預(yù)應(yīng)力管樁在某機(jī)場軟土地基處理中的應(yīng)用

王玉成

摘要 預(yù)應(yīng)力管樁由于具有強(qiáng)度高、施工質(zhì)量好、施工周期短、對環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)，在工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。基于此，文章闡述了在軟土地基中采用預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)處理的施工方法，總結(jié)了在軟土地基采用預(yù)應(yīng)力管樁加固處理的施工工藝，以及在施工中的經(jīng)驗(yàn)，以供類似工程借鑒參考。

關(guān)鍵詞 預(yù)應(yīng)力管樁;加固;軟基處理;承載力

中圖分類號(hào) TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）03-0112-03

0 引言

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，民航領(lǐng)域采用的各項(xiàng)新材料、新工藝在不斷地飛躍發(fā)展中，在短短的幾年內(nèi)，預(yù)應(yīng)力管樁在機(jī)場地基處理工程中得到了廣泛地應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力管樁與沉管灌注樁相比具有自身的優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、施工質(zhì)量好、施工速度快、工效高、工期短及對環(huán)境污染少等。預(yù)應(yīng)力管樁作為樁基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量尤為重要，該文淺談?lì)A(yù)應(yīng)力管樁在某機(jī)場軟土地基處理中的應(yīng)用。

1 設(shè)計(jì)要求

軟弱土厚度>5 m時(shí)采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁處理，樁型為PHC—AB400（95），其單樁豎向承載力特征值≥900 kN，相關(guān)指標(biāo)要求參照《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》10G409中的標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)：《先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》（DB51/5070—2010）和《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 406—2017）。

2 主要優(yōu)點(diǎn)

2.1 單樁承載力高

預(yù)應(yīng)力管樁樁身采用高強(qiáng)度混凝土（即預(yù)應(yīng)力管樁樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到80 MPa），此類樁可打入密實(shí)的砂層或強(qiáng)風(fēng)化層，樁尖與附近密實(shí)的砂層或強(qiáng)風(fēng)化層間可產(chǎn)生摩擦阻力，改變土質(zhì)原始狀態(tài)，樁端承載力相對原土質(zhì)提高80%～100%，所以管樁承載力設(shè)計(jì)值要比同直徑的沉管灌注樁或鉆孔灌注樁高[1]。

2.2 施工速度快，工效高，工期短

預(yù)應(yīng)力管樁施工采用錘擊法。一根30 m的樁可分為3節(jié)，從樁機(jī)就位、矯正、樁的初始錘入、接樁、再到樁的全部錘入的時(shí)間在40～60 min左右。

2.3 環(huán)境污染少

預(yù)應(yīng)力管樁采用機(jī)械化施工，現(xiàn)場整潔，施工過程中無泥漿滿地流淌、渣土堆棄等現(xiàn)象，可24 h連續(xù)施工。

3 加固原理

加固原理為上部荷載通過樁體將力傳達(dá)給受力狀態(tài)較好的持力層，以抵抗外部作用。

4 施工工藝流程

準(zhǔn)備→設(shè)計(jì)樁點(diǎn)→施工放樣→樁機(jī)準(zhǔn)備、就位→穩(wěn)樁→第1節(jié)樁施打→起吊第N節(jié)樁→接樁→第N節(jié)樁施打→截樁→檢測→驗(yàn)收。

5 施工方法

5.1 場地平整

施工時(shí)，根據(jù)地形圖和平整高程及“寧填勿挖”的原則采取人工配合挖掘機(jī)的方法對場區(qū)內(nèi)的雜物（樹木、雜草等）進(jìn)行清除和場地整平，同時(shí)需做好排水系統(tǒng)，保證排水通道的暢通。

5.2 測量放樣及布樁

根據(jù)設(shè)計(jì)圖測放出預(yù)制管樁處理區(qū)域邊線，并用白石灰做標(biāo)記。然后根據(jù)設(shè)計(jì)出的樁點(diǎn)位，采用GPS測量儀對樁點(diǎn)進(jìn)行測放，并在樁點(diǎn)上標(biāo)明樁點(diǎn)編號(hào)。

