塑料套管混凝土樁在道路軟基處理中應用

蘇偉鋒

（廣州市市政集團有限公司瀝青工程分公司，廣東 廣州 510000）

塑料套管混凝土樁在道路軟基處理中應用

蘇偉鋒

（廣州市市政集團有限公司瀝青工程分公司，廣東 廣州 510000）

塑料套管混凝土樁是一種承載力高、不會由于振動擠土斷樁、成樁質量可靠、對周圍環境影響小、施工快速方便的地基處理方法，因此在公路軟基處理中得到廣泛應用。本文針對塑料套管混凝土樁成樁方法及在道路軟基處理中應用進行了分析。

塑料套管混凝土樁；道路軟基處理；施工技術

1 塑料套管混凝土樁的成樁方法

塑料套管混凝土樁具體是由預制樁尖、單壁螺紋塑料套管、混凝土、蓋板等組成。

塑料套管混凝土樁的成樁方法為：將塑料套管按一定的間距采用專用設備逐根打入需要加固的地基中。套管為底部封閉，頂部開口，待分段區塊塑料套管全部打設完畢后，再統一對埋設在地基中的套管內用混凝土連續澆注成樁，套管不再取出，套管與填充物就形成了地基加固樁，樁頂設置樁帽，并鋪設墊層和土工格柵，形成樁承式加筋路堤系統。

2 塑料套管混凝土樁施工工藝

施工準備、平整場地、鋪設砂礫→制作樁尖、樁機就位→拔套管、移機并檢查套管深度→放置套管、打設套管至設計標高→套管內混凝土澆筑→插鋼筋→樁體檢測→蓋板制作、安裝→施工完畢→驗收合格后進人下道工序。

2.1 塑料套管混凝土樁打設前，先整平和硬化場地

做好排水措施，鋪設砂礫墊層。20 cm左右厚度，不允許有大石塊，表面平整，否則會影響樁的垂直度。放線布置樁位。

2.2 制作樁尖

直徑為 30 cm，具體配筋和尺寸可參照圖紙的規定。一般需提前預制，可在工地外事先預制好達到28 d左右的強度后運至工程現場，樁尖采用鋼筋混凝土樁尖，并設置好與塑料套管連接的接頭。接頭采用塑料的或鐵鋼管接頭，要能與套管緊密連接，與套管的尺寸配套。

2.3 塑料套管準備及制作

套管應采用單壁螺紋PVC塑料套管。控制標準為：單壁、內外均是螺紋的PVC塑料套管，最大外徑不小于160 cm，最小內徑不小于142 mm，扁平試驗（變形40%時）不分層、無破裂。接頭采用標準的160 mm PVC管材直通接頭，平均內徑應在160.1～160.7 mm之間，承口最小深度不小于45～50 mm，標準墜落試驗應無破裂，參數可見相關國家標準（GB/T 5836.2－2006），并進行必要的試驗檢測。

根據不同的深度對套管的壁厚及環剛度進行控制及搭配，具體來講塑料套管的強度指標要求與不同的打設深度和地質條件有關。不同深度對塑料套管的壁厚及環剛度要求也不同，應根據地質條件及試樁情況進行相應調整。根據浙江練杭高速、杭金衢高速浦陽互通、南京243省道等多個工程的應用情況看，對直徑160 mm的樁體，可參考以下強度指標選用塑料套管：埋深在10 m以內，采用壁厚不小于1.0 mm、環剛度kN/m2不小于6級；埋深在10～16 m區間采用壁厚不小于1.5 mm、環剛度（kN/m2：）不小于10級；埋深在16～20 m區間采用壁厚不小于1.8 mm、環剛度（kN/m2）不小于15級。

塑料套管的強度作用主要體現在澆注混凝土之前的保護作用，當混凝土澆注成樁后對套管的強度要求就降低了。

2.4 將打設設備移機就位

一般設備可由普通沉管機等同類設備改造而成，或者由大型挖機改造。但根據以往國內的施工經驗，建議采用專用的塑料套管樁機，類似予小型的振動沉管樁機，以減少施工過程中對樁周土的擾動，軟土層以液壓為主。直徑160 mm的樁體沉管的最大外徑要求不大于221 mm，若遇到硬夾層可以開啟振動穿過。

設備中必須設置注水裝置，設置導向架及垂直度定位裝置，保證沉管打設過程的垂直度，以及邊打設邊能往塑料套管內注水保護塑料套管。有條件時可以在沉管上安裝壓樁力測試設備，以較精確控制打設深度（國內現場測試的準確性受影響因素較多，準確性還有待提高，所以現在暫不作強制要求）。

2.5 放置套管及打設

確定合理的施工順序，橫向以路基中心線向兩側的方向推進；縱向以結構物部位向路堤的方向推進。然后將帶有樁尖的套管從鋼管底部放入鋼管中，樁尖與樁位對準，然后開機將鋼管打設至預定的深度，打設過程中要控制好垂直度。

打設過程中，要開啟注水泵，對塑料套管進行注水保護，注水：基本上要注滿塑料套管，但又盡量不要溢出塑料套管。

2.6 拔鋼管

將鋼管拔出而將塑料套管留在地下，移機至下一個樁位，一根套管結束，重復以上工序，打設下一根。

2.7 截樁和檢查套管的深度

將多余的套管進行截樁和整理后，還可以用測孔器隨時對套管深度、變形進行檢查，并隨時保護套管內清潔，盡量不讓雜物進入，頂部可以綁扎塑料袋保護塑料套管。

在塑料套管打設過程中可以在墊層中沿塑料套管中心開挖直徑約為50 cm（根據樁帽的尺寸定），高約為20 cm的圓孔，為后面制作蓋板做好土模。當然，也可以采用鋼模。

2.8 待場地內塑料套管打設一部分后，可以準備澆混凝土

打設塑料套管和澆混凝土應間隔進行，主要是為了避免擠土效應影響混凝土的澆筑質量，混凝土注洼場地距塑料套管打設場地的距離不得小于20 m。不宜采用邊打設塑料套管邊在后面澆注混凝土的施工方法。

