高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC）在橋梁軟基中的應(yīng)用

李開封（中鐵五局一公司　,長(zhǎng)沙　410017）

高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC）在橋梁軟基中的應(yīng)用

李開封
（中鐵五局一公司,長(zhǎng)沙410017）

摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例，重點(diǎn)介紹了高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC）處理橋梁軟基的施工技術(shù)和控制要點(diǎn)，希望能供同行參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁；施工技術(shù)；控制要點(diǎn)

1　工程概況

九江繞城高速公路干中灣中橋上部結(jié)構(gòu)為3跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，先簡(jiǎn)支后連續(xù)；橋梁下部除3號(hào)橋臺(tái)采用樁基礎(chǔ)外其余墩臺(tái)位均采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，擴(kuò)大基礎(chǔ)基底承載力設(shè)計(jì)為≥350KPa。施工開挖檢測(cè)基底承載力1#、2#（左右幅）地基承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)值。針對(duì)該橋1#、2#墩基底情況進(jìn)行補(bǔ)充勘察，地質(zhì)情況為0～4.8米為漂石土，漂石含量40%，直徑在0.2～0.3m不等，漂石之間的孔隙為黃色粘土填充。4.8～7.8米為粉質(zhì)粘土，黃色，微濕，可塑狀，含少許砂礫。7.8～15米為強(qiáng)風(fēng)化至中風(fēng)化花崗巖。綜合以上情況，該橋1#、2#墩基底需要進(jìn)行軟基處理。

2　方案比選

軟土地基處理主要以控制地基沉降和穩(wěn)定性為原則，一般情況下，軟基處理可采用換填、碎石樁、粉噴樁等施工方法，但這些方法相對(duì)本項(xiàng)目施工有如下局限性：（1）換填土方量較大，碾壓設(shè)備難以下到基坑，換填質(zhì)量難以保證；（2）碎石樁、粉噴樁機(jī)械設(shè)備難以下到基坑，施工難度大。

相比較而言，PHC樁處理具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）施工簡(jiǎn)捷，采用電機(jī)振動(dòng)打樁錘打樁與起重機(jī)配合施工可以保證基坑的完整性，PHC樁施工完畢后直接可以施工擴(kuò)大基礎(chǔ)；（2）PHC樁可以直接在廠家購(gòu)買，施工速度快，工期短；（3）現(xiàn)場(chǎng)施工文明，無(wú)需水泥砂石料，無(wú)泥漿污染；（4）強(qiáng)度高，抗彎性能強(qiáng)；（5）造價(jià)低。針對(duì)該地質(zhì)情況分析和各種軟基處理方案做出詳細(xì)比較后，通過(guò)設(shè)計(jì)院、業(yè)主、監(jiān)理、施工單位幾方討論達(dá)成一致意見采用PHC樁處理干中灣中橋1#、2#橋墩軟基。

3　PHC樁處理方案概況

依據(jù)干中灣中橋1#、2#墩（左右幅）基底地質(zhì)情況，采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁（PHC-A型）加固處理，管樁具體規(guī)格尺寸為外徑300mm壁厚70mm、強(qiáng)度等級(jí)C80，管樁按間距1.5米間距梅花型布置，管樁穿過(guò)粉質(zhì)粘土嵌入強(qiáng)風(fēng)化至中風(fēng)化花崗巖1～2米，樁長(zhǎng)8～10米。樁頂嵌入擴(kuò)大基礎(chǔ)（嵌入深度0.6米）。如下圖1、圖2：

4　PHC樁施工技術(shù)

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工前，在施工區(qū)域內(nèi)保障便道通暢，能夠滿足施工機(jī)械通行；（2）清理施工區(qū)域內(nèi)的地上地下電力線路及其他影響施工的障礙物；（3）場(chǎng)地平整，保證場(chǎng)地內(nèi)排水通暢；（4）在基坑四周提前打入抗滑樁及做好其他防滑措施以穩(wěn)固基坑邊坡，防止后續(xù)振動(dòng)施工產(chǎn)生基坑坍塌；（5）繪制樁位布置圖及打樁順序圖。

4.2 打樁機(jī)選擇

為了PHC樁施工完后能夠保證基坑的完整性，依據(jù)電機(jī)振動(dòng)打樁錘體積小，重量輕，搬運(yùn)方便，施工速度快等特點(diǎn)，選擇起重機(jī)配合懸吊電機(jī)振動(dòng)打樁錘進(jìn)行施工作業(yè)。施工機(jī)械見下表：

