公路軟基處理中預(yù)制靜壓管樁應(yīng)用探討

摘要：公路軟基處理中，預(yù)制靜壓管樁由于具有單樁承載力高、施工質(zhì)量高、施工速度快、施工造價(jià)低等諸多優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，是深厚軟基處理中一種較為有效的方法。文章結(jié)合具體公路工程實(shí)例，在簡(jiǎn)要概述施工方案選擇及預(yù)制靜壓管樁優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)預(yù)制靜壓管樁的關(guān)鍵施工工藝進(jìn)行了分析，以促進(jìn)預(yù)制靜壓管樁的推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：公路；軟土地基；預(yù)制靜壓管樁

中圖分類號(hào)： TU471.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 工程概況

如表1所示，某高速公路，以穿越軟土地基為主，兼有深厚軟土地基，需要填土的高度較大。以某典型路段為例，該路段的表層為0.5～3.0m的厚灰褐色亞粘土，中部為厚8～15m的淤泥質(zhì)亞粘土，底部為中密狀粉砂、泥巖。

2 方案選擇

2.1水泥攪拌樁：水泥攪拌樁法優(yōu)點(diǎn)在于速度較快、加固效果較好，造價(jià)教低，缺點(diǎn)在于施工時(shí)工藝參數(shù)不易控制、深層成樁困難、深層加固效果不佳，同時(shí)，水泥攪拌樁法加固深度淺，一般在14m之內(nèi)。

2.2 CFG樁：CFG樁的主要成分為水泥粉、煤灰以及碎石、砂等，經(jīng)加水?dāng)嚭秃笫褂贸蓸稒C(jī)械制成，強(qiáng)度等級(jí)在C5～C25之間，CFG樁的優(yōu)點(diǎn)在于強(qiáng)度可變，加固深度可達(dá)18m，當(dāng)軟土深度在10～15m之間時(shí)，CFG樁比較經(jīng)濟(jì)合理，缺點(diǎn)在于采用振動(dòng)法時(shí)有較大擾動(dòng)，同時(shí)施工需要的工作面大。

2.3 Y型沉管樁：Y型沉管樁是一種新型的樁基技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)在于表面積增大，提高了摩阻力和基樁承載力。缺點(diǎn)在于沉樁時(shí)有擠土效應(yīng)和振動(dòng)效應(yīng)，同時(shí)Y型沉管樁受地質(zhì)、施工隊(duì)的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)素質(zhì)等因素影響較大，不適合建筑物密集區(qū)。

2.4 PTC管樁：預(yù)制靜壓管樁適用于填土高度大于3倍地基極限高度的工程，其優(yōu)點(diǎn)在于最多可以壓入持力層2m處，并可以有效降低管樁間土的承載力，進(jìn)而減少路基沉降。

綜上所述，結(jié)合該工程表層為硬殼層、中間層承載力較低而下層承載力高的特點(diǎn)，通過各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，決定選用預(yù)制靜壓管樁的施工方案。

3 優(yōu)勢(shì)

3.1處理范圍廣：對(duì)于20m以上的軟土區(qū)，堆載預(yù)壓法和水泥土攪拌樁法已不再適用，但預(yù)制靜壓管樁由于可承受的上部荷載重（由樁側(cè)阻力和樁端支撐力共同承重），所以可穿透普通的軟土層和粉砂粘土層，并可以使用多種土質(zhì)材料作為持力層，即使持力層的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜（比如起伏較大）也可以施工，可見，預(yù)制靜壓管樁可以處理的軟基范圍很廣。

3.2質(zhì)量可靠：預(yù)制靜壓管樁在沉樁施工時(shí)，靜壓樁機(jī)的壓力表可以直接顯示壓樁力，有利于控制預(yù)制靜壓管樁的承載力并提高精度。預(yù)制靜壓管樁制作時(shí)經(jīng)過了特殊工序，對(duì)水泥混凝土的抗壓強(qiáng)度很大。另外，還可以直接監(jiān)測(cè)預(yù)制靜壓管樁的沉樁長(zhǎng)度，進(jìn)而保證了施工質(zhì)量可靠。

3.3單樁承載力高：預(yù)制靜壓管樁由于樁基嵌固在持力層，且樁身采用的混凝土有很高強(qiáng)度，所以預(yù)制靜壓管樁的單樁承載力很高，在相同截面下預(yù)制靜壓管樁的單樁承載力具有明顯優(yōu)勢(shì)，這是各種灌注樁和攪拌樁所無法比擬的。

3.4速度快：PTC管樁使用靜壓法施工，在5分鐘時(shí)間內(nèi)，可以將5m長(zhǎng)達(dá)的管樁壓入地下，比上文所述的其它三種方法都快，而且樁體的承載力也能得到保證。可見，在相同地質(zhì)條件下，預(yù)制靜壓管樁法的施工進(jìn)度比其它軟基處理法快。

3.5造價(jià)低：預(yù)制靜壓管樁法每平米單位造價(jià)較高，但是靜壓法的使用使預(yù)制靜壓管樁截樁少，對(duì)樁身的破壞性小，另外，預(yù)制靜壓管樁法施工速度快，工程完工時(shí)間短，工程運(yùn)行所需養(yǎng)護(hù)費(fèi)不高，綜合考慮，預(yù)制靜壓管樁的綜合造價(jià)低于其它方法，對(duì)15m及以上地基優(yōu)勢(shì)尤其明顯。

