預應力管樁技術在公路軟基處理中的應用

陳清華

摘 要：在公路軟基處理中已經開始廣泛應用預應力管樁技術，該項技術的優勢表現在單樁承載力比較高，具有較強的穿透力，樁身耐錘擊性良好，經濟性比較高。該次研究主要分析了預應力管樁技術在公路軟基處理中的應用，希望能夠對相關人員起到參考作用。

關鍵詞：預應力管樁技術；公路；軟基處理

中圖分類號：U41 文獻標志碼：A

1 工程案例分析

該次所建設的工程路段為長期受雨水浸泡的沿河低洼路段，所在區域地形平坦，水網密布，位于山前海積平原區，上部為厚層的海積相流塑狀淤泥、淤泥質土，具高壓縮性，力學性質差，夾沖洪積相稍密狀含黏性土角礫及碎石；下部為海積相軟塑狀粉質黏土或洪積相中密狀含黏性土碎石及角礫。為了保證高填方路基的安全穩定，該次工程擬采用預應力管樁施工技術。

與其他同類軟土地基處理橫向比較，預應力管樁施工技術有很多優勢。一是預制且采用離心技術，樁身強度高，至少達C60及以上；二是經濟，管樁空心混凝土含量小，加上預應力鋼筋含量低，成本降低；三是穿透力強，表面細塘渣及礫石土層，靜力壓樁或錘擊沉樁直接穿透；四是成樁質量高，攪拌樁遇泥炭層水泥無法凝結，干取土作業遇含砂量較高的土層無法繼續施工，而管樁施工是肉眼看得見的隱蔽工程，樁身質量有保障，只要再改進焊接技術工藝，釆用CO2氣保焊，焊水滲透力強，焊縫質量有保障，冷卻時間縮短，無焊渣；焊完冷卻后焊縫刷防腐材料，再靜壓或錘擊沉樁至設計樁頂標高，土層對管樁的影響較小，這一切其他樁基出現的難題都可迎刃而解。

2 施工原理分析

2.1 錘擊原理

使用液壓驅動方式，使錘體中的活塞向上運動到預設高度，之后進行自由落體，下落所產生的沖擊力會作用于管樁樁頂，使管樁沉入土中，待管樁沉入一定深度有土體與樁身之間的摩擦力和樁尖的端阻力作用力，這樣就能夠實現設計承載力的施工方法。

2.2 靜壓原理

借助靜壓樁機自重，利用抱壓管樁樁身使管樁沉入預設深度，之后利用管樁樁身與土體之間的摩擦力和樁尖的端阻力作用力，這樣就能夠達到設計承載力的施工方法。該次工程結合施工條件和所處地理環境，決定采用靜壓原理。

3 施工準備工作

第一，在施工前做好壓樁機械設備的保養、試機工作，確保在施工期間正常工作；第二，采購構件，在每個工廠每批次的預應力管樁進場之前，進行隨機抽樣檢驗，并附檢驗單，報監理工程師批準方可進場；第三，擴寬和加固臨時便道，并做好平整驗收處理；第四，將施工傳輸通道的雜物清除干凈，避免存在妨礙高空作業的障礙物。第五，仔細檢查地下管線，并且制定加固措施。第六，布設和測量控制網，并且設置在影響打樁范圍之外。

4 靜壓樁施工方法分析

第一，在施工之前需要設定測量水準點和基線，基線應當設置在合理位置，確保不會對施工造成影響。

第二，樁混凝土必須達到設計強度之后才能夠運輸進場，在起吊時必須確保綁扎牢固性，保證起吊點滿足力學原理要求。在與樁頂部距離0.21 L（L為單節樁長）處設置吊點吊索，并且將襯墊增設在樁與樁之間，在起吊時必須確保起升平衡性，防止出現震動和碰撞問題。在堆放樁時必須按照長度分類別進行堆放，對樁堆放場地進行平整處理，必須選擇堅實平整的場地或墊木支承，堆高不應超過5層。修建供工程施工所用的臨時便道，做好施工時的排水措施。

第三，對于樁的吊點定位來說，則可以應用樁架附設的起重鉤吊樁就位。

第四，使用靜壓法施工技術，需要將預應力管樁鑲嵌在樁帽與樁架挺桿之間。在對樁位置和垂直度進行校正之后才能夠進行沉樁施工，在確定樁就位之后需要對樁身質量進行檢查。在運輸樁期間需要使用將樁頭放置于鋼制送樁器上將樁送入。在施工過程中應當保證工程樁與送樁器對齊，并且將軸線重合作為準則。再將工程樁壓入設計深度時可以拔起送樁器，并且使用樁架上的導向滑輪繩子上的吊鉤將起拔送樁器掛好，之后將卷揚機啟動緩慢進行拔起。

