樁板式路基施工技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用

安徽省交通建設(shè)股份有限公司，安徽 合肥 230041

近年來，樁板式路基在高速公路路基施工得到了廣泛應(yīng)用。樁板式路基以打入預(yù)制管樁直接支撐鋼筋混凝土梁板，形成一種透空簡潔的受力承載結(jié)構(gòu)，工作性能類似橋梁結(jié)構(gòu)，屬于柔性體系，其具有造價低、質(zhì)量易控制、占地少等優(yōu)點，還可以進行工廠化、裝配化施工。

新建高速公路樁板式路基一般橫向采用兩排或多排管樁，擴建高速項目一般在老路側(cè)邊采用兩排管樁，其樁基是由一排在既有高速公路護坡上的樁和一排在高速公路護坡外側(cè)的樁共兩排樁組成[1]。樁板式路基采用工業(yè)化建造方式，土地資源占用少，以“標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、機械化、裝配化”為核心，以實現(xiàn)節(jié)約資源、提升功效、提高質(zhì)量、建設(shè)綠色高速公路為目標(biāo)，是高速公路路基施工創(chuàng)新的必由之路。

1 工程概況

合肥繞城高速公路隴西至路口段應(yīng)急工程HRC-02合同段由我單位中標(biāo)承建，該項目為高速公路改擴建工程，主要工程內(nèi)容為該段主線范圍內(nèi)路基、全線路面、橋涵、路口互通、環(huán)保綠化、其他工程等。

合肥繞城高速隴至路口段起點為隴西互通立交，南接合肥至蕪湖高速，終點為路口互通立交，向北連接合肥至徐州高速，是G3京臺高速和G40滬陜高速的共同路線，更是安徽省內(nèi)最為繁忙的高速公路之一。隨著安徽經(jīng)濟的崛起，現(xiàn)有交通服務(wù)功能完全滿足不了現(xiàn)行的交通流量，政府提出了對合肥繞城高速擴建的提議。該項目為地理位置在合肥市周邊區(qū)域，土地資源比較緊張，同時該項目在路口立交處橫跨正在運營的合徐高速公路，采用傳統(tǒng)的路基土石方施工，填土高度約為7m，填土量大、永久占地多、施工周期長。經(jīng)過多方案比選，設(shè)計采用裝配式無土樁板式路基結(jié)構(gòu)，由下部樁柱和上部梁板組成，樁柱采用預(yù)應(yīng)力管樁，梁板采用預(yù)制混凝土橋面板，基本實現(xiàn)工廠化、機械化、裝配化施工的工業(yè)化建造方式。同時采用樁板式組合路基，不僅施工速度快，而且安全性高，實現(xiàn)了快速、節(jié)約的施工目標(biāo)[2]。

2 樁板式路基施工方法

合肥繞城高速樁板式路基下部采用PRC-I500C型管樁和HPC500AB型管樁連接而成，根據(jù)設(shè)計高程和底面高程確定整體樁長；管樁截面外徑500m，壁厚100mm，樁頂1.4m范圍內(nèi)壁設(shè)置剪切鋼筋，后澆筑C50微膨脹混凝土[3]；上部單孔跨徑設(shè)計為6m，7孔一聯(lián)，每聯(lián)之間設(shè)無縫伸縮縫。樁和梁板等結(jié)構(gòu)采用工廠化集中預(yù)制，現(xiàn)場進行安裝施工。

2.1 管樁及梁體預(yù)制

（1）管樁預(yù)制。管樁直接采購成品預(yù)應(yīng)力管樁，該管樁采用工廠化集中預(yù)制，生產(chǎn)工藝比較成熟，主要工藝流程為鋼筋加工制作、高性能混凝土澆筑、離心力成型和蒸汽養(yǎng)生等。鋼筋籠的加工采用數(shù)控滾焊一次成型，模板為定型鋼模，混凝土采用C80高強高性能混凝土，通過離心法達(dá)到密實，然后經(jīng)過高溫、高濕度蒸汽養(yǎng)生，達(dá)到高強度要求。

（2）梁體預(yù)制。預(yù)制梁板有公司項目部在標(biāo)準(zhǔn)化集中預(yù)制場進行集中預(yù)制，一般采取裝配化、工廠化預(yù)制方法，如圖1所示。該項目梁板采用C40混凝土澆筑，梁體尺寸為2.8m×11.8m，梁體模板采用定型鋼模版。梁板的主要施工工序為底板施工、鋼筋制作加工、模板安裝、混凝土澆筑和養(yǎng)護成型等。

