PHC管樁在沿海灘涂區地基處理上應用

劉佳賀

（中鐵二十二局集團有限公司哈爾濱鐵路建設集團 黑龍江哈爾濱 150001）

1 PHC管樁的特點

PHC管樁由樁身、樁尖和樁帽3部分組成，樁身和樁尖預先在廠家按一定的規格尺寸生產好，樁帽按照設計綁扎鋼筋，一般利用混凝土在施工現場澆筑。施工時，用壓樁機在平整好的場地上采用靜壓的方法把管樁壓入地基。預應力管樁具有較高的強度，其與樁帽和地基土共同構成整體的復合地基，達到提高地基的承載能力，加固地基，降低沉降量的目的。

2 工程概況

惠州港荃灣港區純洲作業區鐵路連接線位于廣東省惠州市惠陽區東南部的大亞灣石化區。連接線自惠州港貨物支線K5+100處接軌，區間路基長0.387km，處于沿海灘涂區。路堤最高填筑高度為4.08m。路基地基采用樁網復合地基處理，基床表層厚度0.5m，采用A組填料，地層厚度1.0m，路基基底采用B組填料，總厚度1.5m。根據鐵路規范要求地基基本承載力≥0.15MPa，工后沉降≤30cm。

該段地層從上至下依次為：第四系人工回填層、第四系海陸交互相沉積層（淤泥：層厚1.2m～21.6m）、沖洪積層、白堊系凝灰巖層。地表海水和地下水對混凝土結構具有硫酸鹽侵蝕，環境破壞等級為H2。按照設計要求路基基礎采用管樁進行處理。

地基處理采用（預應力高強混凝土）PHC500AB型管樁，樁徑0.5m，壁厚12.5cm，混凝土強度等級C80。設計單樁承載力特征值為350kN。本工程路基地基處理管樁共3190根，樁體構造及其配筋、樁體強度等滿足設計要求。預制管樁依據《鐵路混凝土工程施工技術指南》鐵建設【2010】241號《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》（TB10005-2010），選用抗腐蝕的水泥和摻合料。管樁處理范圍為路基邊坡以內基底范圍，設計管樁間距為1.6m。

3 壓樁施工

3.1 施工機械

采用斯巴達YZY800型液壓式壓樁機，主機總質量190t，最大壓樁力8000kN。該機械為新型施工機械設備，設有邊壓功能，避免了錘擊法管樁插打時震動大、噪音大的缺點，是新型的環保施工機械設備，該設備操作簡單，維修方便且具有較高的機械化程度，施工作業速度快[1]。

3.2 施工工序

具體施工工序如下：原始場地清理→樁位測量放樣→靜壓樁機就位→管樁起吊就位→壓入第一節管樁→管樁接頭焊接→繼續壓入下一節管樁→靜壓樁機移位→樁頭孔口覆蓋。

3.3 試樁

施工前按照設計單位的地質資料及參考以往該地區管樁施工經驗，全面了解掌握地層情況，制定完善的壓樁的施工工藝和質量保證措施。試壓樁一般≥3根。根據本管段路基情況，在每隔100m在適當位置進行試壓樁，掌握并記錄下管樁壓入速度、壓力值、樁長及承載力等參數。委托具有相應資質的檢測安慰進行樁基礎靜荷載檢驗工作。施工現場采用砂袋加型鋼靜壓荷載，觀察、測量樁的承載力情況、變形情況。檢測合格后由檢測單位出具承載力試驗合格報告。經試樁完成后根據靜壓試樁數據確定樁長進行合理管樁配樁，然后進行大面積壓樁施工。

3.4 壓樁

根據檢測單位試樁數據，對管樁長度進行施工配樁，以免造成浪費。當打入深度≥24m時，配樁≤3節管樁；當打入深度＜24m時，配樁≤2節管樁；當打入深度＜12m時，配樁采用1節管樁。管樁從生產廠家利用汽車運至施工現場樁機附近，再利用樁機自身配有的起重裝置將管樁吊入夾持器中，通過夾持油缸將管樁從側面夾緊，然后使壓樁油缸伸程，把管樁壓入土層中。壓樁過程中要認真記錄好管樁入土深度和壓力表讀數的關系，以判斷管樁壓入質量和承載力。如管樁打入深度不夠，可壓至管樁頂離地面0.5～1m左右，利用焊接法進行管樁接樁[2]。

