預應力技術在公路橋梁工程施工中的應用

蔡玉潔 王偉

摘 要：將預應力技術應用于公路橋梁工程施工中，有利于提高公路橋梁結構承載力與強度。本文結合S公路工程沖涌中橋施工，探討了靜壓預應力混凝土管樁施工技術在公路橋梁工程施工中的應用。

關鍵詞：靜壓預應力混凝土管樁;公路橋梁;斷樁預防

中圖分類號：U416.1文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）10-0096-03

Application of Prestress Technology in the Construction of Highway and Bridge Engineering

CAI Yujie WANG Wei

（Chongqing Juneng Construction Group Sichuan Co.， Ltd.，Chengdu Sichuan 610000）

Abstract： The application of prestressed technology in highway bridge construction is conducive to improving the bearing capacity and strength of highway bridge structure. This paper discussed the application of static pressure prestressed concrete pipe pile construction technology in highway bridge engineering construction based on the construction of s highway project.

Keywords： static pressure prestressed concrete pipe pile;highway bridge;prevention of broken pile

預應力混凝土管樁是近年來公路橋梁工程的新型應用基礎，它具有較高的承載力和較強的可靠性，而且施工簡易快速，在當前公路橋梁建筑工程中應用廣泛。近年來，隨著工程技術水平的提高，靜壓預應力混凝土管樁施工技術得到了快速發展。但是，在技術提升過程中會出現某些問題，如高層建筑地表堆土高低差及側壓力過大導致的基礎整體折斷問題等。但相對而言，該技術的基礎支撐能力還是擁有一定安全保障的，目前其成為國內許多公路橋梁采用的重要施工技術。

1 預應力技術的基本理論概述

在公路橋梁工程項目施工中，預應力技術十分常見。本文所要探討的是靜壓預應力混凝土管樁施工技術。

靜壓預應力混凝土管樁施工技術采用的是靜力壓樁施工技術，主要是針對公路橋梁的預應力高強度混凝土（Pre-stressed High-strength Concrete，PHC）管樁與預應力混凝土（Prestressed Concrete Pile，PC）管樁的樁基所展開的，屬于一種典型的沉樁施工技術類型，沉樁施工的主力設備為液壓式靜力壓樁機。

在具體施工過程中需要分析壓樁設備，確保設備安裝到位，對設備自帶起吊設施進行有效調整。例如，圍繞管樁起吊過程調整喂樁位置，開展喂樁施工，再對壓樁機中心夾具進行調整，保證管樁夾抱到位，并對沉樁垂直度進行動態調整，保證抱樁施工到位，具體措施為結合樁自重與配重進行施工優化，構建混凝土管樁自重與配重的雙施壓體系，有效克服施工中出現的各種摩擦阻力問題。同時，要對壓入地基土的管樁預期樁頂標高進行分析，以完成整個施工過程[1]。

整體看來，靜壓預應力混凝土管樁施工技術優勢明顯，且技術針對性較強，可應用于人工填土工程施工，適用的土質包括密度中等偏上的粉砂土、細沙土等。可見，靜壓預應力混凝土管樁施工技術的應用范圍較為廣泛。

2 S公路工程沖涌中橋項目的預應力施工技術應用

2.1 S公路工程沖涌中橋項目概況

S公路工程沖涌中橋項目屬于公路河流施工段沖涌中橋，跨徑為45 m，橋跨布置為10 m+20 m+15 m，屬于雙幅橋類型，左幅橋面寬度為22 m，凈寬16 m，左幅橋梁交角10°;右幅橋面寬度為24.5 m，凈寬19 m，橋體與線路斜交30°。橋梁的周邊環境方面，下方為農田灌溉渠道橫河，橋下設有人行通道，橋面整體縱坡達到-0.95%，豎曲線半徑R約為80 000 m，橋梁上部結構是三跨簡支空心板設計。在該工程項目中，充分考慮到S公路工程沖涌中橋這一屬性，其樁基部分采用PHC管樁結構。在設計施工圖的過程中，經過深層次研究后決定采用靜壓預應力混凝土管樁施工技術，設計樁徑為600 mm，樁壁厚度為130 mm，型號全部為AB型。共使用136根混凝土管樁，每根長度都在24～30 m，樁總長度為3 788 m。根據靜壓預應力混凝土管樁的設計及規范要求，應該在施工前對混凝土管樁單樁進行靜載試驗，以確定其單樁承載力。

2.2 S公路工程沖涌中橋的預應力混凝土管樁驗樁要點

S公路工程沖涌中橋在施工前期選擇了兩根30 m長的混凝土管樁，兩條管樁樁底標高均為-2 m，樁頂標高均為6.5 m。為確保驗樁工作順利進行，須做好以下幾點。

第一，在施工前，對S公路工程沖涌中橋的樁端進行處理，保證持入層長度控制在1.5～1.9 m。

第二，對混凝土管樁實施復壓，復壓次數一般在兩次以上，同時控制好每一次的穩壓時間，保證不超過5 s為最佳。

第三，在施工前，應對靜壓預應力混凝土管樁樁尖進行處理，可選擇在管腔內部灌注2 m高的C20細石混凝土。在混凝土管樁正式施工之前，建立靜壓預應力管樁基礎并進行針對性質量檢測，確保管樁質量符合設計要求。在該過程中，需要對混凝土管樁樁身是否達到100%強度進行施壓分析。

