高速公路施工中预应力管桩软基处理技术

高速公路施工中预应力管桩软基处理技术

吴凯

路港集团有限公司  浙江温州  325000

摘要：结合某高速公路工程实例，对预应力管桩软基处理技术进行分析，主要包括场地准备、桩位放样、试桩作业等准备工作以及吊桩、压桩、接桩、桩帽施工等施工工艺，并提出为保证施工质量，施工过程中应注意避免断桩、桩身倾斜、桩体位移等问题的发生，施工完成后做好质量检测，旨在确保软基处理效果。

关键词：高速公路；预应力管桩；软基处理

0引言

预应力管桩施工技术由于具有抗弯性强、施工简便的优势，在公路工程软基处理中得到了广泛的应用，有效地利用预应力管桩处理软基不仅可以延长公路的使用寿命，还能使工程整体质量得到进一步提高。本文结合实例，对高速公路施工中预应力管桩软基处理技术进行研究。

1工程概况

某高速公路工程路线全长26.7km，包含大小桥梁共5座，隧道一处，工程施工前经检测得知地基存在软基问题，其软基土质主要为黏土、亚黏土以及淤泥，深度在10～20m之间，软基含水率可达42%，孔隙比在1.0～1.2之间，压缩系数为0.6MPa，如不经处理直接施工，易造成路基失稳，因此，经研究决定采用预应力管桩施工技术开展软基处理。

2预应力管桩软基处理技术

2.1施工准备

(1)预应力管桩施工前，应先进行临时便道的修建，并做好排水预防施工，在与便道相近的空地位置进行碾压整平施工，并将其作为临时堆放管桩的场地。随后统一编排各个进场施工的压桩机械，并根据相关施工规定进行“设备进场许可证”的填写，要求进行机械设备型号、压桩力度、压桩速度及行程的标注。

(2)按照施工现场的实际地质情况、水文情况等，进行行之有效地施工技术方案地确定。在压桩施工前，可根据施工情况，进行施工组织设计、施工技术方案地修改与完善，随后进行开工报告地提交。

(3)通常选取5根为试桩数量，按照各个软土路基施工段的具体情况，进行桩位的确定。并按照试桩结果进行软基路段具体桩长的确定，通常选取双控标准进行试桩，也就是桩长、压力都必须与设计规定相符。当PTC桩与设计桩长相符时，如压桩力在800MPa以下，则需不断加力下压，确保压桩力在1000MPa以上时则可停止施工。当PHC桩与设计桩长一致时，如压桩力在1000MPa以下，则需不断加力下压，确保压桩力在1800MPa以上时则可停止施工。

2.2吊桩

（1）试桩合格后结合施工方案及试桩的相关参数开始吊桩作业，首先根据桩位放样的位置和打桩的顺序安装桩机，安装前要检查桩机的零部件及电压，确定运行正常后安装，安装后桩机的位置偏差不得超过5cm，验收合格后开始吊桩作业。

（2）管桩起吊时将桩端1/4的位置套牢于吊机上，并根据规定方向起吊至具体桩位，起吊方向需与吊机中心线一致。待吊桩移动至具体桩位的夹桩器正上方后，垂直向下将管桩缓慢放入夹桩器中，放入夹桩器后调整夹桩力度为压桩施工的75%，再拆除管桩与吊机的固定装置。为保证施工安全，吊桩过程中吊机20m范围内严禁行人[2]。

2.3压桩

（1）管桩吊放至桩位之中后，在压桩作业前对管桩进行检查验收，管桩的垂直度偏差应控制在0.5%以内，检查时需结合水平和垂直两个方向检查。管桩的桩身、桩帽、桩锤的施工位置需保持1条直线。验收合格后的管桩要利用J2经纬仪和边桩控制桩开展放样作业，以便压桩时精确记录管桩的入土深度及每米的锤击次数。

