預應力管樁在公路工程施工中的應用與研究

劉萌

摘要：伴隨社會經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提升，大量新技術、新工藝、新設備在我國公路工程施工中得到了廣泛的應用。文章通過工程案例，對公路工程施工中預應力管樁技術的施工準備、施工工藝進行了分析與探究。

關鍵詞：公路工程;預應力管樁;工程案例;施工準備;樁錘選擇 文獻標識碼：A

中圖分類號：U448 文章編號：1009-2374（2016）04-0088-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.04.045

作為影響國民經(jīng)濟增長的重要因素，為推動社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，必須重視基礎設施建設。隨著改革開放的不斷深入，我國公路工程事業(yè)也得到了極大的發(fā)展，近年來，預應力管樁技術在高等級公路建設中也得到了廣泛應用與推廣。施工便捷、抗彎能力強等為預應力管樁的主要特點，作為公路工程基礎施工的重要技術，將其應用到軟基工程處理中，可有效延長公路工程的使用壽命，提升工程建設整體質(zhì)量。為此，施工企業(yè)必須在充分了解預應力管樁施工技術的基礎上，做好施工準備工作，只有這樣才能規(guī)范施工工藝，實現(xiàn)工程建設的社會效益與經(jīng)濟效益。

1 預應力管樁概況

后張法預應力管樁、先張法預應力管樁為兩種不同形式的預應力混凝土管樁。先張法預應力管樁是選取先張法預應力工藝和離心成型法制成的一種空心筒體細長混凝土預制構件，其構成成分為圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等。根據(jù)混凝土強度等級、壁厚分類，管樁可分為代號PC的預應力混凝土管樁與預應力高強混凝土管樁，PHC為預應力高強混凝土管樁的代號。錘擊法、靜壓法、震動法、射水法等為管樁沉樁的主要方式，其中應用最為廣泛的為靜壓法。頂壓式與抱壓式為靜力壓樁機的主要方式，作為樁機夾板夾緊樁身的方法，抱壓式可根據(jù)持板摩擦力高于入土阻力的工作原理進行施工。5000～6000kN為靜力壓樁機最大壓樁力，可在持力層設計要求范圍內(nèi)壓入預應力管樁（直徑500～600），進而提高預應力管樁施工技術水平。

2 工程案例

某高速公路工程為加寬改造工程，原路基寬度為24.5m，需加寬為六車道，根據(jù)工程建設需求，可選取兩側加寬方式進行路基擴寬，35m為加寬后路基寬度。因此路段具有較大車流量、載重較大，為有效提高工程建設質(zhì)量，可選取預應力管樁施工方式進行新老路堤拼寬施工，18m為設計樁長。可選取現(xiàn)場焊接方式作為2接管形式，管節(jié)配制為13m×5m。根據(jù)工程施工具體情況，該工程可完成預應力管樁346338延米。

3 公路工程施工中預應力管樁的施工準備

在公路工程快速發(fā)展的同時，還存在諸多病害問題，如軟土地基等。為有效避免該現(xiàn)象的出現(xiàn)，施工單位必須重視軟基加固技術的選擇，預應力管樁技術作為軟基處理的重要技術之一，其施工技術水平的高低將直接影響到公路工程的整體質(zhì)量，為此施工企業(yè)必須做好施工準備工作，提升公路工程施工質(zhì)量，推動公路工程事業(yè)的快速發(fā)展。

3.1 樁錘選擇

確保樁承載力能夠?qū)υO計需求進行最大限度地滿足，必須將其貫入度控制在20～40mm/10擊，在1%以下控制打樁破損率。每根樁總錘擊數(shù)量必須控制在2000擊以下。

3.2 確定施工技術方案

按照施工現(xiàn)場的實際地質(zhì)情況、水文情況等，進行行之有效的施工技術方案的確定。在壓樁施工前，可根據(jù)施工情況，進行施工組織設計、施工技術方案的修改與完善，隨后進行開工報告的提交。按照打樁施工范圍的地質(zhì)情況、基礎現(xiàn)狀等，進行打樁順序的合理確定，并選取科學有效的預防措施對附近建筑物加以保護。同時按照樁基施工圖規(guī)定測定樁位。通常管樁應進行2個支點設計，其吊點必須與位置需求相符。可選取軟墊、木墊堆放管樁，避免振動、沖撞管樁現(xiàn)象出現(xiàn)在起吊運輸過程中。

4 公路工程施工中預應力管樁的施工工藝

隨著公路工程建設規(guī)模的不斷擴大，軟土地基問題也更加凸顯。如何做好公路工程軟基處理工作，對提升工程建設質(zhì)量至關重要。預應力管樁技術作為公路工程軟基處理的重要方式，能夠有效提升施工效果。為此，施工單位在做好施工準備工作的基礎上，應規(guī)范施工工藝，為公路工程事業(yè)的高速發(fā)展提供技術保障。

4.1 路基底板施工

先將表面雜物清理干凈，如雜草、樹根等，并做好地表平整作業(yè)。隨后將臨時排水邊溝開挖于新路基外側，要求臨時排水邊溝、農(nóng)田排灌溝渠不共用，并確保積水現(xiàn)象不能出現(xiàn)于施工期間。將地表土20cm范圍翻松，并進行石灰摻加，比例為5%，隨著壓實整平。要求其壓實度必須控制在80%以上，其外向橫坡控制于2%以上。其施工質(zhì)量與檢驗要求底層厚度：質(zhì)量要求和允許偏差≥25cm，檢查頻率6處/2000m2，檢查方法為尺量;底層壓實度：質(zhì)量要求和允許偏差≥87%，檢查頻率

