軟土路基施工中現澆混凝土管樁技術的應用

王志峰

摘 要：作為軟基處理的主要施工技術之一，現澆混凝土管樁（PCC樁）為沉管—澆注—振動提拔一次性直接成管樁施工新工藝，相比預應力混凝土管樁、振動沉管樁等更具優勢。本文介紹了PCC樁工作原理，并結合某公路工程軟基處理中PCC樁的應用，對其施工準備、施工工藝等內容進行了分析與探究。

關鍵詞：軟土路基；現澆混凝土管樁；PCC樁

中圖分類號：U416.16 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）08-0114-02

隨著我國社會的不斷進步和經濟的快速提升，交通運輸行業得到了突飛猛進的發展，人們不斷提高的生活質量對交通運輸提出了更高的要求。在我國基礎設施中，公路作為重要組成部分推動了我國城市化建設進程和經濟發展。軟土地基作為公路工程施工的主要病害之一，為提高施工質量，必須選取科學有效的處理方法進行施工，如現澆混凝土管樁技術，通過不斷提升其技術水平，規范施工工藝，才能做好質量控制工作，才能確保公路工程建設質量，才能為公路建設事業的發展貢獻一份力量。

1 現澆混凝土管樁工作原理

現澆混凝土管樁也可簡稱為PCC樁，相比振動沉管樁，其施工機械基本相同。由2層鋼管構成振動沉管，20到30cm為內外管徑差范圍，振動體系豎向反復振動，向地層內沉入腔體模板。當激振力（R）>刃面法向力N豎向分力+刃面摩擦力F豎向分力+腔體模板附近摩阻力P時，即可向地層內沉入模板。當R=N+F+P時，模板則不會繼續向下沉。在振動力影響下，腔體模板因強迫振動出現剪脹、液化破壞現象，此時將大大降低土體的摩擦力，減小其阻力，并達到腔體模板沉入速度提升的作用。于樁側土體而言，因振動下沉作用將減弱其排土功效，且呈現出環形腔體模板，并將混凝土現澆注入，隨后振動提拔鋼管，通過擠壓、振密等工序，可壓密環形腔體模板內的土芯、附近相應位置的土體。且原位土體性質直接影響著振密范圍、環形腔體模板的厚度。除此之外，由環形腔體模板下混凝土可直接向環形槽孔內注入，進而完成沉管—澆注—振動拔管一次性直接成管樁的施工工藝，確保在槽孔內混凝土的充盈性、穩定性良好。

2 軟土路基施工中現澆混凝土管樁施工準備

某公路工程合同段內局部存有較為嚴重的軟土路基，在軟基處理中，本工程選取現澆混凝土管樁施工，其中現澆混凝土薄壁管樁（PPC樁）施工起止樁位為K66+634.052—K66+705.689。長度為7514m，10到14m為樁長范圍，1m為管徑，0.12m為管壁厚度，3m為樁間距，布設形狀為正三角形。其施工準備具體如下：

（1）材料準備。選取C20混凝土用于PCC樁，保證混凝土現場攪拌時必須具備良好和易性，且在6到10cm之間控制其塌落度。混凝土拌制時要求其選取粗、細骨料應滿足設計要求，在30mm以內控制碎石粒徑，也可選取中粗砂，水泥一般以32.5普通硅酸鹽水泥為主。拌制混凝土的施工場地應與施工段相近，盡可能減短車輛運輸時間，避免混凝土出現離析現象。

（2）清理場地。PCC樁施工前期，必須將施工段內的雜物清理干凈，不僅要清理干凈地上的雜物，還需徹底清除地下的障礙物，只有這樣才能保證施工安全。因施工段內存有河床地段，要求必須將其表層淤泥挖除，并回填符合施工要求的粘土，隨后進行場地平整施工。

（3）測量放樣。按照施工規范規定，根據設計尺寸將PCC樁位置準確放出，且將小木樁釘到各個樁位上，要求在5cm以內控制單樁中心位置誤差，并將相應數量的護樁安設到場地附近，為實時進行樁位校對提供便利。

（4）試樁。選取PCC-1000型樁機作為施工設備，施工前，必須進行工藝性試樁，要求各個施工點試樁數控制在3根以上，進而對機具性能及其他技術指標進行檢驗，該工程應選取振動沉模施工法。

3 軟土路基施工中現澆混凝土管樁施工流程

3.1 樁機就位

樁位放出后，即可移動樁機將其放置到指定位置，就位后需及時對其水平度、垂直度等進行適當調整，要求通過經緯儀對其垂直度進行準確測量，且在1%以內控制偏差。同時選用水平尺進行水平度測量，同樣在1%以內控制其偏差。