第四，在驗樁之后需要進行截樁，主要在露出地面樁段進行施工，將該部分樁段直接截掉。再者，需要對樁頂進入承臺深度進行分析，將其深度控制在10 cm左右，保證樁身垂直度控制在1%以內。施工過程中還要對承臺邊緣與樁身凈距離進行分析計算，將其控制在30 cm以上。最后確定樁位坐標后再展開施工[2]。

2.3 S公路工程沖涌中橋項目的靜壓預應力混凝土管樁施工過程技術要點

2.3.1 施工準備。在施工現場，要保證做到“三通一平”，即通便道、通電、通水源、整平加固，以滿足靜壓樁機在施工過程中的作業承載力要求。在對S公路工程沖涌中橋進行施工前，要準備好施工材料，除主要施工材料混凝土管樁以外，還要準備錐形鋼質樁尖、填芯栓以及封端鋼板。針對靜壓預應力混凝土管樁配樁，S公路工程沖涌中橋所用到的主要材料還有混凝土管樁、錐形鋼質樁尖、填芯栓以及封端鋼板。準備工作就緒后，正式進行沉樁施工。

2.3.2 施工測量定位與放樣。首先根據設計圖紙計算出樁位坐標，用全站儀精確放樣，并做好標記與保護措施。同時，測出樁位的原地面高程，結合設計樁長，準確配置管樁。

2.3.3 吊樁與喂樁施工。工程沖涌中橋在施工中明確了存樁點，其距離樁機位置偏近，選擇利用樁機上方的吊臂直接進行喂樁操作，但必須注意喂樁節奏。在S公路工程沖涌中橋施工過程中，要慢慢移動、吊起靜壓預應力混凝土管樁，并且要避免樁之間發生碰撞。再者，要利用樁機夾具夾持施工，保證吊臂鋼絲繩與混凝土管樁相互有效連接。簡言之，要保證管樁位置安裝準確，同時選擇輕壓施工，在施工中檢查樁基偏差，如果發現偏差，要及時糾正，如果出現偏差過大，需要實施重壓施工[3]。

2.3.4 靜壓沉樁與送樁施工。配合壓力表按照10.89 t/MPa展開施工。在施工下壓過程中，需要時刻保持壓樁壓力滿足施工要求，并做好施工記錄，配合經緯儀對壓樁管樁垂直度進行合理控制。

在送樁施工中，保證送樁下端緊緊貼靠樁上端頭位置，樁底標高計算到位并優化設計樁底標高位置后，再進行對比性技術分析，實施對比分析后方可施工。在S公路工程沖涌中橋中，需要對壓樁過程進行調整，保證兩節樁高設計均為15 m，最終樁頂標高定位在7.231 m，而樁底標高最終確定在-24.01 m[4]。

2.3.5 斷樁處理。S公路工程沖涌中橋接樁示意圖如圖1所示。S公路工程沖涌中橋針對斷樁的接樁方法主要是將靜壓預應力混凝土管樁斷樁頂部位置以下1 m放入鋼筋籠中，并擴大200 mm鋼護筒，保證在管樁內部植入鋼筋骨架，再使用強度高于管樁所用混凝土一級的混凝土進行灌注施工[5]。

接樁示意圖

以該工程項目的3根斷樁荷載組合進行分析，了解其樁頂力，數據如表1所示。

該工程中某些斷樁為邊樁，所以在橋墩非主受力方向進行對稱加樁，如圖2所示。

3 結語

本文通過實際案例證明了靜壓預應力混凝土管樁施工對覆蓋層較厚的軟土層及巖層的良好適用性，凸顯了預應力技術在公路橋梁施工中的優越性。靜壓預應力混凝土管樁技術將成為未來高速公路橋梁工程中值得推廣的一項重要技術。

參考文獻：

[1]趙崢，張森，李曉猛.預應力混凝土管樁在高速公路中應用的靜載試驗研究[J].建筑技術開發，2019（18）：130-131.

[2]孫文廣.預應力混凝土管樁在建筑工程中的應用探討[J].四川水泥，2020（2）：190.

[3]胡迪飛，陶遠波.預應力混凝土管樁的浮樁現象[J].房地產導刊，2019（15）：223.

[4]盧士波，呂利芹.預應力混凝土管樁在市政道路軟基處理中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2019（1）：157.

[5]張欣亮.公路橋梁施工中預應力的應用及存在的問題研究[J].工程技術研究，2019（14）：86-87.