第五，若第一節樁施壓與地面之間的距離為1 m時再將第二節樁吊起，在與底節樁對好并且確保垂直度準確情況下開始進行焊接處理。在滿足焊接要求之后再壓樁，直至完成整個施工過程。在焊接之前需要對上下樁接觸面進行檢查，之后再對上下節樁和垂直度進行復核，在確定無誤之后全面進行焊接。焊縫需要分為2次進行滿焊，確保焊縫飽滿。在焊接結束之后需要將焊渣清理干凈。

5 靜壓樁質量控制要點分析

第一，測量人員、施工人員、質量檢驗人員、電焊工等人員必須持有相關證件才能上崗。

第二，建立和完善質量管理網絡，做好技術交底和圖紙會審，建立質量評定機制，例會制度以及獎罰制度等，針對工程問題執行相應處理制度。

第三，全面落實和執行施工方案，工程所制定的施工方案必須能夠聯系該次工程建設的實際情況，保證施工流程和具體措施清晰無誤。

第四，監理單位必須考察施工單位的建設資質，并且全面落實責任制度，細化每一個施工參與人員的責任。

第五，詳細檢驗進場原材料設備，重點檢查施工過程，在每個工廠每批次的預應力管樁進場之前，進行隨機抽樣檢驗。

第六，預應力管樁施工結束后，若有高出地面的樁頭，應小心保護，嚴防施工機械碰撞。機械挖土時，應控制鏟斗入土深度，嚴防挖土機鏟斗碰樁，導致樁頭破損。壓樁完畢，必須進行驗收。

6 預應力管樁技術在公路軟基處理中的應用問題和處理措施

第一，樁身傾斜問題。由于樁身垂直偏差比較大。導致該種現象的原因主要是由于施工場地不平整，坡度比較大。樁機傾斜導致沉樁時出現傾斜問題。在穩樁期間沒有確保樁垂直，樁帽、送樁器與樁不處于同一水平面。為了處理該項問題，在施工之前必須確保場地平整度，在壓樁過程中，樁身必須保持垂直。施工時應在距樁機約20 m處，呈90°方向設置經緯儀各1臺，檢查樁身垂直度并記錄，確保打樁機底盤水平度。

第二，樁身斷裂。在沉樁期間樁身傾斜錯位，導致樁尖在土質環境中無變化，但是貫入度增加，這樣就導致樁身產生回彈問題，導致樁身斷裂。導致該項問題的原因主要是由于在實際施工期間，樁身存在彎曲問題，在集中荷載作用力下導致樁身不能承受抗彎度。樁身壓應力大于混凝土抗壓強度時，會導致混凝土出現破碎問題。在制作樁時所使用的材料不滿足要求，降低了樁身的強度，導致施工期間出現斷裂情況。在處理以上問題時需要從以下幾點入手：在施工之前，需要將地下障礙物清除干凈。在沉樁期間如果發現不垂直問題，則應當立即進行校正。在壓入樁到一定深度時若發生傾斜問題，則不能使用移動架對其傾斜問題進行處理。在接樁時應當確保兩節樁位于同一軸線上。

第三，樁頂位移。在沉樁期間，鄰近樁會出現橫向位移情況，導致該種現象的原因主要是樁數量比較多，土層密實飽和，樁之間的間距比較小。在沉樁期間土被擠壓到極限密實度時會向上隆起，這樣就會涌起鄰近樁。在軟土地段進行施工時，沉樁所導致的空隙壓力會將鄰近樁推向一側，導致樁位放線不準確。壓樁按“從內側向外側，每根樁先長樁后短樁”的順序施工，在壓后一排樁之前要檢查前一排樁的偏位情況。

7 結語

綜上所述，在使用預應力管樁處理軟土地基施工問題時，由于牽扯到地質水文因素，設計施工因素以及地理環境因素等，因此需要全面考慮周邊環境問題，地質問題，對比不同技術方案的經濟性和合理性，這樣才能夠確保設計方案的適宜性，獲得良好的施工效果。

參考文獻

[1]唐儀，周國友.高速公路路基施工中軟基的處理技術探究[J].智能城市，2018，4（14）：55-56.

[2]周順文.預應力管樁復合地基處理公路深層軟基案例分析[J].公路交通技術，2018，34（3）：4-8.