3.2 活瓣固定

活瓣裝置設置于沉管底部位置，其作用為活瓣在沉管中封閉，土體無法向外壁腔（10cm厚）內進入。待沉管深度與設計要求相符后，即可進行混凝土灌注施工，在混凝土自重作用下，活瓣將被開啟，便于拔出沉管。沉管施工前，要求在內沉管內通過鐵絲將活瓣捆綁到管上，以活瓣無外張作為捆綁松緊程度的標準，避免混凝土灌注時無法開啟活瓣。

3.3 振動沉管

因地質情況各異，沉管下沉到相應深度后，即可將振動錘開啟，隨后再向設計要求樁深下沉。沉管過程中，應保證其勻速下沉，不得出現急停急加速現象，一般每分鐘將沉管速度控制在2.5m以下，且嚴格按照試樁參數確定沉管電流、電壓值。必須一次到達沉管施工規定深度，不得出現拔出再下沉現象，如遇特殊情況必須將管拔出，必須先將沉管端部位置的雜物清理干凈，再次進行活瓣固定后再重新進行沉管施工。當底部具有大量地下水，需沉管到相應深度，如達到樁長一半時需進行一定量干拌混凝土添加，隨后再向施工規定深度下沉。

3.4 灌注混凝土

沉管深度達到施工規定后，需立即進行混凝土灌注施工，盡可能減短停滯時間。灌注混凝土時，需利用提升料斗的方式向成孔器壁墻內送入混凝土，第一次灌注可控制在10%樁長位置，此時可進行首次上拔沉管施工。完成首次拔管后，即可進行混凝土2次灌注施工，此時灌注深度應達到20%樁長位置，隨后進行2次拔管，按照以上施工順序依次進行灌注—拔管反復施工，最終完成成樁作業。施工時，應指派工作人員對管壁進行敲擊，以此確定混凝土添加量是否充足，要求在1以上控制灌注量充盈系數。

3.5 振動拔管

于樁身質量而言，拔管是其最為主要的施工步驟，是導致各類病害產生的根源，如擴頸、縮頸、斷樁等。因此，施工前必須對試樁數據加以充分利用，保證各項施工參數符合設計要求。

上拔沉管施工中，要求先將振動錘開啟，待10s后，即可拔管施工，要求振動與拔管同時進行，只有這樣才能確保混凝土密實度良好，同時需在每分鐘1m左右控制拔管速度。上拔1m距離時，需暫停拔管施工，并進行5到10s振動，以此循環進行施工，最終完全拔出整個沉管。

3.6 移機

完成以上施工工序后，即可向下個樁位移機，要求先處理好剛施工后的管樁，且將剩余混凝土等材料運出施工現場。

4 軟土路基施工中現澆混凝土管樁施工質量控制

（1）施工前應對施工段的標高進行準確測量，保證測點數量充足。施工時還需對地面凹凸現象進行實時測量，避免打樁樁頂標高產生較大改變。如標高發生極大改變，則需及時停止作業，找出原因后，應采取行之有效的措施進行處理。樁體完成施工后為避免因側向擠壓影響出現損壞，可選取一行一行隔排跳打的方法進行施工。

（2）施工結束一周內，在施工路段必須封閉交通，防止施工后的樁體出現損壞。施工中，應指派專人做好各項施工記錄工作，及時發現問題并處理。

（3）按照設計樁長，在沉管上進行樁長標注，以此更好地控制樁長。混凝土灌注時，應多灌一些，并保證樁頂浮漿鑿除后樁頂混凝土強度依舊能夠與施工規定相符。沉管施工中要求對沉管垂直度等技術指標進行詳細檢查。

（4）在施工過程中，如遇池塘等路段，要將淤泥及時挖出，并采用具有較好透水性的建筑施工材料進行填筑。在處理軟土路基過程中，施工人員需要隨時觀測沉降度，使填料的層厚得到有效控制，另外需要分層進行填筑施工。

5 結語

綜上所述，現澆混凝土管樁施工作為公路軟基工程施工中至關重要的施工環節，直接影響著整個路基工程的施工質量。在我國公路施工中，軟基現澆混凝土管樁施工技術得到了廣泛應用，給我國公路工程施工提供了技術支撐。在實際施工中，施工人員需要根據設計要求，對各個環節的施工要點認真掌握，嚴格控制施工質量，使施工工期大幅縮短，施工成本有效減少，進而提高整體工程質量，促進了我國公路事業的可持續發展。

參考文獻

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