土层进行冲刷，基于这一点考虑，可以在结合勘察报告的基础上，采用四层粉砂夹粉质黏土来进行施工，保证桩基施工过程的方便和顺利[4]。

四、施工设计方案的选定

在实际中，直立式护岸结构包括直立墙式结构和桩式结构两种。在护岸工程中，根据实际情况，需要大量的石材，而且对工程的稳固性和耐久性要求比较高。而直立墙式的结构施工中，对土墙结构采用钢筋混凝土进行加固，同时在施工中的工艺较为简单，满足了工程的稳固性的要求，但是根据施工期间墙前水位和墙后的地下水位进行计算和模拟，发现在使用直立墙结构方案施工的时候，会延长了施工工期，而且为了保证稳固性，需要的底板长度较长，同时墙后的开挖面也是一项繁杂的工程，这样一来，必然会影响到堤顶上方道路的交通运行，同时，在干法施工过程中，需要设立围堰的同时，要保证墙底板底下土层的厚实和稳固，需要对地基进行相应的处理，从而大大延误了施工周期，造成施工中的诸多不便。但是桩式护岸不需要对墙后进行相关的开挖工作，仅仅需要一个满足施工要求的平台即可，施打机械在正常运行的过程中，施工工艺比较简便，也不会对周围交通运行造成很大的影响，还能够大大的缩短施工周期。这两种方式施工的造价比如表一所示。从上面的分析中可以看出，无论是工施工便利性还是从经济性上来考虑，桩式护岸结构无疑是施工方案的最佳选择。

表一：直立墙式结构和桩式结构造价比较

五、U 形预应力混凝土板桩的施工

(一)U形预应力混凝土板桩施工的主要设施

U形预应力混凝土板桩施工的主要设备有振动锤、相关的动力系统、河道护岸工程施工需配置施工作业平台、履带吊以及围檩导架等等。

(二)U形预应力混凝土板桩施工的具体流程

1 板桩定位系统

在U形预应力混凝土板桩施工过程中，为了保证板桩平面的位置精准和连接无缝，往往使用定位系统对板桩施打工序进行辅助作业。在实际作业中，通常使用辅助定位桩和限位梁以及限位拉紧装置等等对板桩进行定位。辅助定位桩通常采用的是直径和长度分别为45厘米和20米的钢管桩来充当的，同时每一根钢管桩都设置一些桩尖，而且桩尖的夹角可以根据实际施工需求进行调整；在桩顶上设置抱箍，实现对钢围檩主梁的支撑和稳固作用，施工应用的抱箍是用1-2厘米厚的钢板进行加工的，保证两侧的支腿长度和抱箍高度符合实际施工需求[5]；而限位梁则由工字钢和槽钢进行有机组合，保证其固定功能；限位拉紧装置是通过手拉葫芦跟限位滚轮来对板桩的位置和施打过程中的间隙进行调整是实现的。

2 定位系统的安装