6處/2000m2，檢查方法為密度法測量。地板處理寬度：質(zhì)量要求和允許偏差≥新路提坡腳線+2m，檢查頻率

6處/200m，檢查方法為皮尺測量。

4.2 樁位放樣

樁位放樣作為公路工程預應力管樁施工的重要內(nèi)容，施工前應先進行路線中心線與邊線的放出，隨后根據(jù)設計規(guī)定進行各個樁樁位的確定，并通過石灰進行標記，布樁工作完成后，應確保偏差低于50mm。

4.3 打樁順序

完成樁位放樣工作后，應及時進行管樁施工。不斷增加入樁段數(shù)的同時，各層地質(zhì)構造土體密度也不斷加大，進而增加土體和樁身表面之間的摩擦力。為確保打樁施工中各樁具有相同的壓力，必須按照單向行進原則確定打樁路線，避免按照兩側至中間的順序打樁。在打樁擠密地基土的過程中，因土體自由向外擴張，可有效防止地基土上溢、地表提升等情況的出現(xiàn)。

4.4 豎直度控制

能否有效控制樁身豎直度，可避免打樁過程中因偏心受壓等因素導致?lián)p壞樁身。為此，必須認真平整場地，防止打樁施工中由于震動的影響，使樁架出現(xiàn)不均勻沉降及樁機導桿豎直度不足等問題大量出現(xiàn)。為此，施工單位在公路工程預應力管樁施工中，應確保樁身打樁施工中具有良好的豎直度，并確保送樁桿、樁身在相同中心線位置，一般0.5%為插樁的豎直度偏差最大值。沉樁施工中，應在樁機距離20m的位置，以90度角的兩個方向分別進行經(jīng)緯儀的設置，以此對成樁豎直度偏差進行有效控制。

4.5 管樁接頭焊接施工

焊接施工前期，應對管樁接頭位置的質(zhì)量進行確定，利用鐵刷子將上下端板表面清理干凈。一般先在坡口位置進行4～6點對稱點焊，固定上下節(jié)后，可將導向箍拆除，并進行一層一層對稱焊接。通常選取手工焊接、二氧化碳保護焊的方式進行焊接，3層為其焊接數(shù)量，并清理干凈內(nèi)層焊渣，隨后在其外側進行一層焊接，要求焊透其根部。自然冷卻后焊接接頭才能進行以下施工，一般8分鐘為冷卻最短時間，杜絕通過水進行冷卻施工。

4.6 施打管樁

靜壓法為預應力管樁的主要施工方式，如必須選取錘擊法施工，要求將其擊數(shù)控制在1500擊以下。樁帽、襯墊選擇是否合理直接影響著錘擊法成樁的效果。一般樁帽內(nèi)徑必須大于樁徑，最大范圍控制在20～30mm之間，300～400mm為其深度，并合理進行排氣孔的設置。硬木為錘、樁帽的錘墊，150～200mm為其厚度。同時將樁墊設置于樁帽、樁頂之間，確保樁身、樁帽、送樁與樁錘始終位于同一中心線，避免偏打情況的出現(xiàn)，重錘低壓為錘擊沉樁的主要方式。施打管樁時，應確保其連續(xù)性，特別是較厚黏土層、粉質(zhì)土層施工中應連續(xù)施打各個樁，并確保一次完成。完成管樁施工后，質(zhì)量檢驗符合設計要求，則需進行樁帽作業(yè)。應在樁頭位置進行樁帽土體開挖，開挖長度、寬度與深度應等于樁帽設計尺寸，通過整修形成土模。根據(jù)設計規(guī)定進行鋼筋綁扎作業(yè)，并對混凝土進行澆筑養(yǎng)護施工。

4.7 樁帽施工

完成管樁施工后，需及時進行樁帽作業(yè)。一般樁帽土體可開挖于樁頭位置，開挖長度、寬度等應符合樁帽施工規(guī)定，通過整修，可形成土模。根據(jù)施工規(guī)定進行鋼筋綁扎，隨后進行混凝土澆筑與養(yǎng)護，樁帽質(zhì)量要求與實測值如表1所示：

5 結語

綜上所述，伴隨改革開放的不斷深入，公路工程對國民經(jīng)濟的推動作用也得到了人們的廣泛關注。預應力管樁技術作為公路工程軟基施工的重要內(nèi)容之一，其技術水平的高低將直接影響到工程的整體質(zhì)量，為此，施工單位必須重視施工技術的應用，規(guī)范施工流程，只有這樣才能推動公路工程的快速發(fā)展，為國民經(jīng)濟的增長提供可靠保障。

參考文獻

[1] 周順喜.預應力管樁在高速公路拓寬工程中的應用技術研究[D].長沙理工大學，2007.

[2] 劉華江，周指示.預應力砼管樁在高速公路橋梁設計中的應用[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2011，（12）.

[3] 楊啟眾.試論預應力混凝土管樁在公路地基施工中的應用[J].中國高新技術企業(yè)，2008，（12）.

[4] 楊海鳴，楊龍才，王炳龍.預應力管樁的施工工藝及處理效果研究[J].地下空間與工程學報，2009，（1）.

[5] 劉勇，李欽，曾健球.復雜地質(zhì)條件下的預應力混凝土管樁的設計、施工與檢測技術應用研究[J].企業(yè)技術開發(fā)，2009，（7）.

[6] 汪新山，葛修潤.預應力混凝土管樁實用研究[A].全國巖土與工程學術大會論文集（下冊）[C].2003.

[7] 鄭朝義，魏寶軍.預應力混凝土管樁在路基加寬處理中的應用技術[A].第十屆中國科協(xié)年會論文集（四）[C].2008.

（責任編輯：秦遜玉）