高速公路工程建設中的預應力管樁復合地基施工工藝

摘要：近年來，高速公路工程建設中預應力管樁復合地基技術的應用十分廣泛。該技術能夠有效減少地基沉降問題，使地基承載力得到提升。高速公路是一種大型帶狀構筑物，其地基處理長度很大，經常需要穿越多種不同的地貌單元，因而面臨的土層條件也十分多變。在當前的高速公路施工當中，預應力管樁復合地基已經成為了施工中必不可少的一項重要技術，其施工工藝水平對于高速公路整體施工質量將產生直接的影響。

關鍵詞：高速公路;工程建設;預應力管樁;復合地基;施工工藝

前言

高速公路是我國公路交通系統中最重要的組成部分，對于國民經濟發展有著巨大的作用。以國道主干線系統規劃為依據，我國高速公路事業近年來取得了很大的發展，工程數量和工程規模也不斷擴大。但是，高速公路病害問題也日益嚴峻，特別是面對軟土地基的情況，容易發生沉降，造成橋頭跳車等不良情況，對高速公路運行安全造成了不良的影響，甚至可能引起嚴重的交通事故。因此，要高度重視對高速公路工程地基的處理技術及施工工藝，以保證高速公路的運行安全。

一、高速公路工程的工程概況

以某高速公路工程為案例，全長125.409km，在里程起訖樁號K35+080-K56+807段，21.727km范圍內，沿線軟弱土較多。施工現場環境情況，氣候環境、地下水、軟弱土厚度等，都會對施工過程產生影響。由于軟弱土穩定性較低，因此如果采取直接施工的方式，將會對施工質量造成不利影響?；诖?，采用了預應力管樁復合地基的施工方法，將地基條件改善后再行施工，保證了施工質量和工程安全。

二、高速公路工程預應力管樁復合地基的技術原理

在預應力管樁復合地基當中，其技術原理主要在于，管樁和樁頂褥墊層之間，能夠實現緊密的結合，將施工穩定性進一步提升。通過對置換作用的發揮，使預應力管樁負荷狀態得到優化，能夠傳送到較深的土層。同時可將樁間土負荷降低，提升復合地基承載力，滿足工程設計要求，減少地基變形沉降情況的發生。預應力管樁可對土層發揮擠壓作用，保證樁間土結合度緊密，使土體凝固時間及孔隙率得到保證，進而達到理想的施工效果[1]。

三、高速公路工程預應力管樁復合地基的施工工藝

施工前做好準備，在路基兩側開挖臨時排水溝，將地表積水徹底排凈。同時將施工現場的石塊、樹根等雜物清理干凈，鋪設巖渣墊層40cm。檢測管樁基礎承載力，遵循施工規程，確保承載力在6.37MPa以上。使用靜力觸探儀檢測，與監理工程師共同完成，對各項數據準確記錄。開展管樁試樁施工，根據施工圖紙確定相關參數，參照施工樁機型號進行管樁試樁，同時檢查靜壓樁和其它設備性能參數，得出荷載沉降曲線。沉樁作業前要先進行樁位放樣，明確樁位中心和樁位軸線，使用竹片標記，在中心延長線設置控制樁，發揮保護作用，以免偏移。確認無誤后，安排樁機就位，先加固處理軟土地基。根據長度、深度、規格等參數，明確打樁順序，從長到短、從深到淺、從大到小的順序施工。

結合工程實際情況，確定施工方法，如靜壓法、錘擊法。在錘擊法施工中，緩慢將樁吊起至垂直，將錘頭下部固有送樁器套在樁頭上部，對準樁位后勻速打入土內，深度在1.0cm，然后檢查垂直度。在靜壓法施工中，緩慢勻速將樁吊入井中，利用抱緊樁完成打壓，深度在10cm[2]。利用經緯儀檢查垂直度，第一節樁垂直度偏差在0.5%以內，最終樁身傾斜率在1%以下，樁位偏差在d/4以下。吊裝作業中，固定位置在管樁上端4m位置，使用鋼絲繩固定，保證垂直。放置在預定位置后調整固定，與地面相距50cm時停止，對中調直后沉樁。觀察樁身磨損情況，檢測樁端及樁身垂直度及壁厚。使用回彈儀檢測混凝土性能，確保強度符合要求。

