軟土路基中現澆混凝土管樁施工技術的應用

吳鵬

摘 要：近年來，隨著社會的不斷發展，公路工程建設規模日益擴大，人們對公路的安全性和穩定性越來越重視。軟土路基作為公路建設中的重要內容，直接影響著公路的整體質量，施工人員需要不斷提高施工技術，合理優化施工工序，對公路中出現的塌陷和沉降問題進行深入分析，通過高效經濟的現場澆筑混凝土管樁技術來提高公路強度，保證公路整體質量。本文以某軟土路基加固工程為例，簡要減少了施工準備工作，重點分析了現澆混凝土管樁施工工藝，以期能為有關方面的需要提供借鑒和參考。

關鍵詞：軟土路基；現澆混凝土管樁；施工工藝

中圖分類號：TU753.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0129-02

我國雖然具有遼闊的地域，但地質條件卻比較復雜，尤其是許多復雜的軟土地基存在于沿海地區及內地湖河沉積地區，施工單位只有進行相應的軟基處理以后才能夠進行高質量的公路及建筑物的修建，從而使地基的穩定性不斷增加，使地基的沉降情況有效減少，軟基處理方法的恰當與否直接影響著工程工期、質量以及經濟效益。現場澆筑混凝土管樁施工技術因其特有的優勢被廣泛應用于軟土路基施工中，其具有較高的承載力、較低的成本投入以及較短的施工周期等特點，不但能夠增加地基的強度，提高地基的穩定性，而且能夠延長公路的使用壽命，有效彌補了預制管樁和實心樁存在的缺陷。

1 現澆混凝土管樁技術概述

近年來，為滿足公路建設發展的需求，現澆混凝土管樁技術應運而生，其與現澆混凝土管樁比較相似，施工工藝包括以下步驟，一是震動，二是沉管，三是撥管，四是澆筑混凝土。現如今，國內分為預制鋼筋混凝土樁尖和活瓣樁靴兩種施工方式。它們具有相同的原理，均是在預制樁頭（或活瓣樁靴）保護下將內外雙層套管所形成的環形腔體通過沉腔上部錘尖的振動打入預定的設計深度，混凝土澆筑在腔內以后，邊振動邊拔管，土體與外部的土體之間在環形中形成混凝土管樁。一般情況下，作為復合地基對澆筑混凝土管樁進行使用，使常規復合地基的單樁承載力通過剛性樁施工工藝得到提高，防止基礎土層因為淤泥震陷出現脫空。

現澆混凝土管樁技術具有眾多優勢，不斷吸收了預應力混凝土管樁和振動沉管樁的優點，而且與振動沉模薄壁防滲墻技術優點進行有效結合。現澆混凝土管樁具有較高的強度，直徑能夠達到150cm左右，管樁長度超過20m，具有簡單的施工工藝和較強的可操作性，能夠有效控制樁身質量，具有較低的單樁造價。目前在高級公路軟基加固中，現澆混凝土管樁復合地基技術的應用不但使施工成本得到節約，而且施工周期大幅縮短，同時進一步提高了工程質量，受到眾多施工單位的青睞。

2 施工準備工作

（1）對施工區域的水文地理情況進行詳細勘察，對施工路段的地上、地下的建筑物和管線進行認真調查，及時保護或遷移部分障礙物，確保施工場地平整無雜物且路基夯實，要及時換填松軟的土質。

（2）對樁位進行認真檢查，確保樁位正確，如果存在偏差，需要由技術人員聯合施工人員對樁位進行重新定位，如果樁位與設計尺寸相符，需要將木樁的鐵釘位置作為標準，將樁中心的騎馬樁進行放樣，一般情況下，護筒內徑要大于鉆頭直徑20cm，通過3cm左右的厚鋼板焊成護筒，將吊耳焊在護筒頂端。要將護筒頂部位置偏差控制在4—6cm的范圍內，護筒傾斜度必須小于1%。

（3）泥漿調制。在鉆孔中灌入泥漿時，在一般地層，其比重的最佳狀態為1.1-1.3，在松散易塌的地層，其比重的最佳狀態為1.4-1.6。水域粘土拌和形成粘土，塑性指數的選擇一般超過17。如果當地沒有適合的粘土，可以選用質量一般的粘土，并將部分塑性指數大于25的粘土摻入其中。如果在砂粘土使用時，其塑性指數盡可能大于15，其中泥漿內不得有6%以上的超過0.1mm的顆粒。施工人員需要提前準備好粘土的備料數量，對于砂、卵石層河床，其粘土備料數量為鉆孔體積的100%～120%；對于砂質河床時，其數量約為鉆孔體積的80%～100%。

