简介： 采用压力水冲法，下沉预应力管桩作为支墩，施工工艺简单，工期短，投资省。工程质量可靠。适合于砂质土壤。

关键字：预应力 管桩 输水管 应用

一、前言

在冲积平原的水网地区，长距离敷设输水管道时，经常要穿越许多的河流和沟塘，一般跨度不太大，河口宽度在30~40米上下。而要穿越的沟（池）塘往往是一些农家的养鱼（蟹、虾）池，当管道平行于沟（池）塘敷设时，则穿越跨度可达100米以上。穿越河流时，通常设计都是将管道两端做成虾米弯管，中间焊一段直管，然后一跨跨越这些河面较小的河道。由于这些过河管道地处冲积平原地区，冲积层土壤摩擦力较小，为抵抗弯起管道的水平推力，必须设置大体积的钢筋混凝土镇墩。而在跨越沟（池）塘时，则要设置多跨的支墩或浇筑混凝土灌注桩，亦或打入混凝土预制桩。

在地处长江下游的通州、如东两市县引江供水工程输水管线长达66km,要穿越许多的河流和沟塘，在dn900钢管过河时，原设计单位就采用的这一方案，设计的钢筋混凝土镇墩体积达55m3左右，不仅混凝土用量大，而且施工工艺复杂，由于镇墩地处河边，必须首先围堰 、井点降水、 方可支模、绑扎钢筋，现场浇灌混凝土，等到混凝土硬化后方可拆模，然后才能拆除围堰，施工过程中稍有疏忽，工程质量就难以保证。

在穿越沟塘时，特别是农家的养鱼池塘，如果做混凝土支墩就要将池塘中水抽干后再行支模、绑扎钢筋、现浇混凝土，一直要等拆模后鱼池才可恢复养鱼。如浇灌混凝土灌注桩，就要搭设脚手架方可施工，施工机械笨重，还需要较大的施工场地，平原地区大多是沿道路敷设管道，道路边是很少有空地的，很难安排泥浆池和施工场地的位置。在施工中质量控制更为重要，特别是灌注桩的清孔要求严格，只要稍有疏忽，灌注桩就会下沉，将来必然造成钢管输水管线渗漏，如果沉降量过大，将会在焊接处折断，后果严重。施工中除了存在与过河管道镇墩施工同样的技术问题，而且还多了许多的群众工作要做，要补贴群众养鱼的损失，只要一时群众工作没有做好（没有满足养鱼户的经济要求），则施工只能停止。不但影响工期，而且还要增加工程投资。如果采用预制混凝土桩要比现浇灌注桩方便一些，但也存在桩身笨重，桩的长度大等问题。为此在这次通州、如东两市县长距离输水管道工程中，我们进行了认真的分析研究，认为采用先张法预应力钢筋混凝土管桩更为合理：一、钢筋混凝土管桩是中空的，钢筋是预张拉的，具有重量轻、强度高的特性；二、管桩是在工厂生产，质量可靠；三、可以采用高压水冲成孔下桩，施工工艺简单，四，这种管桩两端均有钢箍，对焊方便，桩长可以短一些，以减轻起吊的重量，方便施工。五、施工机械简单，只要一辆汽车吊和一台离心水泵即可，机械设备移动方便，无需搭设脚手架，施工工期可以加快。六、农家养鱼池无需抽水，不但减少了群众纠纷，而且还减少了对农家的赔偿费用。现将有关内容介绍于后，供同仁参考。

二、管桩设计

现以dn900钢管为例，按照跨河进行管桩设计。计算简图如上：

1、由于地处第四纪冲积平原地区，地层大多数为砂性土或砂粘土，因此，管桩设计时应按摩擦桩计算，其设计公式如下：

单桩容许承载力[p]=1/安全系数k[桩侧极限摩阻力psu+桩底极限阻力ppu]

由于管桩中间是中空的，管外为一园环，其端部的承载力在本设计中予以忽略不计，以提高管桩的安全性。因此在本工程设计计算时，按下列公式计算：

[p]=1/2u∑αiliτi (1)

式中：[p]—单桩轴向受压容许承载力；

u—桩的周长；

αi—为下沉时桩对各土层桩侧摩阻力的影响系数；

li—桩在承台底面或最大冲刷线以下的第i层土层中的长度；

τi—与相对应的各土层与桩侧的极限摩阻力。

（1）、过河钢管跨度及长度的确定：

30~40米宽度的河流一般属于等外级航道，通