PCC樁技術在高速公路地基處理中的應用

周曉明，裴　佩

(1.江西贛粵高速公路工程有限責任公司，江西　南昌　330000；2.江西省新余公路勘察設計院，江西　新余　338000)

PCC樁技術在高速公路地基處理中的應用

周曉明1，裴佩2

(1.江西贛粵高速公路工程有限責任公司，江西南昌330000；2.江西省新余公路勘察設計院，江西新余338000)

周曉明(1980—)，工程師，研究方向：公路與橋梁。

摘要：PCC樁具有施工成本低、施工速度快等特點，同時可以適當?shù)卣{整成樁擠土方向，成樁質量穩(wěn)定，樁體可以與樁周土形成剛性復合地基，能使地基土的穩(wěn)定性得到提高。文章結合高速公路軟土路基施工實例，探討PCC樁技術在高速公路軟土路基施工中的應用工藝，希望能對類似工程起到借鑒作用。

關鍵詞：PCC樁技術；高速公路；軟土路基；施工工藝；質量控制；應用

0引言

PCC樁是一種全新的軟基處理方法。PCC樁能夠避免使用預制鋼筋混凝土樁頭，這大大地節(jié)省了施工材料，具有施工成本低、施工速度快等特點，同時可以適當?shù)卣{整成樁擠土方向。成樁質量穩(wěn)定，沉樁深度較深，一般可以達到20~25 m之間。樁體可以與樁周土形成剛性復合地基，能使地基土的穩(wěn)定性得到提高，同時復合地基的變形較小。PCC樁可以形成大直徑管樁，與實心樁相比，這種樁體可以大幅度的提高樁體的摩擦力，并且可以大大節(jié)省混凝土的用量。本文將結合具體的高速公路路基處理工程實例，簡要探討PCC樁的具體施工過程。

1工程概況

本工程為某高速公路施工建設項目。該公路沿線的地面標高在2.8~4.1 m之間，地下水位較高，該公路所在的區(qū)域河流綜合。根據地質勘察情況可以知道，該地區(qū)存在較厚的軟土層。軟土主要為淤泥和淤泥質土。軟土靈敏度差，壓縮性強，在擾動的情況下，強度會大幅度降低。當采用復合地基進行處理，由于復合地基自身的沉降量很小，易于控制，因此新路基的沉降可以得到比較準確的控制。但由于老路基邊坡上方的部分填土荷載(原坡面和填土的主動土壓力破裂線間的填土)還會引起老路基的附加沉降量，只要擴大復合地基的處理范圍，可以充分消除附加沉降的發(fā)生或將其控制在允許的范圍內。且復合地基可快速、有效地提高路基穩(wěn)定性[1]。因此決定對軟土路基問題進行處理。經過經濟和技術的對比分析，決定采用PCC樁對軟土路基問題進行處理。

在PCC樁設計方案中，樁長在16~19 m之間，樁徑分別為2.9 m、3.2 m以及3.4 m。樁體按照正方形進行布置。墊層的厚度控制在50 cm，墊層材料采用碎石，并在其中鋪設兩層土工格柵，如圖1所示。

圖1　PCC樁示意圖

2PCC樁的施工技術

PCC樁是一種全新的軟土路基處理施工方法。與其他的樁體相比，在這種施工技術中，單方混凝土所提供的承載力較大，同時壁厚相對較薄，因此可以節(jié)省較多的混凝土用量。為了確保PCC樁的施工質量，應從施工過程的各個方面對其質量進行加強控制，其中主要包括材料進場、拔管移機等環(huán)節(jié)。

2.1　施工工藝流程

在本工程中進行PCC樁的施工，其具體的施工工藝流程為：施工前準備工作→場地準備→測量樁位→樁機就位→活瓣固定→沉管至樁底→攪拌混凝土→灌注混凝土至管頂→振動拔管→移機重復進行下一根樁的施工。

2.2　施工技術

(1)施工前期準備。在施工前期，應根據工程的具體情況組建項目班組，并組織相關的技術人員進行施工圖紙的研究與會審，并對施工人員進行技術交底。對于施工材料應通過投標等方式確定材料供應商，組織材料進入施工現(xiàn)場。編制施工組織設計和施工記錄。對于各種原材料和施工參數(shù)應進行試驗復核，對于不滿足要求的地方應及時適當作調整。

(2)場地準備。為了確保施工的順利進行，在施工之前，應先對施工場地進行平整處理。將地面上的所有雜物清除干凈。對于場地較為低洼的地方應采用回填素土的方式進行平整，回填材料不得采用雜填土。

(3)測量樁位。施工人員應配合相關的測量技術人員做好控制點的測量定位，并進行水準點引測交接工作。在控制點和水準點定位完成，在確認無誤之后即可開始進行樁位的測量放樣工作。樁位測量放樣完成并經監(jiān)理工程師檢查確認無誤之后，即可進行樁機的就位。

(4)樁機就位。將樁機移動到指定的樁位處，并進行對中。在樁機的精確對中時，應確保起吊設備保持水位，這樣才能有效確保樁機的平整度和導向架的垂直度。表1所示為樁機的就位要求。通過就位調整，應嚴格確保管樁的樁尖對準樁位。當樁位精確對準之后，不得再對樁管和樁機造成移動。

表1　樁機的就位要求表

(5)活瓣固定。當樁機精確就位之后，即可對活瓣進行固定。采用鐵絲進行活瓣的固定。本工程采用標準12號的鐵絲。在鐵絲固定時，應以活瓣不外張為標準進行松緊程度的控制，活瓣固定不宜過緊也不宜過送。當活瓣樁尖進入土中10 cm的深度之后，即可將固定活瓣的鐵絲解除。