4 工藝原理分析

4.1發(fā)揮樁端阻力作用：為發(fā)揮預(yù)制靜壓管樁樁端阻力作用，使用樁距2.5～3.5m、樁帽邊長(zhǎng)1.2～1.6m、樁徑40cm的預(yù)制靜壓管樁，采用靜壓法將荷載傳遞給持力層。

4.2提高樁端承載力：采用靜壓法將管樁壓入后，利用預(yù)制靜壓管樁的支撐作用和對(duì)土層的擠壓作用，提高了樁側(cè)的摩擦力和樁端的承受力。

4.3控制軟基沉降：在預(yù)制靜壓管樁的樁帽上加鋪碎石層，如果土質(zhì)合適，還可鋪設(shè)土工格柵，通過這種方式，將碎石、土工格柵和樁帽的作用相結(jié)合，減輕預(yù)制靜壓管樁的樁間荷載，降低了對(duì)土層的壓縮。從而實(shí)現(xiàn)控制軟基沉降的目標(biāo)。

5 預(yù)制靜壓管樁關(guān)鍵施工工藝分析

5.1壓樁：壓樁前首先清理工地上的障礙物，并對(duì)預(yù)制靜壓管樁標(biāo)注每米的長(zhǎng)度，這樣可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)制靜壓管樁的入土深度和承受壓力值。通過送樁器和水準(zhǔn)儀的配合使用，控制最終的送樁深度。另外，每根預(yù)制靜壓管樁的接頭數(shù)應(yīng)小于3，同時(shí)位置錯(cuò)開；進(jìn)行預(yù)制靜壓管樁壓樁時(shí)，應(yīng)盡量減少擠土效應(yīng)和管樁偏移。壓樁時(shí)，可以結(jié)合工程具體的地質(zhì)情況，進(jìn)行蛇形壓樁。同時(shí)，在對(duì)預(yù)制靜壓管樁壓樁前需進(jìn)行試壓，以確定該樁的技術(shù)參數(shù)是否合適。調(diào)平機(jī)臺(tái)并進(jìn)行準(zhǔn)確定位和對(duì)中后，才可以開始?jí)簶?，使用?jīng)緯儀控制樁的垂直度，確保偏差在0.5%以內(nèi)。同時(shí)，壓樁速度不宜太快，一般為1.0-2.0m/min。施工人員要全程監(jiān)控壓樁的過程，隨時(shí)進(jìn)行垂直度的校準(zhǔn)。還要隨時(shí)檢查預(yù)制靜壓管樁承受的壓力以及壓入土層的深度，避免下壓過程中突遇障礙物導(dǎo)致斷樁的現(xiàn)象。壓樁時(shí)，還要避免壓樁機(jī)的反復(fù)行走，對(duì)土層造成干擾，同時(shí)保證吊樁、喂樁方便。

5.2接樁：接樁前，使用刷子清潔端板的表面，露出金屬光澤，在接樁時(shí)使用定位板將需要接樁的樁段接直，使用楔形鐵片填補(bǔ)接口處的縫隙，直至確保兩個(gè)樁段牢固連接；接樁時(shí)，兩節(jié)樁段要垂直，保證偏差小于2mm，同時(shí)樁頭應(yīng)高出地表0.5m以上。接樁時(shí)，兩段軸線偏差應(yīng)小于5mma，彎曲矢高小于樁段的0.1%，同時(shí)，嚴(yán)禁采用大錘橫向敲擊來進(jìn)行糾偏。焊接時(shí)，應(yīng)該先解下導(dǎo)向箍，然后分層施焊。焊接的工藝要求也很高，要注意焊渣的清理和樁頭的冷卻、瀝青防腐層的涂刷。焊接時(shí)，不可采用水冷卻法，同時(shí)自然冷卻時(shí)間應(yīng)該大于8min。當(dāng)有多節(jié)管樁時(shí)，應(yīng)逐層完成。

5.3送樁：送樁時(shí)應(yīng)注意，當(dāng)中心線與PTC樁吻合時(shí)，才可以開始送樁。送樁器下方的樁墊必須均勻，且與PTC樁頂部的斷面全部接觸好。送樁過程中，要對(duì)送樁桿上的標(biāo)記號(hào)動(dòng)態(tài)跟蹤，把握送樁的深度。

5.4終壓：進(jìn)行預(yù)制靜壓管樁的終壓時(shí)，需要嚴(yán)格控制偏差，其中，送樁的壓力偏差不得大于5%，樁頂標(biāo)高的偏差不得大于±50mm。

結(jié)語

工程施工結(jié)束后，動(dòng)力檢測(cè)的結(jié)果十分理想，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求，其中，Ⅰ類樁的數(shù)量超過95%，路基最大沉降量低于7cm，對(duì)沉降的控制有良好效果，充分說明了文章所選方案和所述工藝的合理性，以廣泛的推廣和應(yīng)用提供了依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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