預應力管樁在某機場軟土地基處理中的應用

王玉成

摘要 預應力管樁由于具有強度高、施工質量好、施工周期短、對環境污染少等優點，在工程施工中得到了廣泛的應用。基于此，文章闡述了在軟土地基中采用預應力管樁技術處理的施工方法，總結了在軟土地基采用預應力管樁加固處理的施工工藝，以及在施工中的經驗，以供類似工程借鑒參考。

關鍵詞 預應力管樁;加固;軟基處理;承載力

中圖分類號 TU753.3 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）03-0112-03

0 引言

隨著我國基礎設施建設的不斷創新與發展，民航領域采用的各項新材料、新工藝在不斷地飛躍發展中，在短短的幾年內，預應力管樁在機場地基處理工程中得到了廣泛地應用。預應力管樁與沉管灌注樁相比具有自身的優點：強度高、施工質量好、施工速度快、工效高、工期短及對環境污染少等。預應力管樁作為樁基礎工程施工質量尤為重要，該文淺談預應力管樁在某機場軟土地基處理中的應用。

1 設計要求

軟弱土厚度>5 m時采用預應力混凝土管樁處理，樁型為PHC—AB400（95），其單樁豎向承載力特征值≥900 kN，相關指標要求參照《預應力混凝土管樁》10G409中的標準。

標準依據：《先張法預應力高強混凝土管樁基礎技術規程》（DB51/5070—2010）和《預應力混凝土管樁技術標準》（JGJ/T 406—2017）。

2 主要優點

2.1 單樁承載力高

預應力管樁樁身采用高強度混凝土（即預應力管樁樁身混凝土強度等級達到80 MPa），此類樁可打入密實的砂層或強風化層，樁尖與附近密實的砂層或強風化層間可產生摩擦阻力，改變土質原始狀態，樁端承載力相對原土質提高80%～100%，所以管樁承載力設計值要比同直徑的沉管灌注樁或鉆孔灌注樁高[1]。

2.2 施工速度快，工效高，工期短

預應力管樁施工采用錘擊法。一根30 m的樁可分為3節，從樁機就位、矯正、樁的初始錘入、接樁、再到樁的全部錘入的時間在40～60 min左右。

2.3 環境污染少

預應力管樁采用機械化施工，現場整潔，施工過程中無泥漿滿地流淌、渣土堆棄等現象，可24 h連續施工。

3 加固原理

加固原理為上部荷載通過樁體將力傳達給受力狀態較好的持力層，以抵抗外部作用。

4 施工工藝流程

準備→設計樁點→施工放樣→樁機準備、就位→穩樁→第1節樁施打→起吊第N節樁→接樁→第N節樁施打→截樁→檢測→驗收。

5 施工方法

5.1 場地平整

施工時，根據地形圖和平整高程及“寧填勿挖”的原則采取人工配合挖掘機的方法對場區內的雜物（樹木、雜草等）進行清除和場地整平，同時需做好排水系統，保證排水通道的暢通。

5.2 測量放樣及布樁

根據設計圖測放出預制管樁處理區域邊線，并用白石灰做標記。然后根據設計出的樁點位，采用GPS測量儀對樁點進行測放，并在樁點上標明樁點編號。

5.3 預應力管樁施工順序

見圖1。

5.4 吊樁、打樁

管樁起吊前應拴好吊裝用的鋼絲繩及索具，吊裝時采用一點法，啟動吊車吊樁，使樁尖垂直對準樁位中心，緩緩放下插入土中，位置要準確，再在樁頂扣好樁箍。

樁尖插入樁位后，先用樁錘自重將樁插入地下50 cm，使樁垂直穩定，然后校正垂直度，即可除去索具。在樁架的90o方向各放一個吊線架，隨時調整和觀察打樁情況。

樁進入土層的距離略高一些，對樁不會有影響，當樁進入一定的深度后，落距應降至設計要求的高度。并觀察沉入情況，待樁帽嚴重反彈后可進行貫入度的測量，當滿足要求后可收錘，準備下一根樁的施打作業。

施工過程中在樁頂和樁帽內加入適量的膠木反沖層避免樁頭損壞。

5.5 接樁

預應力管樁的接樁方法采用焊接接樁法，即在端頭板坡口后采用焊接接頭[2]。

接樁焊接前，應先檢查接頭表面潔凈情況，用鋼刷清除接頭表面的污物和鐵銹。

接樁前，應確保入土樁段的樁頭露出地表0.5 m，以便于第二節樁接樁。接樁時應先設置接樁導向箍，確保上下節樁的順直，兩樁樁心的錯位偏差小于2 mm。

焊接時宜在樁四周對稱進行，焊接層數不得少于2層，第一層焊完后須把焊渣清理干凈方可進行第二次施焊，焊縫應連續、飽滿。

焊接結束后，待焊縫自然冷卻后方能繼續沉樁，嚴禁焊好后立即沉樁或采用水急速冷卻。見圖2。

5.6 終止沉樁

在停錘之前，最后十擊貫入度及最后1 m沉樁錘擊數等各種沉樁參數應符合設計及規范要求時方可收錘停打。過早終止沉樁，則樁端無法進入持力層，樁的豎向抗壓承載力無法滿足設計要求;過遲終止沉樁，樁頭或者樁身的完整性可能遭到損壞;因此須以貫入度控制為主、樁長控制為輔的原則為終止沉樁的控制標準[3]。

5.7 沉樁記錄

沉樁過程中應對相關數據進行詳細記錄（包括樁長、樁型、沉樁時間、錘擊數/m、樁的偏斜度、最后十擊的貫入度及最后1 m沉樁錘擊數等），還應詳細觀察并記錄樁身的上浮情況。

6 試驗檢測及分析

成樁后測試樁身低應變，檢測頻率10%，且不少于20根，要求樁身質量不低于Ⅱ類;單樁載荷試驗檢測頻率為0.2%，且不少于3根，承載力特征值應大于900 kN。

6.1 低應變檢測

低應變檢測結果見表1。

結論：滿足設計要求。

6.2 單樁豎向抗壓靜載

單樁豎向抗壓靜載結果見表2。

7 結語

預應力管樁復合地基工作是通過預應力管樁體的協調工作來完成的，預應力管樁施工工藝突出表現為強度高、施工質量好、施工速度快、工效高、工期短及對環境污染少等優點，在機場軟土地基處理中具有顯著的社會效益和經濟效益。

參考文獻

[1]賈尚星，付強，李莉.預應力管樁在地基處理中的應用[J].建筑工程，2007（6）：26-27.

[2]高年華.預應力管樁在公路軟基處理中的應用[J].山西建筑，2006（5）：108-109.

[3]地基處理技術規范：DBJ08—40—94[S].上海：上海市建設委員會，1994.