預應力管樁在新建南廣高鐵市區軟基地段的應用

劉鍵彬

摘要：介紹預應力管樁在新建南廣高鐵貴港市區人口密集、施工場地狹窄、車流量多區域的施工應用。較傳統樁板墻樁孔開挖施工有造價便宜、適用范圍廣、加固深度長、環境污染少等諸多優點。

Abstract： This paper introduces the construction application of prestressed pipe pile in the New Nanguang high-speed railway Guigang urban area with population density， narrow construction site， more traffic. Compared with the traditional pile hole excavation on the pile wall， it has low cost， wide application range， length of reinforcement， less pollution and many other advantages.

關鍵詞：高鐵軟基處理；預應力管樁施工；人口密集市區；優點多

Key words： high-speed railway soft foundation treatment；prestressed pipe pile construction；densely populated urban area；advantages

中圖分類號：U445.55+1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）10-0113-03

0 引言

在高速鐵路施工中，要求保證結構體零沉降，施工的質量控制顯得格外重要，而路基軟基處理的施工效果和質量顯得尤為關鍵。在鐵路施工的軟基處理中，不同的地質和現場施工條件采用合適恰當的處理方法將對施工質量、工期、經濟和社會效益起到十分顯著的效果。預應力管樁法具有預制和施工快捷、質量可靠、單位承載力高、造價便宜、適用范圍廣、加固深度長、環境污染少等諸多優點。

1 工程概況

南廣高速鐵路DK54+951～DK55+254段跨越貴港市區，需進行路基軟基處理。施工地段緊靠既有黎湛鐵路及貴港市國際生活港。該地段存在人口、建筑密集、車流量多，施工場地狹窄等特點。施工場地外延距離房屋基礎僅為3.0～4.5米，距離黎湛鐵路線距離為8～12米。由于地理環境的限制，該段不適合進行大范圍的路基填筑施工，所以原設計為采用樁板墻支擋，墻后路基本體采用級配碎石填筑。為減少對附近建筑和居民的干擾，通過對各種方案的比選研究決定該段地基處理采用靜壓預應力管樁法施工，地面以上采用L型鋼筋砼擋土墻支擋，墻后路基本體采用級配碎石填筑。如圖1所示。

2 預應力管樁施工工藝

2.1 施工準備

①依據勘察院提供的控制點和水準點再結合現場施工條件進行合理布點，必須考慮壓樁過程中的施工對周圍土體擠壓的影響。②根據設計圖紙測量放線出施工場地，確定出施工場地范圍后使用鐵皮圍欄將施工場地與市區隔離，在圍欄外掛上安全標識牌與施工標識牌。③測量放線出管樁樁位的施工邊界，進行地下管線的探位及改遷，空中電線電纜的遷移及拆除工作，靠近既有線需要開挖需提前申請工務段與做好既有線的防護工作。清除完地管線及其它障礙物后，依據現場施工場地標高與管樁設計頂面標高的差值進行高挖低補原則，之后使用平地機刮平，壓力機碾壓達到預定承載力后報監理單位檢驗。④施工現場提前做好施工用電的準備，保證施工用電供給正常平穩。壓樁機進場后由專業人員組裝調試，樁機操作人員的各類上崗證和特殊工種操作證必須由施工單位自檢后送交監理單位檢驗。⑤預應力管樁從生產廠家采用長掛汽車運至施工現場，首先驗明出廠合格證及砼抗壓強度報告，對成品樁進行外觀和強度檢驗，樁徑、管壁厚度、樁尖中心線、頂面平整度、樁體彎曲必需符合要求，強度應符合設計要求。

2.2 測量放線

依據施工圖紙提前計算好每個樁位的施工坐標，根據已經布好的導線點，采用全站儀和水準儀進行放樣，由于群樁所在半徑R=3000的曲線上且預應力管樁在施工過程中會擠壓周圍的土體，樁位必須逐個放樣以減少施工誤差。

2.3 試樁

施工前進行現場試樁試驗，以取得正式壓樁所需要的有關控制數據，選擇本工程的工程樁作為試樁位置，試樁不少于3根且試樁須在不同里程的位置擇取不同地質進行試樁。依據單樁豎向承載力最大特征值、設計樁底標高、極限貫入度、壓樁機數據進行資料匯總整理計算，最終確定管樁的施工方案。

2.4 樁機就位

進行K30試驗檢測地基承載力足夠支撐樁機后檢修樁機的零部件及樁機用電電壓檢測，確保設備運轉正常，按照先中間后兩側的壓樁順序，依靠樁機的四只腳的液壓傳動到壓樁樁位，樁機對位后調直調平。

2.5 吊裝

樁機自帶吊機套牢管樁，一般鋼絲繩套至管樁樁端1/4位置。起吊時吊機20m范圍內人員疏散，起吊方向與樁機中線方向一致，吊機緩慢提升管樁，管樁底部空中高度到高出樁機頂面高度后慢慢平移至樁機中心。如圖2所示。

