高速公路橋梁工程中PHC管樁應用

閆 偉

(山西交通建設監理咨詢集團有限公司，山西 太原 030012)

0 引 言

PHC即預應力高強混凝土管樁技術，該技術在我國的應用歷史非常悠久，當前已經建設極為完善的技術體系，廣泛的應用到城市建設、高速公路橋梁項目的建設施工。PHC管樁施工前，各個構件需要生產廠家內通過先張法預應力與離心成型制造，再進行蒸壓養護處理，形成完整的管樁結構部件。經過檢查合格后，將預制管樁構件運輸到作業現場，利用靜壓或者錘擊的方法打入到土體結構內，形成管樁的形式。PHC管樁的主要優勢是承載性能強、質量穩定，抗震水平高，可以應用到多種地質條件中，達到高速公路橋梁項目的運行標準。

1 工程概況

某高速公路項目包含一條互通立交橋，設計方案中規定基礎形式為鉆孔灌注樁，但是經過技術人員綜合分析，發現該方式有一定缺陷，所以將方案調整為PHC管樁。根據施工要求，現場總體需要532根管樁，長12～15 m，混凝土強度80 MPa，樁尖設計為開口形狀，由專業廠家生產加工。對根據該設計方案，樁頂高程偏差不超過±10 mm，通過錘擊方式處理，最后10擊貫入5～10 cm。

2 PHC管樁施工工藝

2.1 預制PHC管樁檢驗

將PHC管樁運輸到現場后，執行設計方案的要求，加強規格、型號、外觀、尺寸的檢查，并進行管樁抗裂、承載性能、保護層厚度的檢查，達到管樁各項性能指標后，才能運輸到現場展開施工。

2.2 試樁

根據工程的施工標準要求，選擇現場有代表性的4個點進行檢測，分別試驗沉入15 m PHC管樁管樁。經過檢測后發現，該樁體結構的整體完整性比較好，樁基豎向靜荷載完全可以滿足設計標準的要求。經過對現場試驗結論分析發現，該項目的樁基豎向承載性能的安全性較高，沉樁施工難度較高，所以經過分析后確定樁身長度尺寸為12 m。現場地質條件較為特殊，下砂層與粘土層都可以作為持力層使用，且因為PHC管樁的細砂層內沉入難度較高，樁基采取開口形式，減小沉樁結構阻力，防止發生開裂的問題，提高結構的性能和水平。

2.3 樁位放樣

在樁體施工之前，進行樁位的放樣，應用長度25 cm、直徑10 mm的鋼筋或者竹簽進行樁心的標記，以樁心為圓心進行圓周線的標記，并且撒上石灰進行標記，可以確定對中的位置。放樣工作全部完成后，按照設計方案進行現場的復核檢測，如果存在誤差嚴重的問題要立即糾正。正式沉樁實施前，樁位要經過監理工程師簽字確認，達到放樣精度的要求，不會影響后續工程結構的施工。

2.4 PHC管樁運輸、起吊及堆放

PHC管樁運輸到現場后，加強質量檢查，并按照工藝方案要求進行運輸、起吊、堆放處理，防止由于外力作用而造成樁身損壞的問題，特別是某些細微裂縫問題，不能及時發現該問題，如果任由其發展，會導致結構安全事故的發生。在本次工程來說，PHC管樁運輸、起吊、堆。

2.5 沉樁

樁身垂直度檢測應用2臺經緯儀進行，使得樁錘、樁帽、樁身處于同一軸線上。在沉樁環節，送樁其應和管樁在同一條軸線上，且按照要求直接沉入到標高部位上，保持連續施工，如果沉樁時存在間隔時間較長的情況，因為樁身周邊受到應力的作用，沉入難度比較大。

2.6 終止沉樁

現場施工環節，樁頂達到最終沉樁標準為合格，并通過檢查確定最后10擊貫入度為標準。如果項目現場使用靜壓沉樁的方式，終止沉樁標準比較容易控制，如果應用錘擊沉樁的方法，必須對現場的施工地質條件、樁型、錘型、樁身等多方面控制，提高工程質量。

