PHC預應力管樁在橋梁樁基中的應用

寧英杰 潘森兵 郭松

摘要：為了解決橋梁樁基施工進度、樁基施工泥漿排放和滲漏等對環境污染的難題。對PHC預應力管樁橋梁樁基施工技術進行了研究，并將研究成果直接應用于多個項目，取得了良好效果。

關鍵詞：PHC管樁；管樁檢測；管樁施工；氣體保護焊；貫入度

中圖分類號：U445.55 文獻標識碼：B

樁基礎作為橋梁承載結構，是橋梁最重要的部分，其施工進度對橋梁整體施工進度起著關鍵性作用。隨著國家和社會對環保的重視和關注，橋梁施工對環保要求提高到一個新的高度。PHC預應力管樁采用成品樁打入焊接接樁而成，從而消除了消除了泥漿排放，并且提高施工進度。

1、工程案例

上海滬宜公路改建工程2標段，PHC管樁1144m，上海S7公路（S20-月羅公路）新建工程S7-Ⅰ-2標段，防撞墻長度5712m。全部采用預制吊裝施工技術。

2、主要工藝原理

2.1 用打樁機提起預應力管樁，對準放樣好的樁位，用儀器觀測樁的垂直度，開啟震動錘，將管樁送入地下。

2.2 采用CO2氣體保護焊機焊接上下管樁樁頭鋼圈，將上面一節樁震動入土。

2.3 用送樁錘將最后一節管樁震動入土到設計標高。

3、關鍵工序施工

3.1管樁刻度標識、檢測和堆放

3.1.1 管樁刻度標識

預應力管樁出廠前，按照設計樁長進行配樁。配樁原則，每節樁不宜超過12m，上部B樁總長不小于設計長度。每根樁總長配置完成后，對每節樁進行數字標識，每節樁上每1m用紅漆標識。標識采用連續數據，防止樁上下節樁錯位。

3.1.2 檢測、卸樁和堆放

對所有的預應力管樁樁應進行樁體外觀檢驗，檢驗合格后方可使用，不合格樁運回管樁廠。

管樁的堆放場地壓實、平整后，鋪設墊木，卸下的預應力管樁放置在墊木上，并且墊木支撐點在同一個水平位置，第一層管樁與第二層之間采取可靠的防滾、防滑措施。管樁堆放層數不宜超過2層。

3.2 管樁施工

3.2.1 測量放樣、打樁機就位

根據驗收合格的水準點、控制點進行測量放樣，確保打樁施放樁位的精度要求。臨時控制網點定期復察以保證點位的準確性，臨時控制網點復查的時間期限應根據現場控制點確定無誤后施放樁位。管樁施工前，對樁中心地面標高、樁位進行復測，標高誤差小于1cm，樁位縱橫向偏差小于1cm。

在承臺邊，樁基停放位置進行地面處理，設備進場組裝調試后，移機至樁位上就位調整。在地基承載力不夠區域，樁機底部墊鋼板或路基板。PHC管樁為直樁，樁架安裝調整后，使之處于垂直平穩狀態，以確保樁基施工垂直度。

3.2.2 吊樁

吊裝有兩種方法：樁長大于13m 的采用支點法，兩支點設在離樁兩端0.21L處；當樁長不大于13m時，可采用直接進行水平起吊，采用專用吊鉤鉤住管樁兩端內壁直接進行水平起吊。喂樁時樁機2#卷筒起吊，使樁頂對入樁帽內，將樁輕輕靈便喂入樁帽內，以防樁損斷裂。隨即樁尖對準樁位點就位。在樁頭部位用紙墊或木墊（約15cm～28cm厚）將其墊平，但不宜過厚，滿足減振要求即可，以免彈性過大，影響打樁。

3.2.3 打樁

打樁時用兩臺經緯儀在打樁機正面和側面成90°控制樁身垂直度，并使樁錘、樁帽、樁身中心線在一條直線上，以免打樁時發生偏擊，造成樁頭破損。樁身垂直度控制在0.5%L以內（L為樁長）。

在施工過程中必須嚴格控制第一節樁的打樁質量，垂直度要控制在0.3%L，認真注意穩樁、壓錘時的樁身變化情況，發現有偏移、傾斜或斜樁過大時，立即分析原因，采取有效的校正措施。