澆注混凝土之前，首先需要抽水，把管內的水抽干凈，然后對管子的深度作最后的檢查，可用12 cm左右直徑，長度為1 m左右的測孔器加測繩檢測深度和管子的完整性，如果發現有管子損壞、漏水嚴重，應該補打。

2.9 填充混凝土成樁

將合適流動性的混凝土澆注在套管中，混凝土一般采用細石混凝土（C25，骨料粒徑控制在2 cm之內），混凝土塌落度18～20 cm。

澆注過程中用專用加長振動棒（振搗深度應達到樁長要求）對填充的混凝土隨時進行振搗使之密實，使混凝土填充滿整個塑料套管。

當混凝土基本上達到鋼筋籠設計深度位置時（離樁頂位置3.5 m左右），將制作好的鋼筋籠放入套管，并放置蓋板鋼筋，鋼筋籠長度一般為3.5 m，采用4根6.5鋼筋，5個圓形箍筋。箍筋由6.5鋼筋制作。為保障樁與蓋板的整體性，4根鋼筋籠主筋長度應超出樁頂一定長度，使它們能與蓋板頂層配筋、底層配筋綁扎連接。其中鋼筋籠主筋2根其頂超出樁頂22 cm。與樁帽頂層配筋連接，另外2根頂超出樁頂8 cm，與樁帽底層配筋連接。完成余下樁和蓋板混凝土的澆注施工。混凝土澆注進行振搗。

2.10 樁體檢測

待樁體強度到一定要求后可對成樁進行檢測（小應變檢測的樁一般先不澆蓋板）。

2.11 樁、蓋板澆注完畢達到一定強度后，在蓋板頂鋪設土工格柵

土工格柵目前一般采用2種方式：雙向塑料土工格柵或整體式鋼絲格柵；若采用整體式鋼絲土工格柵，可以將蓋板事先露出鋼筋與鋼絲焊接鍍塑土工格柵連接或者采用釘子固定在蓋板上。

2.12 在土工格柵上鋪設余下的30 cm墊層，若有兩層格柵則在墊層頂再鋪設一層格柵

3 實際應用效果情況

通過深圳某市政道路軟基施工應用實踐，并對軟基路段作了沉降觀測，承載力試驗情況（這是粘土作用為樁端土的、巖石作為持力層的，若是軟土，那么承載力是很低的，其實預應力管樁也是一樣的。這些樁都要注意深度控制）。

4 塑料套管混凝土樁與常用樁塑的技術、經濟比較

塑料套管混凝土樁與當前我國高速公路地基處理中普遍使用的水泥攪拌樁、預應力管樁、各種振動沉管樁等路堤樁相比，有其合理性，它的主要優點在于：先有套管成模，后集中現澆，這樣與各類振動沉管樁相比其混凝土用量可控，沒有充盈、不會因為振動擠土而引起斷樁。打設機械可以連續施工，混凝土可以連續澆筑而降低施工費用，采用現澆工藝后不需要像預制樁一樣采用大量鋼筋和大型運輸以及打設機械，也不需要事先配樁。能很好適應地質變化，具有造價更低等優勢，而且與水泥攪拌樁等柔性樁相比，它又是剛性樁，承載力高且質量容易控制，其樁周又帶有螺紋，可以有較大的樁側摩阻力，因此在許多合適的情況下采用 TC樁來代替上述方法，可以起到更加經濟、加固效果或者質量容易保證等效果。它最大的優點在于打樁深度控制得很好，樁身質量有保證，這對于路基軟基處理過程很重要。

5 塑料套管混凝土樁的適用性

由于塑料套管混凝土樁其直徑目前多采用200 mm以下的樁體直徑（目前國外的直徑多為150～174 mm，國內廣泛采用的是160 mm、200 mm），為小直徑的剛性樁，因此一般要求軟土下部即樁端土有硬土層或相對硬土層。若為粘土層，則其承載力特征值一般應大于120～140 kPa為宜，而砂、礫或巖作為樁端土其加固效果和經濟性則更佳。其加固深度目前大多控制在20 m以內。水泥攪拌樁現在一般只用在8 m以內。

6 結束語

綜上所述，塑料套管混凝土樁與目前公路軟基工程中常用的水泥攪拌樁、預應力管樁或其它振動沉管樁相比，具有一定的合理性和先進性。在低路堤條件下這種“細而密”的布樁方式，更具有明顯的經濟優勢，且具有檢測方便、施工質量易保證等優點，符合我國當前實際的地基處理工藝水平要求，具有十分廣泛的應用前景和實用推廣價值。

Plastic Casing Concrete Pile’s Application in Road Soft Ground Teartment

Su Weifeng

The plastic casing concrete pile is a ground treatment method which has the features including high bearing capacity, no soil compaction and broken pile due to vibration, reliable pile quality, little influence on the surrounding environment, quick and easy construction, thus it is widely used in road soft ground treatment.This paper analyzes the method of plastic casing concrete pile and its application in the road soft ground treatment.

plastic casing concrete pile; road soft ground treatment; construction technology

TU74

A

1000－8136（2011）03－0059－02