固定首節管樁后，與對面保持50cm，焊接固定管樁端頭法蘭盤及十字形鋼樁尖，勻速壓入地下，在外露長度剩余100cm時停止。將管樁吊起送入樁機，平穩壓入地下，深度1.0-1.5m。使用錘擊法沉樁，以冷打作業方式完成初打，貫入深度達到100mm以下時開始正常沉樁。采取重錘輕擊的方式，錘落距離不超過1.5m，連續進行，以免發生固結。檢查樁的質量后進行打樁，將管樁油污灰塵清理干凈，以免影響焊接質量。做好標記后，隨時觀察樁體入土深度。第一節樁完成后，吊裝連接第二節樁，中心線偏差不超過5mm。拼接區域坡口槽采取焊接作業，保證對稱焊接，遵循二級焊縫質量標準，使用J506電焊條，做好防護，避免影響周圍結構質量。焊接后清理焊渣，檢查質量，然后沉樁。樁體與地面相距1m時暫停，繼續連接第三節樁，依次推進施工，確保達到設計標高。

沉樁作業時，對于相關參數應準確記錄，按照連續錘擊3陣，每陣錘擊10次的方式進行?？刂坪脴督宇^數量，少于4個，且位置在不同截面。檢查樁帽混凝土強度，達到施工要求后，進行樁間砂填筑施工，高度比樁帽高度略高，高度差在5-10cm以內。對砂的級配和規格嚴格控制，依次分層填筑碾壓，保證壓實度合格。符合設計標準后，進行土工格柵施工，明確承受荷載方向，采取人工捆扎的方式連接，確保平整性符合要求。鋪設作業情況要及時檢查，對褶皺問題做好處理，路基外部填筑層預留30-50cm。檢查土工格柵鋪設質量合格后，進行砂石墊層施工。該項施工需要盡快完成，將土工格柵外露時間控制在48h以內。施工過程中，壓輪不能直接觸碰筋料，在還沒有完成壓實處理之前，不允許車輛行駛，避免外力作用造成筋料錯位的問題。

四、高速公路工程預應力管樁復合地基的質量控制

在高速公路工程建設中，對于預應力管樁復合地基要做好質量控制。根據標準施工規程的相關要求，保證端頭板外側平面度偏差在0.2mm以內，樁體傾斜度在0.5%d以內。群樁點及單排樁位偏差方面，前者的偏差要控制在20mm以內，后者的偏差要控制在10mm以內。在樁頂標高偏差控制方面，保證靈活性，不超出±50mm的偏差范圍[3]。上下節管樁通過順直連接的方式，保證錯位偏差不超過2mm。樁端頭板焊接過程中，焊縫需要滿足飽滿性、完整性的要求，結束檢查接頭焊接作業后，需要預留8min的時間，保證能夠達到良好的自然冷卻狀態。施工方法選取靜壓法，對最大壓樁力和單樁豎向承載力之間的關系做好處理，保證前者壓力達到后者壓力的1.35倍左右。

結論：高速公路工程建設是我國交通發展中的一項重要內容，對于提高交通運行效率有著直接的影響。而高速公路由于建設里程較長，面臨的環境情況較為復雜，經常會遇到軟土地基的不良情況。為了保證高速公路的施工質量和建成后的運行安全，采用了預應力管樁復合地基的施工方法。該方法污染小、效率高、質量好，運用科學的施工工藝，做好各個環節的處理，進而保證施工質量合格。

參考文獻：

[1]王本法，劉世清，王瑞.水工建筑物PHC管樁復合地基的塑性混凝土褥墊層施工方法[J].中國標準化，2019，26（15）：166-168.

[2]王承罡，魏贛英.預應力管樁在高速公路地基處理中的應用研究[J].建筑工程技術與設計，2018，34（22）：177-179.

[3]梁建鋒，黃擎洲，李富有，等.深厚泥漿池預應力管樁與就地固化復合路基施工技術[J].四川建筑，2020，40（2）：153-155.

作者簡介：姓名：李鳳偉（1976.8.26-）男，漢，黑龍江省青岡縣，初級工程師，大專，單位：黑龍江迅騰建設工程有限公司，研究方向：公路工程專業，單位所在省市及郵編：黑龍江省哈爾濱市道里區，150016。