高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC）在橋梁軟基中的應(yīng)用

李開封（中鐵五局一公司　,長沙　410017）

高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC）在橋梁軟基中的應(yīng)用

李開封
（中鐵五局一公司,長沙410017）

摘要：本文結(jié)合工程實例，重點介紹了高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC）處理橋梁軟基的施工技術(shù)和控制要點，希望能供同行參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁；施工技術(shù)；控制要點

1　工程概況

九江繞城高速公路干中灣中橋上部結(jié)構(gòu)為3跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，先簡支后連續(xù)；橋梁下部除3號橋臺采用樁基礎(chǔ)外其余墩臺位均采用擴大基礎(chǔ)，擴大基礎(chǔ)基底承載力設(shè)計為≥350KPa。施工開挖檢測基底承載力1#、2#（左右幅）地基承載力達(dá)不到設(shè)計值。針對該橋1#、2#墩基底情況進行補充勘察，地質(zhì)情況為0～4.8米為漂石土，漂石含量40%，直徑在0.2～0.3m不等，漂石之間的孔隙為黃色粘土填充。4.8～7.8米為粉質(zhì)粘土，黃色，微濕，可塑狀，含少許砂礫。7.8～15米為強風(fēng)化至中風(fēng)化花崗巖。綜合以上情況，該橋1#、2#墩基底需要進行軟基處理。

2　方案比選

軟土地基處理主要以控制地基沉降和穩(wěn)定性為原則，一般情況下，軟基處理可采用換填、碎石樁、粉噴樁等施工方法，但這些方法相對本項目施工有如下局限性：（1）換填土方量較大，碾壓設(shè)備難以下到基坑，換填質(zhì)量難以保證；（2）碎石樁、粉噴樁機械設(shè)備難以下到基坑，施工難度大。

相比較而言，PHC樁處理具有以下優(yōu)點：（1）施工簡捷，采用電機振動打樁錘打樁與起重機配合施工可以保證基坑的完整性，PHC樁施工完畢后直接可以施工擴大基礎(chǔ)；（2）PHC樁可以直接在廠家購買，施工速度快，工期短；（3）現(xiàn)場施工文明，無需水泥砂石料，無泥漿污染；（4）強度高，抗彎性能強；（5）造價低。針對該地質(zhì)情況分析和各種軟基處理方案做出詳細(xì)比較后，通過設(shè)計院、業(yè)主、監(jiān)理、施工單位幾方討論達(dá)成一致意見采用PHC樁處理干中灣中橋1#、2#橋墩軟基。

3　PHC樁處理方案概況

依據(jù)干中灣中橋1#、2#墩（左右幅）基底地質(zhì)情況，采用預(yù)應(yīng)力高強度混凝土管樁（PHC-A型）加固處理，管樁具體規(guī)格尺寸為外徑300mm壁厚70mm、強度等級C80，管樁按間距1.5米間距梅花型布置，管樁穿過粉質(zhì)粘土嵌入強風(fēng)化至中風(fēng)化花崗巖1～2米，樁長8～10米。樁頂嵌入擴大基礎(chǔ)（嵌入深度0.6米）。如下圖1、圖2：

4　PHC樁施工技術(shù)

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工前，在施工區(qū)域內(nèi)保障便道通暢，能夠滿足施工機械通行；（2）清理施工區(qū)域內(nèi)的地上地下電力線路及其他影響施工的障礙物；（3）場地平整，保證場地內(nèi)排水通暢；（4）在基坑四周提前打入抗滑樁及做好其他防滑措施以穩(wěn)固基坑邊坡，防止后續(xù)振動施工產(chǎn)生基坑坍塌；（5）繪制樁位布置圖及打樁順序圖。

4.2 打樁機選擇

為了PHC樁施工完后能夠保證基坑的完整性，依據(jù)電機振動打樁錘體積小，重量輕，搬運方便，施工速度快等特點，選擇起重機配合懸吊電機振動打樁錘進行施工作業(yè)。施工機械見下表：