圖1 裝配化、工廠化梁板預(yù)制

2.2 管樁沉樁打入施工

樁板式路基的沉樁施工可以根據(jù)不同地質(zhì)條件采用打入法和靜壓法，如圖2所示。該項目采用60型高頻振動錘錘擊打入法施工，施工的質(zhì)量主要取決于樁基的平面位置和高程精度，要控制好管樁打入質(zhì)量、管樁的垂直度、樁底標(biāo)高、樁頂?shù)耐旰枚取Ｊ紫雀鶕?jù)施工設(shè)計圖紙要求進行測量放樣，精確定位。管樁定位插樁一般入土30～50cm為宜，然后進行精細(xì)調(diào)整。振動沉樁過程中現(xiàn)場施工技術(shù)人員時刻觀察樁的沉入進尺情況及位移變化，如遇樁位偏移，及時調(diào)整；振動錘擊時保證管樁垂直，錘擊受力與管樁中心線一致，如果出現(xiàn)傾斜，應(yīng)根據(jù)具體情況及時糾正，不得過振防止樁身損壞。預(yù)制管樁樁打入深度采用雙控方法，即以貫入度和樁底高程。如貫入度和樁底標(biāo)高不能同時滿足設(shè)計要求時，需要根據(jù)不同情況采取不同措施。首先應(yīng)滿足貫入度要求，在堅硬土層中，每根樁已打到貫入度要求，而樁底標(biāo)高未達(dá)到應(yīng)力持力層設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)根據(jù)實際情況與相關(guān)單位協(xié)商確定。

圖2 管樁沉樁施工

2.3 梁體安裝施工

梁板安裝采用吊裝法施工，從一聯(lián)中兩個相鄰的預(yù)制A板開始吊裝，使樁頂預(yù)留鋼筋準(zhǔn)確插入預(yù)制A板的預(yù)留孔，向孔內(nèi)澆筑灌漿料。然后起吊中跨B板，將其放置于相鄰兩片已經(jīng)穩(wěn)定固結(jié)的預(yù)制A板之間，精確調(diào)整位置，確保開孔與相鄰A板的預(yù)留孔精確對接。澆筑預(yù)制A板與B板之間的濕接縫，待其強度達(dá)到90%設(shè)計強度要求后，起吊邊跨C預(yù)制板，通過JL32精軋螺紋鋼筋，使起吊縱梁、預(yù)制C板與相鄰預(yù)制B板可靠連接，澆筑相鄰板塊之間的濕接縫。一聯(lián)主體結(jié)構(gòu)施工完畢，進行防護護欄的澆筑、附屬設(shè)施的安裝以及橋面系的施工，然后按照上述工藝完成全部梁體的安裝。

2.4 擴建公路新老路銜接施工

擴建公路新老路基銜接施工主要包括老路病害處理、原路肩拆除、老路基切縫以及后澆帶與原路基接縫等工藝。首先對原有路基進行檢測，如果發(fā)現(xiàn)影響質(zhì)量的病害，應(yīng)進行挖除換填或注漿等處理方案解決。挖除原路基前，應(yīng)設(shè)置安全隔離欄以確保原道路的通行安全。老路床病害處理并達(dá)到設(shè)計要求后，在老路路床外邊緣澆筑不透水混凝土作為基層，待其強度達(dá)到要求后，在其結(jié)構(gòu)上層外邊緣澆筑一層20cm厚C20透水混凝土作為后澆帶與老路進行銜接，預(yù)制梁板內(nèi)側(cè)邊緣與原路基頂邊緣以現(xiàn)澆一體化枕梁進行連接。

2.5 施工優(yōu)化措施

（1）采用基于動量定理和能量守恒定律的一體化樁墩施工方法，解決傳統(tǒng)方法終止打樁標(biāo)準(zhǔn)承載力不明確的問題，推動樁板式路基在公路工程裝配化施工的應(yīng)用。

（2）樁與板的連接，采用筒形剪力撐連接、十字剪力撐連接、多重剪力鍵連接等優(yōu)化措施，受力明確、安全可靠，便于后期養(yǎng)護。

（3）采用豎向限位伸縮縫裝置，實現(xiàn)梁體的協(xié)同變形，解決端部跳車問題，提高了梁板的安全和耐久性。

（4）樁板式路基采用多跨一聯(lián)，預(yù)制梁板內(nèi)側(cè)邊緣與原路基頂邊緣以現(xiàn)澆或一體化枕梁進行連接，形成具有側(cè)邊連續(xù)交接限位的結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)束語

通過合肥繞城高速樁板式路基的實踐證明，樁板式路基解決了軟體地基高速施工的安全性、長期穩(wěn)定性；無須填土、減少用地，特別是擴建高速項目在原路基邊坡上施工，甚至不增加用地；采用了標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、裝配化施工，便于現(xiàn)場管理；與常規(guī)路基相比，造價大幅降低，經(jīng)濟優(yōu)勢更為明顯。

樁板式路基方案通過不斷的實踐優(yōu)化，逐步推向各類高速公路的施工應(yīng)用。在建的合寧高速擴建、合安高速擴建，以及即將開工的合蕪高速、合樅高速、無岳高速都在大力推廣優(yōu)化后的樁板式路基施工方案，實現(xiàn)了綠色公路建設(shè)、工業(yè)化技術(shù)改造，發(fā)揮了樁板式路基集約環(huán)保的優(yōu)勢。