施工時為做到有效控制，采用重錘輕擊的方法施工。開始打樁時，如地面表層土質較松軟時，先利用樁錘自重下壓，或空打幾錘使樁沉入地面，再次測量樁身垂直度，無誤后方可繼續施打，否則拔起重插。開始打樁時樁錘油門控制要小，隨著樁入土深度的增加，阻力增大，逐漸加大油門。在施工過程中要隨時觀測樁垂直度，以免遇到地下特殊情況使樁發生傾斜而打碎或打斷，并應觀測落錘高度，其落錘高度控制在1.8m～2.2m之間。對樁帽內的緩沖墊材要經常檢查，及時更換，保持始終平整，以保證樁頭完整，使樁順利地打到地面。

開始沉樁時，宜采用較低落距，在錘擊過程中應采用重錘低擊。沉樁過程中樁錘、替打、送樁和樁宜保持在同一軸線上，以防樁身傾斜。

沉樁施工前要了解掌握現場的土質情況，作好沉樁設備的檢查和調試，保證使用可靠，以免發生施工中途間斷，引起間歇后沉樁阻力增大，發生不能再打入的滯樁事故。

沉樁施工過程中，應隨時注意保持樁處于軸心受壓狀態，如有偏移應及時調整，以免發生沉樁破碎和斷樁質量事故

當樁下沉至設計標高時，不可過早停打。否則，在補打時常常會發生停止下沉或難以下沉至設計標高的現象。

沉樁時，以控制樁尖設計標高為主。當樁尖已達到設計標高，而貫入度仍較大時，應繼續錘擊，使貫入度接近控制貫入度（30mm～40mm/10擊），具體根據現場試樁來定。

打樁或送樁時應按有關標準認真做好每米錘擊數、總錘擊數、入土深度、最后貫入度、錘型、落距等原始記錄，焊接口也要做好焊接隱蔽記錄，記錄要真實、準確、完整

3.2.4 接樁

打樁機提樁打入前，用兩臺儀器進行樁身，控制樁身垂直度≤0.5%D（樁直徑）。

PHC管樁為多節樁，需進行接樁。接樁時上下樁節必須接直接牢，焊接前，端板坡口上的浮銹應清除干凈，露出金屬光澤，接合面之間的間隙≯2MM。焊接時先在下節樁的前端點焊兩塊定位焊條，然后把上節樁吊放到下節樁的樁端頭上，依靠定位焊條將上下節接直，并用經緯儀校正上下兩節樁的垂直度，然后由持有上崗證的焊工對稱分段施焊，以減小變形和殘余應力，坡口槽應分層施焊，焊接層數為3層，每層焊接應徹底清除。焊接完畢后必須經現場監理工程師驗收合格，并冷卻8分鐘后方可繼續打樁施工，嚴禁澆水冷卻和焊完即沉樁。

接樁施工中，應保持上下節軸線一致，并盡可能縮短接樁時間。

焊接時，焊縫應連續飽滿，并填實樁端處間隙，防止節點變形不均而引起樁身歪斜。

焊接焊條采用JQ.MG70S-6 氣體保護焊絲，焊絲規格為φ1.2mm，每個接面焊接3道，其質量應符合規范的規定。

3.2.5 最終節樁施工

PHC管樁工程需要送樁。當最后一節樁沉至離地面50cm左右后，接上送樁器，送樁器內要加保護樁頂的彈性墊層（橡膠墊）對樁頭進行保護，用經緯儀進行校正，使送樁器、樁帽、樁錘和樁的縱軸線保持在同一鉛垂線上，沉至設計標高。打樁停打標準要根據上部承臺施工方便和確保樁承載力的原則，控制標高和貫入度。沉樁以標高控制為主，打樁完畢后，及時填蓋送樁孔。

4 結論

通過對二個項目總共6800多米的預應力管樁的施工，從工程進度、經濟效益、社會效益和環境保護各方面上都取得了良好效果。為橋梁PHC預應力管樁施工提供參考。

參考文獻

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[2]陳廣才，公路橋梁預應力管樁施工應用探析，企業導報，2016年10期。

[3]鐘心景，PHC預應力管樁在橋梁施工中的應用，建筑科技情報，2004年第4期。

[4]徐興茹，PHC預應力管樁在我省高速公路橋梁基礎上的首次應用，安徽建筑，2011年第03期。

[5]徐善中，一種預應力混凝土管樁在橋梁基礎中的應用，中國高新技術企業，2017年第2期。

作者簡介：寧英杰（1972-），男，湖南邵陽人，高級工程師，從事公路橋梁施工。

潘森兵（1979-），男，江西上饒人，工程師，從事公路、市政橋梁施工。

郭松（1978—），男，浙江仙居人，高級工程師，從事公路、市政橋梁施工。

（作者單位：浙江交工集團股份有限公司）