基于公路工程預應力管樁施工技術應用研究

劉伶利

摘 要：文章結合工程案例詳細總結了預應力管樁技術施工前的準備工作，并對具體應用進行了系統的分析，為提升公路施工效率提供理論參考。

關鍵詞：公路工程；預應力管樁；施工技術；路基

引言

近年來， 預應力管樁施工技術具有施工質量可靠、施工工期短、承載力高以及工程造價低等特點，在高速公路軟土路基處理中的應用可以有效的提高天然地基的承載力。將其應用到軟基工程處理中，可有效延長公路工程的使用壽命，提升工程建設整體質量。

1工程案例

廣東新臺高速公路南延伸線工程T合同段位于臺山市斗山鎮，起點樁號K60+110，終點樁號K65+827.504，路線全長5.717公里，主要施工內容為軟土路基約3.45公里，大橋410米/2座，中橋504.8米/8座，涵洞23道，斗山、中和（樞紐）互通式立交2處，瀝青混凝土路面工程等。全線采用設計時速100公里/小時的雙向四車道高速公路技術標準，路基寬度24.5米。橋梁與路基同寬。

本項目路線經過水田、魚塘等，軟基分布范圍廣；軟基處理為淺層換填，換填段落多，數量大；且軟基路段對主線便道拉通影響較大。為了有效的減小路基的沉降差，需要采用預應力管樁施工技術對軟土路基進行處理。

2公路工程施工中預應力管樁的施工準備

在公路工程快速發展的同時，還存在諸多病害問題，如軟土地基等。為有效避免該現象的出現，施工單位必須重視軟基加固技術的選擇，預應力管樁技術作為軟基處理的重要技術之一，其施工技術水平的高低將直接影響到公路工程的整體質量，為此施工企業必須做好施工準備工作，提升公路工程施工質量，推動公路工程事業的快速發展。

2.1樁錘選擇

確保樁承載力能夠對設計需求進行最大限度地滿足，必須將其貫入度控制在20一40mm/10擊，在1%以下控制打樁破損率。每根樁總錘擊數量必須控制在2000擊以下。

2.2確定施工技術方案

按照施工現場的實際地形地貌情況、水文情況、氣候情況、區域地質穩定性評價等，進行行之有效的施工技術方案的確定。在壓樁施工前，可根據施工情況，進行施工組織設計、施工技術方案的修改與完善，隨后進行開工報告的提交。按照打樁施工范圍的地質情況、基礎現狀等，進行打樁順序的合理確定，并選取科學有效的預防措施對附近建筑物加以保護。同時按照樁基施工圖規定測定樁位。通常管樁應進行2個支點設計，其吊點必須與位置需求相符。可選取軟墊、木墊堆放管樁，避免振動、沖撞管樁現象出現在起吊運輸過程中。

3公路工程施工中預應力管樁的施工工藝

隨著公路工程建設規模的不斷擴大，軟土地基問題也更加凸顯。如何做好公路工程軟基處理工作，對提升工程建設質量至關重要。預應力管樁技術作為公路工程軟基處理的重要方式，能夠有效提升施工效果。為此，施工單位在做好施工準備工作的基礎上，應規范施工工藝，為公路工程事業的高速發展提供技術保障。

本項目軟基處理主要采取換填、塑料排水板和預應力管樁處理。

本項目軟土地基施工于2013年11月4日至2014年3月31日完成。施工前先對水田進行排水處理，排水采用排水溝引流的方法，將水田中的水排至路基施工范圍外的農田灌溉渠道或旁邊小河。本項目軟土主要分布在農田、魚塘等路段，軟土分布較集中且埋深淺、厚度小。為了不遺漏可能存在的軟土盲區，進場平整場地后在詳勘的基礎上進行補充勘察，以探明軟土層的空間分布情況。

3.1軟基換填

換填深度及換填材料按設計要求施工，換填采用機械振動碾壓，換填材料采用水穩性好的中粗砂進行回填。換填徹底，不得留有軟土或軟弱土層，當縱向上與其它處理區銜接時，應設置過渡區，過渡區先進行打樁處理，然后進行換填處理。換填區的地下水位較高時，必須用水泵將水排干。挖除的軟土和泥炭土將用于綠化用土和復耕，閑置時需棄于指定的臨時棄土場，并做好防護。

對于魚塘區施工，應先在用地范圍內修好臨時圍堰，并將圍堰內的水抽干，清除表層淤泥并曬干后填土。臨時圍堰采用粘性土修筑。

3.1.1、換填施工質量控制要點

（1）換填材料采用透水性、水穩性好的材料。

（2）換填須分層壓實，每層壓實厚度為15cm～20cm。

（3）換填區的地下水位較高時，必須用水泵將水排干。

3.2塑料排水板

塑料排水板采用插板機打設，采用液壓法施工。放樣時按路線橫向S、縱向0.866S布置塑料排水板（S為砂井間距），并注意按等三角形布置。

（1）施工步驟：整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→打入至設計標高→拔出套管→割斷塑料排水板（檢查、記錄驗收合格后）→機具移位→攤鋪上層砂墊層。