2.6 喂樁

吊機吊樁到樁機中心夾樁器的上空后，緩慢將樁垂直向下放入樁機夾樁器中，操作室主機手調試夾樁器的夾壓力度，一般為夾樁器壓樁時壓力的75%左右。夾樁固定后工人拆除吊機套在管樁上的絲繩套。機夾樁器中，操作室主機手調試夾樁器的夾壓力度，一般為夾樁器壓樁時壓力的75%左右。夾樁固定后工人拆除吊機套在管樁上的絲繩套。如圖3所示。

2.7 焊接樁尖

根據地質情況及設計要求選擇適當的樁尖，待管樁進入夾樁器經壓樁液壓缸向下調整管樁到距離地面大概1m左右時焊接樁尖，樁尖焊接前清理樁尖與管樁底部的雜屑，使用C02焊條連續焊接兩圈，直到樁尖與管樁底部之間空隙被填飽滿。如圖4所示。

2.8 壓樁

①第一節管樁起吊就位焊接樁尖后應認真校正樁身垂直度偏差，樁位偏差不得大于20mm。樁身垂直度偏差宜先用長條水準尺粗校核，然后用兩臺經緯儀或兩個吊線錘在互為90°方向上進行檢測，校正的垂直度偏差不得大于0.5%。②管樁在靜壓過程中，應保持壓力缸、樁帽和樁身的中心線在同一條直線上，并隨時檢查樁的垂直度，當樁身垂直度偏差超過0.8%時，應找出原因設法糾正。樁尖進入硬土層后，嚴禁用移動樁架等強行回扳的方法糾正。③根據設計孔位樁身深度，配樁時宜先壓較長的樁，后焊接較短的樁，一般長度大于等于24m不超過3節管樁組合。群樁施工時先施工中間的樁再施工兩邊的樁。靜壓沉樁速度不宜過快，一次壓樁行程1m左右。④壓樁過程中技術人員全程監控，并記錄好施工記錄，遇到壓力突變、貫入度突變等特殊情況立刻停止施工，及時反饋技術部并報與監理和設計單位，經三方商討研究之后方可繼續施工。如圖5所示。

2.9 接樁

①接樁時，一般在上節樁身剩余0.7m左右為最佳接樁節點，配樁后管樁總長度宜大不宜小，參照現場壓樁時樁機操作室反應的壓力數值權衡考慮接樁的長度。②接樁時，采用焊接或者法蘭盤連接。采用焊接接樁時，下節樁樁頭必須設置導向箍以保證上下節樁節找平垂直，上下節樁之間的間隙應用鐵片全部填實焊牢，然后沿周圍對稱點點焊六處，待上下樁節固定后再拆除導向箍，繼而分層對稱施焊。每個接頭的焊縫不得少于兩層，每層焊縫的接頭應錯開，焊縫必須飽滿，不得出現夾渣或氣孔等缺陷。施焊完畢須自然冷卻8分鐘后方可繼續壓樁。若采用法蘭盤接樁時，上、下節樁之間宜用石棉或紙板襯墊，擰緊螺帽，經靜壓后再次擰緊一次，方可點焊固定螺帽。如圖6所示。

2.10 截樁

預應力管樁在施壓到終壓條件的時候，如果最后一節管樁仍有一部分露出地表時，利用截樁器將高出管樁頂面設計標高的部分割開達到分離的目的。如圖7所示。

2.11 管樁檢測

①樁身完整性檢測：管樁的樁身完整性檢測應采用低應變動測法，抽檢數量不應少于總樁數的5%，且不少于10根。②單樁豎向承載力：應采用靜載荷試驗及大應變動力檢測單樁豎向承載力，檢測數量不得少于總樁數的0.2%，且不得少于3根；大應變動力檢測數量不少于總樁數的0.2%。檢測要求按《基樁低應變動力檢測規程》執行。

2.12 地梁施工

管樁與地梁采取剛性連接，把預先制作好的鋼筋籠套入管樁內，鋼筋籠底部焊接3cm厚圓薄鋼板托盤，鋼筋籠露出管樁頂面的6Φ16分部彎筋與地梁縱橫向通長鋼筋及箍筋鐵絲綁扎。在從管樁頂面下去124cm管樁內填充C35砼，地梁使用鋼模板立模澆筑。如圖8所示。

3 主要材料（見表1）

4 結論

傳統樁板墻法存在施工工期長、難度大，樁井開挖需進入完整巖層面以下3m，必須采取爆破開挖。這樣就會對既有鐵路行車和周邊房屋產生比較大的安全風險，增加對附近建筑和居民的干擾。由于該處場地狹窄及周邊交通擁擠，對樁井開挖棄土的堆放和運輸存在很大的影響，同時過多的棄土也會污染周圍環境、經濟費用昂貴等不良因素。通過南廣高鐵貴港國際生活港段靜壓管樁施工的工程實踐證明，相比傳統樁板墻的施工，有效縮短了工期，節約了成本，減少了對市區居民生活的影響和對既有鐵路的干擾，也降低了高鐵施工對貴港國際生活港兩側道路交通狀況的影響。

參考文獻：

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