3 現澆混凝土管樁施工工藝

本文以某公路工程為例，該公路地基的深粉質粘土層大概為7m-19m左右，設計路堤的最大填土高度為6m，通過比較粉噴樁、真空預壓、堆載預壓等方案，最后將地基加固方案確定為澆筑混凝土管樁施工技術，該方案設計6m—10.5m不等的樁長，設計直徑大概為1m，壁厚控制在12cm左右，C20為混凝土等級，塌落度控制在大于5cm且小于8cm的范圍內，樁體保持3m的橫向間距，保持3.5m的縱向間距，整體工程布置為正方形，設計長管樁為7.8m，控制豎向最大承載力為600KN左右。

（1）試樁。在開始管樁澆筑以前，需要選擇合適位置進行二根試樁，對地質資料進行復核，對混凝土配合比進行適當調整，對施工工藝參數進行確定，對設備運行狀態進行檢查，同時根據施工方案全面檢測試樁的單樁承載力以及小應變試驗，按照試驗所得數據對施工參數進行復核和修正，當工藝試驗樁的參數與設計要求和質量相符合后，才允許進行正式施工。

（2）靜載荷試驗。在完成試樁28d土體完成固結以后，需要再次進行小應變試驗和單樁靜載試驗，對樁身的單樁承載力進行檢測，對樁身的完整性進行復核，另外能夠對地質情況能夠滿足設計要求進行準確判斷。

（3）制作及埋設樁尖。在進行樁體制作時，需要保證有平整、密實的樁尖，不允許掉角深度超過2cm，另外局部掉角和蜂窩缺損總面積必須小于樁尖表面全部面積的1%。內外面圓度偏差要小于1%的樁尖直徑，樁尖上端內外支承面低于10mm的平整度。施工人員要將編號和制作日期在預制樁尖位置全部標明。在進行沉樁以前，需要先清除1.5m×1.5m范圍內的填碴，再進行樁尖埋設，以便成樁后進行墊層及蓋板的澆筑施工。隨后，要移動樁機使其就位，對樁機的垂直度和水平度進行適當調整，保證其小于1%的垂直度偏差，同時確保水平度小于1%的誤差。

（4）振動沉管。施工人員在將沉管壓到一定深度以后，需要根據地表層的不同條件將開啟振動錘，直到滿足設計深度。如果要控制貫入度的大小，則需要在以最后2min的下沉速度或電流控制最終的沉管深度。施工人員要連續進行沉管施工，確保施工所需深度能夠一次實現，如果在施工途中需要將沉管拔出地面，則需要將管中的淤土進行清除，經活瓣固定以后在進行沉管作業。如果地面有豐富的水資源，且水量較大時，當沉管沉到一定深度后，需要將適量的干拌混凝土在樁長的1/2處加入，隨后繼續下沉作業，直至符合設計要求。

（5）澆注混凝土。當管樁下沉的深度與施工要求相符后，可以將混凝土灌注。另外，逐漸向上拔出內護壁管和外護壁套管。與此同時，管樁與內外管分離，在軟地基中同混凝土管體連成一體埋入。隨后，充盈系數的計算按照混凝土的實際方量和理論方量進行，最終對地下土層的地質情況進行確定。在對通過振動、拔管和澆注混凝土過程中，要對混凝土的質量進行有效控制，根據相關要求控制控制沉管樁質量，澆筑面要比設計樁頂高出50cm左右。混凝土要控制在90s以上的拌和時間，坍落度控制在大于6cm且小于10cm的范圍內。

（6）現場檢測。施工人員要根據現場施工情況完成相應的加固監測，避免樁周地表土出現位移情況。施工人員需要及時測試沉樁過程中的土壓力變化，將孔位在適當的位置鉆好，按照打孔位置的不同進行不同深度的垂直埋設。在樁機施工完成以后，施工人員需要對側壁的土壓力盒埋設情況進行全面分析，確保隨沉樁深度的不斷變化。

4 結語

通過以上內容能夠看出，在公路施工中，軟土路基加固技術對于公路的穩定性和舒適性有著極其重要的作用，能夠進一步提高公路工程的整體質量。隨著公路工程的快速發展，人們對公路的安全行駛越來越重視，同時對施工材料也提出了更好的要求。在這種情況下，施工單位要根據實際對加固施工技術進行合理選擇，使軟土地基的強度不斷加強，使其使用年限得到進一步延長。現澆混凝土管樁施工技術的出現給軟土路基加固提供了保障，該管樁具有較薄的結構，而且具有便捷的施工方式、較低的成本，同時現澆混凝土管樁不會產生任何污染，是在改進預制管樁技術的基礎上延伸而來，在軟土路基處理中發揮著重要作用，有效避免了各種質量問題和安全隱患的出現。

參考文獻

[1]姜振春.軟黏土中超長預應力高強度混凝土管樁豎向承載特性試驗研究[J].巖土力學，2012（09）.

[2]劉春原，李光宏，李兵.預應力管樁振動臺試驗的數值分析[J].巖土力學，2012（S1）.