3.5 接樁

接樁焊接時，由兩名焊工同時進行，以保證焊接樁成為直線。管樁焊接施工時焊工必須按照技術規程的要求進行，焊接第一層時，要適當加大電流，加大熔深，焊縫要求連續、飽滿。焊完第一層后及時清理焊渣，再焊第二層，焊縫接頭錯開，直至焊接完成。嚴禁焊接完成后立即壓樁。接樁完成后，焊接接頭自然冷卻時間≥10min，然后涂刷防腐材料。完成接樁后，管樁壓至設計高程后，移機進行下一根管樁施工。管樁頂部用砂袋或木板覆蓋，防止雜物落入管樁孔內。

3.6 樁帽及系梁施工

管樁全部壓入檢測合格后，進行分里程區域進行樁頭開挖，按照設計樁頂高程進行測量，對個別超出標高的管樁進行切割，切割到位后進行管樁樁芯灌注。孔內灌滿強度等級C40混凝土，摻入適量的混凝土膨脹劑，保證密實性；并在樁頭按照設計插入深入樁帽的連接鋼筋。與樁帽相連的樁頭頂面深入樁帽≥5cm。樁帽及系梁采用C50鋼筋混凝土現場澆筑，樁帽尺寸為1m×1m×0.4m，樁帽之間采用系梁連接，系梁尺寸為0.5m×0.4m。樁帽及系梁澆筑利用混凝土輸送泵車進行澆注，澆筑完成后利用人工灑淡水進行養生，待樁帽系梁達到設計強度時，按照設計要求進行樁間土回填；并利用小型夯機人工對樁間土進行夯實，達到設計標準。

4 質量控制與檢驗

壓樁施工嚴格按《先張法預應力混凝土管樁》（GB13476-2009）和《復合地基技術規范》（GBT50783-2012）進行，需滿足以下質量要求：

（1）混凝土防腐性應滿足抗腐蝕要求，嚴格控制管樁生產用混凝土水灰比0.26～0.30之間，水泥用量≥500kg/m3；加入超細摻合料，增強管樁密實度；

（2）壓樁施工前利用水準儀確定地面標高，在管樁上用記號筆作上記號，壓樁過程中進行量測，動態檢查壓樁深度；

（3）預應力管樁接樁宜采用焊接接頭，焊條采用E43，焊縫厚度為10mm，焊接層數應≥3層，焊縫飽滿，外觀符合二級焊縫的質量要求，焊接質量100%保證，加大質量監督管理；焊縫做防腐處理；

（4）為防止地下水從預應力管樁內孔腐蝕焊接接頭，孔內應填滿強度等級C40混凝土，摻入適量的混凝土膨脹劑，保證密實性；

（5）采用閉口樁尖，防止水進入樁腔內。

5 施工注意事項

（1）壓樁施工前應對現場的地質情況了解清楚，同時應做好機械設備的檢查工作，保證設備正常運轉，以免影響施工進度。

（2）壓樁過程中，應隨時觀察管樁的垂直度，若有偏差，應及時進行糾偏。

（3）杜絕有裂紋的管樁，盡量采用長樁減少樁之間的接口。

（4）液壓油管及壓力表等應按時進行定期標定，及時檢修保養，以減少測量誤差及質量事故的發生。

（5）壓樁過程中易產生擠土效應，導致管樁間距超出設計規定間距，現場施工技術人員應經常對其復核。

（6）壓樁施工前應制定好施工專項方案，對壓樁順序、靜壓樁機行走路線、管樁的堆放，質量控制措施、可能出現問題的應急處理等方面作出實際可行的方案。

6 結束語

綜上所述，通過本工程的管樁施工經驗和總結，PHC管樁處理沿海灘涂區軟土路基可以有效減少工后沉降、地區適應性強，并且施工周期短、簡便，可縮短工期，對工期緊張的工程非常實用，有著良好的經濟效益，并保證了工程質量，具有廣泛的推廣應用前景。

[1]徐培軍.靜壓預應力混凝土管樁處理高速公路軟土地基施工技術[J].鐵道建筑，2008（07）：62～63.

[2]劉堂輝.預應力管樁在客運專線軟土路基中的應用[J].鐵道建筑，2007（03）：63～65.