試論現澆混凝土管樁技術在公路軟基施工中的應用

楊金磊

摘 要：現澆混凝土管樁技術吸收了預應力管樁、振動沉管樁等技術的優點，施工工藝簡單，可操作性強，是一種適合于軟土地區的新型高效優質樁型，具有較大的推廣應用價值。作為一種全新的樁型，本文介紹了現澆混凝土管樁的工作原理，并結合具體工程案例，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；施工準備

1 工程概況

某公路工程地基土層為8m～18m深粉質粘土，設計路堤填土最大高度為6.0m。通過堆載預壓、真空預壓、粉噴樁等方案比較，最終確定了澆筑混凝土管樁復合地基加固技術方案。設計樁長從6m～11.8m不等，設計直徑1000mm，壁厚120mm，混凝土等級C20，坍落度5cm～8cm，樁間距橫向3.0m，縱向間距排與排之間3.5m，采用正方形布置，設計7.8m長管樁豎向極限承載力600kN。

2 現澆混凝土管樁工作原理

現澆混凝土管樁是近年新發展的一種新型樁技術，類似沉管灌柱樁，涉及震動、沉管、撥管、澆筑混凝土等工藝。目前國內做法有兩種，一是樁頭采用預制鋼筋混凝土樁尖，二是采用活瓣樁靴。其工作原理基本一致，即依靠沉腔上部錘尖的振動將內外雙層套管所形成的環形腔體在預制樁頭（或活瓣樁靴）保護下打入預定的設計深度，在腔內現澆混凝土，之后振動撥管，在環形城中土體與外部的土體之間形成混凝土管樁。澆筑混凝土管樁作為復合地基使用，利用剛性樁（類似沉管灌柱樁）的施工工藝提高常規復合地基（如水泥土樁）的單樁承載力作為復合地基，充分利用土體的承載樁、土共同作用共同變形，避免基礎由于淤泥震陷造成基礎土層脫空。本工程采用預制混凝土樁尖的振動機。

3 公路軟基施工中現澆混凝土管樁施工準備

1、施工前調查清楚施工區域內地上、地下管線和周圍建筑物情況，采取保護或遷移措施，施工場地應整平夯實，土質松軟時，應予換填。

2、認清樁位并檢查樁位是否正確，若有偏差報請有關技術人員重新定位，如符合交底尺寸，既以木樁的鐵釘為準，放出本樁中心樁，護筒內徑通常比使用鉆頭直徑大（旋轉鉆大20CM），常用護筒用2～4CM厚鋼板焊成，頂端焊有吊耳。護筒頂部位置偏差不得大于5CM，護筒斜度不得大于1%。

3、調制泥漿。灌入鉆孔中的泥漿，其比重在一般地層以1.1～1.3為宜，松散易塌的地層以1.4～1.6為宜。泥漿由粘土與水拌合而成，一般選擇塑性指數大于17.當缺少適宜的粘土時，可用較差的粘土，并摻入部分塑性指數大于25的粘土。若采用砂粘土時，其塑性指數不宜小于15，其中大于0.1MM的顆粒不宜超過6%.新制泥漿含量不宜大于4%，循環泥漿不得超過8%.粘土的備料數量：砂質河床時，粘土備料數量約為鉆孔體積的70%～80%，砂、卵石層河床時其數量約為鉆孔體積的100%～120%。

4 公路軟基施工中現澆混凝土管樁施工工藝

1、清理場地

現澆混凝土管樁施工前期，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。

2、測量放樣

按照施工規范規定，根據設計尺寸將現澆混凝土管樁位置準確放出，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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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?；炷撩軐嵍攘己?，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。

8、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。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。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 結束語

綜上所述，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。

參考文獻

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