（2）塑料排水板不可搭接。

3.2.1、塑料排水板施工質量控制要點

（1）保證塑料排水板施工深度

1）機架直觀控制：在插板機機架上按打設深度綁紅布條等明顯、 醒目標志。

2）板身刻度控制：及時按施工順序在外露板頭用記號筆編寫流水號，專人記錄流水號及板頭刻度，根據前后流水號刻度計算板體長度。

3）測深控制：及時用測深儀檢測打設深度。

（2）保證排水效果。

（3）保證可測深率。

（4）減少回帶。

（5）在打設過程中，要確保豎直度，應用吊錘進行檢測。

（6）加強總量控制：每日施工米數、施工前塑料排水板卷數、施工完成后剩余卷數、進場卷數等應予以記錄，并進行總量校核。

塑料排水板實測項目

3.3預應力管樁

（1）管樁施工采用錘擊法和靜壓法施工；

（2）施工順序原則：從中間向外側施打，在橋臺處時，由靠近橋臺的一側開始由近及遠的施打，間隔跳打。

（3）靜壓樁控制標準：采用終壓值和樁長進行雙控，以標高控制為主，送樁壓力為輔。

（4）錘擊樁控制標準：采用終壓值和樁長進行雙控，以進入樁端持力層2m，最后貫入度小于20mm/10擊為控制標準。當貫入度未能達到設計要求，而樁底標高已達到設計標高，繼續送樁，直至貫入度滿足設計要求。

3.3.1一般路基管樁軟基處理

a、樁頂設置碎石褥墊層，砂墊層采用潔凈的中粗砂，滲透系數不小于5×10-3cm/s，含泥量不應大于5%，細度模數不小于2.7。

b、碎石墊層設置至坡腳外1m的位置，并用30cm厚的粘土封層，坡腳位置處的泄水管入水口設置土工布包裹碎石的反過濾層。反濾土工布采用聚丙烯針刺非織造土工布，單位面積質量為300g/m，厚度不小于2.4mm，幅寬不小于3m。縱橫向斷裂強度不小于9.5kN/m，縱橫向斷裂伸長率不超過50%，垂直滲透系數不小于5×10-2cm/s，縱橫向撕破強度不小于0.24kN，CBR頂破強度不小于1.5kN。

c、預應力砼管樁采用預應力PHC樁，外直徑為30cm，壁厚不小于7cm，管樁離心砼強度為C70。樁頂托板采用C25鋼筋砼。

d、管樁一般情況下可采用錘擊法施工，當施工場地臨近建筑物、錘擊法受限制的地方或舊路加寬路段則改為靜壓法施工。施打管樁的打樁機宜選用三點支撐履帶自行式柴油打樁機，柴油錘宜選用筒式柴油錘。

e、管樁對接時，應采用法蘭盤連接或采用焊接連接。注意焊好的接頭應自然冷卻后方可施打。焊接處的強度不應低于出廠的強度。

f、管樁頂托板設碎石墊層，厚30cm；碎石墊層頂部和底部各鋪設一層雙向土工格柵。土工格柵幅寬不小于2m，搭接長度不小于30cm，并用U形釘每隔2m按正方形將格柵拉緊固定。土工格柵采用一次拉伸成型的GSL50/PP雙向聚丙烯格柵，不得焊接無節點，每延米縱、橫向極限抗拉強度不小于50kN/m，縱、橫向標稱抗拉強度下的伸長率不大于13%，縱、橫向2%伸長率時拉伸力不小于17kN/m，5%伸長率時的拉伸力不小于34kN/m，光老化等級為Ⅳ級。

g、管樁大規模施工前須選在有地質鉆孔的位置進行試打，并進行單樁承載力和符合地基承載力檢測，以確定是否需要調整收錘標準。管樁施工完畢后，管樁樁頂高差應控制在15cm以內。

h、當改路或匝道路基位于跨線橋下時，需先施工改路或匝道路基軟基處理填筑后，再施工橋梁樁基。

i、填土應嚴格按照設計要求控制填筑速率，并加強路基的位移監測。

3.3.2橋頭管樁軟基處理

橋頭路段需先進行軟基處理填筑，待沉降滿足反開挖標準后，再施工橋梁樁基。

3.3.3涵洞處的管樁處理

涵洞整個范圍的管樁高程在打設階段應基本在同一水平，待施工涵洞時，再將涵底處的管樁截斷至涵底基礎底高程。當涵洞反開挖施工時，應在路基頂壓至滿足設計要求后進行。

3.3.4擋墻段管樁處理

a.管樁按正方形布置，布置時擋墻基礎兩側各布置一排樁，且應根據擋墻基礎寬度盡可能多的在擋墻基底下布置。

b、施工次序為橫向從路中向兩側施工，縱向從構造物中心向兩測施工，且需采用間隔跳打。

c、當擋墻底標高在地面以下時，樁頂標高應與擋墻下砂礫層底標高齊平。

3.3.5預應力管樁施工質量控制要點

（1）保證施工深度及承載力。

（2）樁架均應平衡，樁身必須垂直。

（3）錘擊沉樁應選用合適的樁錘。

（4）樁身、樁帽、送樁和錘擊的樁錘應在同一中心線上。

（5）每根樁應一次性連續沉至設計標高，停歇時間不宜過長。

（6）樁尖與管樁連接必須緊密，防止淤泥進入。

3.4樁帽施工

完成管樁施工后，需及時進行樁帽作業。一般樁帽土體可開挖于樁頭位置，開挖長度、寬度等應符合樁帽施工規定，通過整修，可形成土模。根據施工規定進行鋼筋綁扎，隨后進行混凝土澆筑與養護，樁帽質量要求與實測值如下表所示：

樁帽的質量要求與實測值

4結束語

在我國的道路橋梁施工中，預應力技術得以廣泛的應用。預應力管樁技術作為公路工程軟基施工的重要內容之一，其技術水平的高低將直接影響到工程的整體質量，應根據實際問題具體分析，及時總結經驗，不斷完善技術水平，保證施工工程質量，為我國道路和橋梁建設發揮更大的作用。

參考文獻

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