2.7 澆筑混凝土

樁芯混凝土澆筑施工對整個樁體結構質量有著直接影響，所以在澆筑現場要加強施工質量管理和控制，落實檢查和管理措施，如果混凝土強度性能不達標，要立即進行補強處理，特別是水平荷載較高的項目。現場施工階段，樁身長度12 m，在現場澆筑環節先澆筑3 m厚度，再沉入4 m長度的鋼筋籠，并保持連續澆筑施工。

3 PHC管樁施工質量控制措施

3.1 確保PHC管樁的質量

在本次項目現場施工中，通過錘擊沉樁施工方式，因為錘擊環節會發生反射、沖擊的影響，所以在施工中PHC管樁需要承載較大的拉應力波與壓應力波，樁身、樁頭、接頭部位容易發生裂紋的問題，對整個樁基性能造成不利影響。因此，在PHC管樁生產時，必須加強質量監督和控制，每項性能指標符合要求，從而達到PHC管樁的施工質量標準。同時，還要落實運輸、吊裝、堆放等環節控制，以免因為外力作用而造成管樁損傷。

3.2 合理確定終止沉樁的標準

從理論角度分析，終止沉樁標準是設計標高、貫入度方面，但是沉樁現場施工中，也難以確定，項目施工容易出現樁頭爆裂、無法沉入達到標高的情況，要進行截樁處理。經過建設、監理、設計、施工等單位共同討論，分析現場實際情況，最終將樁體長度調整為12 m，最后10擊貫入度從3～5 cm增加到5～10 cm，以達到沉樁的標準要求。因此，在現場施工環節，設計人員確定終止沉樁標準后，還要落實現場監測與管理，隨時調整樁體的施工，達到工程的質量標準。

3.3 合理控制管樁伸入承臺的長度

根據設計標準要求，在該項目中管樁深入到承臺的尺寸達30 cm，PHC管樁中鋼筋籠伸入承臺1 m左右，但是經過現場施工情況分析，通過增加管樁伸入深度可以提高結構性能，所以將其調整為50 cm，最終確定伸入深度為PHC管樁直徑的0.8倍。因為高速公路項目橋梁基礎的水平荷載要求較高，通過增加管樁伸入承臺長度有效的提升結構的水平荷載，延長樁體使用壽命，確保橋梁的安全性。為了保證伸入承臺長度合格，還要進行樁體配筋的體了解，焊接形成穩定結構，確保連接性能合格。

3.4 控制混凝土澆筑質量

樁芯混凝土澆筑施工作業現場，外部環境因素的影響比較大，容易導致質量問題或者強度性能不合格的情況。因此，在現場施工單位要選擇補強處理措施，選用C40以上混凝土，并執行工藝方案和標準，減少人員因素造成的誤差，澆筑施工完成后，立即組織人員進行強度檢查，達到混凝土工程的質量標準要求。

3.5 PHC管樁焊接質量控制

進行PHC管樁的焊接之前，對于管樁間的接合性需要多方面的保障，其標準便在于樁芯的對應上，一般要求不能偏差在2 mm以上。另一方面，焊接前對于管樁樁頭的清理也需要保證，不能在表面出現污染物或雜物等，使表面平整光滑，這也是對于焊接質量保障的重要條件。在正式進行焊接操作時，保證焊接點位在4～6個，并有焊工進行對稱的焊接，焊接層數上需要大于2層。在焊層內里焊接完成，對于其表面產生的焊渣進行處理，由此遞推進行其他層的焊接作業。在通常情況下，需要在焊接完成之后，對其冷卻8～10 min，才能進行壓樁施工，能夠使得管樁焊接質量能夠完成承載要求，同時不會發生管樁的變形情況。

4 結 語

在我國工程技術高速發展之下，PHC管樁作為先進技術應用到工程實踐中，形成完善的工程管理體系，且PHC管樁施工技術比較優越，速度快、效率高，延長使用壽命，所以被大量的應用到實踐，形成良好施工效果。總之，在高速公路橋梁項目中應用PHC管樁施工技術，有效的提升基礎結構的承載性能，符合工程的施工要求，同時還能提升橋梁運行的安全性，消除安全與質量隱患，達到交通通行標準要求，為現代社會交通事業高質量發展奠定基礎。