4.3 施工工藝

測(cè)量放樣→機(jī)械就位→喂樁→錘擊成樁→樁機(jī)移位。

4.3.1測(cè)量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙采用全站儀準(zhǔn)確放出管樁處理范圍的邊線及管樁準(zhǔn)確位置，樁位用木樁或短鋼筋頭做好標(biāo)記，防止漏打。

4.3.2機(jī)械就位

機(jī)械就位時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位，垂直穩(wěn)定確保施工過(guò)程不傾斜。

4.3.3喂樁

管樁起吊后，將樁的一端送入夾持器中，扶直就位后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要焊接錐形樁尖，插入地表土中0.5-1.0m深度后采用全站儀校正垂直度，通過(guò)起重機(jī)進(jìn)行調(diào)整，確保管樁垂直度滿足要求。

4.3.4錘擊成樁

錘擊成樁采用DZ-60A電機(jī)振動(dòng)打樁錘，起重機(jī)配合懸掛電機(jī)振動(dòng)錘。

4.3.5樁基移位

施工下一根樁。

5　施工控制要點(diǎn)

（1）樁基需要接樁時(shí)，樁頭需露出地面0.5m，接頭處應(yīng)設(shè)置套箍，并保持上下節(jié)順直。錯(cuò)位偏差不能超過(guò)2mm。（2）由于PHC樁廠家預(yù)制未設(shè)置樁尖，施工時(shí)為了加快PHC樁入土進(jìn)度和避免管樁碰到地下孤石導(dǎo)致管樁入土困難，應(yīng)在樁底設(shè)置樁尖，以確保管樁能順利入土。樁尖形式設(shè)置應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況和工地實(shí)際情況而定。（3）為確保成樁后樁身的完整性和防止樁頭被擊碎，應(yīng)在樁的頂部設(shè)置2cm厚的錘墊，且施工時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查，遇到錘墊磨損嚴(yán)重時(shí)要及時(shí)補(bǔ)充。（4）打樁時(shí)要求始終保持樁身垂直，并使錘、樁身保持在同一直線鉛垂線上，這不僅可以保持樁身的垂直度，還可以保證預(yù)制管樁頂免受偏心錘擊而破碎。

6　施工中出現(xiàn)的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

6.1管樁樁頂被擊碎而樁頂標(biāo)高難以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高

原因分析：在排除預(yù)制管樁自身質(zhì)量問(wèn)題以外，主要是由于地勘取樣難以全斷面實(shí)施，難以發(fā)現(xiàn)局部地方有硬夾層或孤石，同一層的土出現(xiàn)強(qiáng)度差異很大。樁沉入該層時(shí)，砂層越擠越密，導(dǎo)致樁頂擊碎，甚至樁身開裂而樁頂標(biāo)高難以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

處理措施：（1）實(shí)踐證明在樁底增設(shè)十字型樁尖，能使PHC樁更具有導(dǎo)向性和較強(qiáng)的擠土破巖的能力；（2）當(dāng)增設(shè)十字型樁尖還不能改變沉樁深度的情況下，可以適當(dāng)采取植樁方法解決樁頂標(biāo)高問(wèn)題。

6.2樁頂偏位

原因分析：（1）喂樁時(shí)未對(duì)準(zhǔn)樁位；（2）樁尖被孤石障礙物擠偏；（3）兩節(jié)樁施工接頭不直，樁中心線成折線形，樁頂偏位。

處理措施：樁尖對(duì)位時(shí)要準(zhǔn)確，認(rèn)真做好地質(zhì)勘察，提前做好清除方案。樁頭對(duì)接應(yīng)保持上下順直，接頭嚴(yán)格按規(guī)程操作施工。

7　效果

PHC樁施工完后，我們對(duì)基坑地基承載力進(jìn)行了檢測(cè)，土體通過(guò)管樁的擠密作用承載力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值。經(jīng)過(guò)跟蹤沉降觀測(cè)，通車半年沉降量基本上沒有，有效解決橋梁軟基處理沉降問(wèn)題。

8　結(jié)語(yǔ)

在九江繞城高速公路干中灣中橋1#、2#擴(kuò)大基礎(chǔ)沉入管樁后取得的效果非常明顯，基底承載力得到了明顯地加強(qiáng)，且施工節(jié)約了時(shí)間。綜上所述，高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有較強(qiáng)的擠密性和固結(jié)性特點(diǎn)，而且施工簡(jiǎn)單，速度快，無(wú)污染。在工期緊張的情況下采用效果尤為突出。

參考文獻(xiàn)：

[1]張誠(chéng)厚.高速公路軟基處理[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.