（2）本工程压桩采用打桩的施工方式，打桩的总次数在2000次以内，最后1m管桩的锤击数为200次，打桩施工中为避免桩身遭受破坏，在打击位置设置锤垫，选用的锤垫为纹木垫，其厚度在15cm。打桩过程中要定期检查并更换，每根桩的打桩施工宜一次完成。桩体压入设计高度后，停止打桩作业，并检查管桩在地面的外露长度。过长的管桩可利用截桩器分割开，使外露高度满足设计要求。

2.4接桩

（1）本工程每根管桩的长度为12m，但软基的深度在10～20m之间，因此，深度大于12m的软基中，采用1根管桩难以满足施工要求，需要采用2根管桩作业，此时就会涉及接桩问题。接桩时，最佳的接桩位置为上节桩身的0.7m处，接桩后的桩长宜大不宜小，接桩方式采用端板焊接法。

（2）管桩焊接施工前，将下节桩的端头清理干净，并将上、下两节桩对齐，端板相互错位2cm。焊接时采用分层对称焊接方式，焊接过程连续进行，每层焊接完成后焊缝要求饱满，每层的焊缝接头相互错开，避免形成通缝。焊接完成后，不得立即开展压桩作业，需自然冷却8min，冷却完成且焊接质量验收合格后继续压桩。

2.5桩帽施工

（1）本工程预应力管桩施工完成后，由监理单位验收，验收完成才能进行桩帽浇筑。桩帽位于管桩桩头位置，施工前结合设计尺寸要求开挖土体，并制作安装钢筋和模板。安装完成后浇筑混凝土，桩帽采用的混凝土标号为C45，坍落度为180～200mm，混凝土浇筑过程中要做好振捣作业，浇筑完成后洒水养护7～14d[3]。

（2）桩帽混凝土强度达到设计强度100%后，在桩帽上方铺设20cm厚的垫层。垫层上方设置第1层土工格栅，然后铺设30cm厚的垫层，并设置第2层土工格栅，以增加地基的承载力，同时实现对预应力管桩的保护。土工格栅铺设时每幅搭接施工，土工格栅的搭接接头相互错开，且利用绑扎钢丝连接牢固。

2.6质量检测

2.6.1桩体检测

本工程预应力管桩施工完成后，为保证管桩的施工质量，委托检测单位对管桩的质量开展检测，检测数量为管桩总数的5%，检测项目包括管桩的长度、竖直度、承载力、桩距、桩帽位置、高度、长度等，检测结果如表1。

表1管桩质量检测结果

由表1检测结果可知：本工程管桩的尺寸、位置均满足设计要求，且管桩的承载力良好，性能全部合格，表明本工程管桩质量良好。

2.6.2位移和沉降观测

为保证软基的处理效果，在施工场地设置有沉降观测点和位移观测点，其中位移观测点设置在路基坡脚的外侧，每间隔20m设置一处，沉降观测点每间隔25m设置一处，每个断面设置3个。通过对这些观测点5个月的观测数据分析，得出软基处理效果。由数据分析得知，本工程软基每个月的沉降速度在2mm以内，且位移变形小，表明软基处理效果良好，可以开展后续施工。

3结语

在交通行业迅速发展的同时，施工所面临的问题也越来越多，其中最为常见的就是软土地基。预应力管桩技术作为软基处理的重要技术之一，为保证其处理水平，施工单位要在施工过程中做好施工准备工作，规范施工工艺，以提高软基处理效果，保证公路工程的整体建设质量。

参考文献：

[1]黄遵林，赵振海.预应力管桩施工技术在公路工程软基处理中的应用[J].门窗，2014（8）：128.

[2]高年华.预应力管桩在公路软基处理中的应用[J].山西建筑，2018，44（5）：170-171.

[3]刘凯.软基处理中预应力管桩施工技术浅析[J].门窗，2012，22（11）87-88.

[4]古红兵.预应力管桩在某高速公路中的施工应用[J].中外建筑，2019，25（17）：139-140.