5.3 預(yù)應(yīng)力管樁施工順序

見圖1。

5.4 吊樁、打樁

管樁起吊前應(yīng)拴好吊裝用的鋼絲繩及索具，吊裝時(shí)采用一點(diǎn)法，啟動(dòng)吊車吊樁，使樁尖垂直對準(zhǔn)樁位中心，緩緩放下插入土中，位置要準(zhǔn)確，再在樁頂扣好樁箍。

樁尖插入樁位后，先用樁錘自重將樁插入地下50 cm，使樁垂直穩(wěn)定，然后校正垂直度，即可除去索具。在樁架的90o方向各放一個(gè)吊線架，隨時(shí)調(diào)整和觀察打樁情況。

樁進(jìn)入土層的距離略高一些，對樁不會(huì)有影響，當(dāng)樁進(jìn)入一定的深度后，落距應(yīng)降至設(shè)計(jì)要求的高度。并觀察沉入情況，待樁帽嚴(yán)重反彈后可進(jìn)行貫入度的測量，當(dāng)滿足要求后可收錘，準(zhǔn)備下一根樁的施打作業(yè)。

施工過程中在樁頂和樁帽內(nèi)加入適量的膠木反沖層避免樁頭損壞。

5.5 接樁

預(yù)應(yīng)力管樁的接樁方法采用焊接接樁法，即在端頭板坡口后采用焊接接頭[2]。

接樁焊接前，應(yīng)先檢查接頭表面潔凈情況，用鋼刷清除接頭表面的污物和鐵銹。

接樁前，應(yīng)確保入土樁段的樁頭露出地表0.5 m，以便于第二節(jié)樁接樁。接樁時(shí)應(yīng)先設(shè)置接樁導(dǎo)向箍，確保上下節(jié)樁的順直，兩樁樁心的錯(cuò)位偏差小于2 mm。

焊接時(shí)宜在樁四周對稱進(jìn)行，焊接層數(shù)不得少于2層，第一層焊完后須把焊渣清理干凈方可進(jìn)行第二次施焊，焊縫應(yīng)連續(xù)、飽滿。

焊接結(jié)束后，待焊縫自然冷卻后方能繼續(xù)沉樁，嚴(yán)禁焊好后立即沉樁或采用水急速冷卻。見圖2。

5.6 終止沉樁

在停錘之前，最后十擊貫入度及最后1 m沉樁錘擊數(shù)等各種沉樁參數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求時(shí)方可收錘停打。過早終止沉樁，則樁端無法進(jìn)入持力層，樁的豎向抗壓承載力無法滿足設(shè)計(jì)要求;過遲終止沉樁，樁頭或者樁身的完整性可能遭到損壞;因此須以貫入度控制為主、樁長控制為輔的原則為終止沉樁的控制標(biāo)準(zhǔn)[3]。

5.7 沉樁記錄

沉樁過程中應(yīng)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄（包括樁長、樁型、沉樁時(shí)間、錘擊數(shù)/m、樁的偏斜度、最后十擊的貫入度及最后1 m沉樁錘擊數(shù)等），還應(yīng)詳細(xì)觀察并記錄樁身的上浮情況。

6 試驗(yàn)檢測及分析

成樁后測試樁身低應(yīng)變，檢測頻率10%，且不少于20根，要求樁身質(zhì)量不低于Ⅱ類;單樁載荷試驗(yàn)檢測頻率為0.2%，且不少于3根，承載力特征值應(yīng)大于900 kN。

6.1 低應(yīng)變檢測

低應(yīng)變檢測結(jié)果見表1。

結(jié)論：滿足設(shè)計(jì)要求。

6.2 單樁豎向抗壓靜載

單樁豎向抗壓靜載結(jié)果見表2。

7 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基工作是通過預(yù)應(yīng)力管樁體的協(xié)調(diào)工作來完成的，預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝突出表現(xiàn)為強(qiáng)度高、施工質(zhì)量好、施工速度快、工效高、工期短及對環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)場軟土地基處理中具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]賈尚星，付強(qiáng)，李莉.預(yù)應(yīng)力管樁在地基處理中的應(yīng)用[J].建筑工程，2007（6）：26-27.

[2]高年華.預(yù)應(yīng)力管樁在公路軟基處理中的應(yīng)用[J].山西建筑，2006（5）：108-109.

[3]地基處理技術(shù)規(guī)范：DBJ08—40—94[S].上海：上海市建設(shè)委員會(huì)，1994.