4.3 施工工藝

測量放樣→機械就位→喂樁→錘擊成樁→樁機移位。

4.3.1測量放樣

根據(jù)設(shè)計圖紙采用全站儀準(zhǔn)確放出管樁處理范圍的邊線及管樁準(zhǔn)確位置，樁位用木樁或短鋼筋頭做好標(biāo)記，防止漏打。

4.3.2機械就位

機械就位時應(yīng)對準(zhǔn)樁位，垂直穩(wěn)定確保施工過程不傾斜。

4.3.3喂樁

管樁起吊后，將樁的一端送入夾持器中，扶直就位后，根據(jù)現(xiàn)場需要焊接錐形樁尖，插入地表土中0.5-1.0m深度后采用全站儀校正垂直度，通過起重機進行調(diào)整，確保管樁垂直度滿足要求。

4.3.4錘擊成樁

錘擊成樁采用DZ-60A電機振動打樁錘，起重機配合懸掛電機振動錘。

4.3.5樁基移位

施工下一根樁。

5　施工控制要點

（1）樁基需要接樁時，樁頭需露出地面0.5m，接頭處應(yīng)設(shè)置套箍，并保持上下節(jié)順直。錯位偏差不能超過2mm。（2）由于PHC樁廠家預(yù)制未設(shè)置樁尖，施工時為了加快PHC樁入土進度和避免管樁碰到地下孤石導(dǎo)致管樁入土困難，應(yīng)在樁底設(shè)置樁尖，以確保管樁能順利入土。樁尖形式設(shè)置應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況和工地實際情況而定。（3）為確保成樁后樁身的完整性和防止樁頭被擊碎，應(yīng)在樁的頂部設(shè)置2cm厚的錘墊，且施工時應(yīng)經(jīng)常檢查，遇到錘墊磨損嚴(yán)重時要及時補充。（4）打樁時要求始終保持樁身垂直，并使錘、樁身保持在同一直線鉛垂線上，這不僅可以保持樁身的垂直度，還可以保證預(yù)制管樁頂免受偏心錘擊而破碎。

6　施工中出現(xiàn)的問題及應(yīng)對措施

6.1管樁樁頂被擊碎而樁頂標(biāo)高難以達(dá)到設(shè)計標(biāo)高

原因分析：在排除預(yù)制管樁自身質(zhì)量問題以外，主要是由于地勘取樣難以全斷面實施，難以發(fā)現(xiàn)局部地方有硬夾層或孤石，同一層的土出現(xiàn)強度差異很大。樁沉入該層時，砂層越擠越密，導(dǎo)致樁頂擊碎，甚至樁身開裂而樁頂標(biāo)高難以達(dá)到設(shè)計標(biāo)高。

處理措施：（1）實踐證明在樁底增設(shè)十字型樁尖，能使PHC樁更具有導(dǎo)向性和較強的擠土破巖的能力；（2）當(dāng)增設(shè)十字型樁尖還不能改變沉樁深度的情況下，可以適當(dāng)采取植樁方法解決樁頂標(biāo)高問題。

6.2樁頂偏位

原因分析：（1）喂樁時未對準(zhǔn)樁位；（2）樁尖被孤石障礙物擠偏；（3）兩節(jié)樁施工接頭不直，樁中心線成折線形，樁頂偏位。

處理措施：樁尖對位時要準(zhǔn)確，認(rèn)真做好地質(zhì)勘察，提前做好清除方案。樁頭對接應(yīng)保持上下順直，接頭嚴(yán)格按規(guī)程操作施工。

7　效果

PHC樁施工完后，我們對基坑地基承載力進行了檢測，土體通過管樁的擠密作用承載力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計值。經(jīng)過跟蹤沉降觀測，通車半年沉降量基本上沒有，有效解決橋梁軟基處理沉降問題。

8　結(jié)語

在九江繞城高速公路干中灣中橋1#、2#擴大基礎(chǔ)沉入管樁后取得的效果非常明顯，基底承載力得到了明顯地加強，且施工節(jié)約了時間。綜上所述，高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有較強的擠密性和固結(jié)性特點，而且施工簡單，速度快，無污染。在工期緊張的情況下采用效果尤為突出。

參考文獻：

[1]張誠厚.高速公路軟基處理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.