(6)沉管至樁底。利用沉管的自重將沉管壓入到土中一定深度之后，即可開啟振動錘進行沉管作業(yè)，直至將沉管振動至設計深度為止[2]。

(7)攪拌混凝土。進行混凝土的攪拌施工所采用的原材料包括水泥、砂、石。對于施工現(xiàn)場所采用的各種原材料應具備質量保證書和試驗報告。在混凝土的攪拌施工時，應嚴格按照設計配合比進行拌制。根據相關要求，混凝土需要抽樣制作試塊，每班組留置一組混凝土試塊并進行養(yǎng)護[3]。

(8)灌注混凝土至管頂。在樁身混凝土灌注施工之前，應先根據地質勘察報告的具體情況和相關施工質量預估混凝土充盈系數(shù)，并計算投料的體積，制定分批投料計劃。然后進行混凝土的管樁施工。當混凝土灌注達到樁頂標高之后，如果樁頂與自然地面之間的距離較小時，則需要進行拔管超灌，此時需要注意的是拔管高度不宜過大，一般情況下，拔管的高度應控制在樁體需注入的混凝土方量以限。

(9)振動拔管。當樁身沉管內灌注滿混凝土之后，即可進行拔管作業(yè)。在拔管的同時應保持振動。在拔管的施工過程中，應分段添加混凝土，從而確保管內混凝土面始終在地面以上[4]，或者混凝土面應保持在地上水位1~1.5 m以上。

(10)當一根樁體施工完成之后，應將樁機移動到下一根樁的位置，然后重復以上的施工步驟進行下一根樁的施工。直至完成全部樁的施工。

2.3　施工質量控制

(1)在施工之前應進行場地的平整處理，同時需要在場地附近設置基準點，通過基準點即可進行樁位的引測。一般應在場地的一側設置控制樁，并對其進行保護，避免樁位出現(xiàn)偏差。一般情況下，每周應檢測一次。

(2)所有進入施工現(xiàn)場的材料應進行檢查，確認合格之后方可在施工現(xiàn)場進行使用。在進行混合料攪拌時，應將攪拌時間控制在2 min以上，同時坍落度控制在5 mm。對于首盤料可以適當?shù)販p小坍落度。

(3)在本工程中，樁位的布置應采用滿堂布置的方式，樁位的中心偏差應控制在25 cm以內。

(4)樁機就位時，應嚴格控制好樁機的垂直度和平整度。一般情況下，通過樁塔對樁機的垂直度進行控制，垂直度偏差應控制在1%以內。沉管應自然下垂就位，不得強力將沉管就位。

(5)一般情況下，在進行管樁混凝土灌注時，充盈系數(shù)應在1.1以上。當沉管內混凝土灌注滿之后，應先進行5~10 s的振動，然后在振動的同時進行拔管。

(6)在沉管的外側需要設置標尺，這樣可以對孔深進行直接的觀測，以確認是否達到設計深度要求。

3施工效果檢測

對于本工程樁體的檢測有三種方式：

(1)現(xiàn)場開挖。在樁基完成14 d后進行了現(xiàn)場開挖，根據開挖結果，樁體混凝土結構完整、無斷樁和空隙。

(2)低應變檢測。根據檢測結果，樁身的混凝土強度等級達到設計要求，各樁樁身完整，為Ⅰ類樁。

(3)靜荷載試驗。根據檢測結果，樁的豎向極限承載力均滿足設計要求。

4結語

鑒于PCC樁施工成本低、施工速度快等優(yōu)勢而被廣泛地應用到工程施工當中。從本工程實施效果表明，PCC樁可以形成大直徑管樁，與實心樁相比，這種樁體可以大幅度提高樁體的摩擦力，并且可以大大節(jié)省混凝土的用量。從本工程實施效果表明，PCC樁處理公路軟基問題具有可行性，可為同類工程提供參考借鑒。

參考文獻

[1]李文，趙慧君，史國剛.PCC樁加固軟土地基施工控制技術分析[J].施工技術，2007(8)：4-6.

[2]陳為華，王炳振.PCC樁在軟土地基加固工程中的施工技術[J].科技創(chuàng)新與應用，2013(23)：185.

[3]劉漢龍，周密，陳育民，等.PCC樁加固鐵路軟土地基現(xiàn)場試驗研究[J].巖土力學，2012(11)：3201-3207.

[4]蘇樹環(huán).PCC樁技術在高速公路地基處理中的應用[J].科技信息，2010(7)：285.

Application of PCC Pile Technology in Expressway Foundation Treatment

ZHOU Xiao-ming1，PEI Pei2

(1.Jiangxi Ganyue Expressway Engineering Co.，Ltd.，Nanchang，Jiangxi，330000；2.Jiangxi Xinyu Highway Survey and Design Institute，Xinyu，Jiangxi，338000)

Abstract：PCC pile has the characteristics such as low construction cost and fast construction，it can be suitably adjusted to pile soil-extrusion directions，with stable quality of pile，and the pile can form a rigid composite foundation with soil around the pile，improving the foundation soil stability.In combination with the construction example of expressway soft-soil roadbed，this article discussed the application processes of PCC pile technology in expressway soft-soil foundation construction，hoping to play a ref-erence role for similar projects.

Keywords：PCC pile technology；Expressway；Soft-soil roadbed；Construction technology；Quality control；Applications

文章編號：1673-4874(2015)12-0031-04

中圖分類號：U416.1

文獻標識碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.12.007

作者簡介

收稿日期：2015-11-20 2015-11-17