探討橋梁工程預應力混凝土管樁施工技術

楊曉龍

（貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

隨著經濟的高速發展，高速公路項目建設的需求不斷增多，施工工藝標準化水平不斷提升，而在可持續發展理念引導下，項目施工環節如何做好環境保護成為關鍵[1-3]。樁基施工不僅直接決定橋梁進展和工期，更影響周邊環境，如何采取有效措施提高工程項目標準化的同時有效保護環境成為最大難題。

1 工程概況

某高速公路橋梁工程，對區域經濟發展至關重要，是區域基礎設施的關鍵組成部分。該橋梁第一段全場5.63 km，標段內預應力混凝土管樁共計660根，樁號K144+500~K150+133。該標段內預應力混凝土管樁型號為PRC（I）700AB130和PHC600AB130，樁頂灌芯混凝土為C40混凝土，樁長16~22 m，混凝土強度為C80。管樁基礎構造如圖1。

圖1 管樁基礎橋墩結構

該項目位于濱湖地帶，海拔高度不足40 m，地勢低平且坡度小于3°，地表物質由河流沖刷堆積而成，以濕地、湖州、漫攤為主。項目區域所在地質層為第四系全新統（Qh），由上至下分別為種植土、粉質黏土、淤泥質土、含礫粉細砂層、砂礫層[4-5]。橋位區屬洞庭湖平原。地形平坦，地面高程24.00~27.00 m。橋位區農田廣布。

2 施工工藝

2.1 工藝流程（見圖2）

圖2 預應力混凝土管樁施工工藝流程圖

2.2 施工準備

試柱數量每千米2根，現場做好各項記錄并經監理簽字確認，試樁完畢后應及時進行樁身完整性檢測。

（1）需依據試樁結果最終確定單樁承載力容許值（特征值）、收錘標準等設計參數[6]。

（2）調查場地鄰近建筑物及障礙物受沉樁施工影響的情況，并提出相應的技術安全措施。

（3）清理施工現場，處理地表雜質及地下障礙物，保持施工區域清潔。

（4）明確施工方案，進行施工前技術交底、文明施工細則與安全施工方案培訓。

（5）外購成品樁，應有出廠合格證明、質量檢驗、產品說明書等資料。

2.3 測量定位放線

執行施工方案，參照設計圖紙標準樁的點位，根據施工情況將坐標控制點、水準控制點，按要求布置[7]。

（1）采用電子全站儀等測量儀器，進行平面測量控制的構建，為項目施工、工序安排明確標準，也可應用坐標定位法，明確樁位后閉合測量。

（2）確定樁位后，采用直徑8 mm的鋼筋或竹筷插入地基內，并對樁位號做好標記，在鋼筋或竹筷上端系上紅布條，準確標注樁位輪廓，便于后續核對。

（3）針對單樁、大面積筏板、獨立承臺，采用差異化的放線方案，避免樁機移動導致樁基被破壞或引發擠土效應。

2.4 樁機就位

結合施工區域地基情況進行平面清理，換填軟土層，鋪設鋼板，改善地基硬度。樁基進場施工前，進行設備檢驗，確保各零部件工作正常，且設備儀表靈敏，檢測無誤后將樁機移動至樁位后進行施工。先進行表層土質試打，確保施工參數符合項目要求、技術規范，避免打樁施工中地基沉陷[8]。準備工作就緒后，正常施工并確保樁機垂直度、水平度，確保樁塔與地基垂直且誤差小于0.5%，控制樁位誤差在20 mm以內。

2.5 混凝土澆筑

管樁吊裝前應對管樁進行檢查，保證管樁完整沒有破損及現場配置的樁長符合設計要求。

（1）管樁吊裝并對準打樁機夾持腔，確保樁位與夾持管樁準確對應。吊起樁機樁錘與樁帽后，將其固定在樁架上并固定樁頂，保持樁機垂直度，使其垂直插入土層，確保施工操作中垂直度偏差小于0.5%，并使用全站儀進行樁機垂直度的調整、矯正。

（2）樁機就位后，將軟墊放置在樁頂并放下樁套，緩慢放下樁錘，樁錘重擊下樁機入土深度增加，下沉穩定后對樁機全面檢查與校對。打樁過程中對樁位修正的難度較高，因此施工前需確保樁位準確。確保首節管樁入地垂直，輕輕施壓，垂直度無誤后方可繼續施壓，如存在偏差及時糾正或拔除重新打入，首節管樁垂直度是確保施工工藝精度的關鍵[9]。

2.6 養生待強、拆模

施工區域地表層土質松軟，管樁被打擊時下沉量較大，輕輕捶打，采取低提錘的方式，沉樁加深后，沉速減緩，適當提高起錘高度后落錘，起錘高度最高不得超過1.5 m。確保落錘輕緩且保持垂直度，應使樁身、樁錘、樁帽在同一垂直線上，根據施工實際情況進行調整，結合樁架導桿控制落樁方向。保持樁身垂直度是施工核心，避免管樁受力不均彎曲，打樁下沉不暢，檢查樁錘是否傾斜或樁墊是否合適，需選用軟墊降低錘擊速度以提升錘擊效果。每一節管樁在施工中需一次性打入地基，不可中斷或只將樁頭錘入地面。

2.7 預應力施工

項目地基基礎深，一根管樁難以達到預計深度，需采用多管樁連續接樁錘入的方式，前一節管樁高出地面0.5~1 m時即可續樁。

（1）續樁以焊接方式為主，分段進行管樁連接，焊接管樁不得超過三段。

（2）管樁上下節拼接采用端板焊接，焊縫厚度不小于15 mm，樁頂坡口周圍對稱焊接4~6個焊接點，將上下兩節管樁固定后拆除導向箍，按照對稱焊接的工序進行焊接，兩個焊工同時進行焊接操作，焊接層數需大于兩層。內層焊接須焊接緊密，不得出現咬邊、夾渣、焊瘤等施工缺陷，完工后清理焊渣，保持樁身清潔。

（3）管樁焊接連接處涂抹聚氨酯或環氧瀝青，兩段管柱拼接時，需保持接頭位置位于地面以下8 m。

2.8 送樁

樁頭接近地面，打樁力未達到方案規定值，根據施工經驗判斷送樁深度不足允許值的情況下可繼續送樁，不可直接“樁對樁”施工，送樁作業需借助專用送樁器。一般情況下送樁器由鋼板制備而成，長度約4 m，通過送樁器將沖擊力有效傳輸到樁身，送樁器與管樁之間需增設環形樁墊塊，以防止損傷樁頂。

2.9 收錘

沉樁控制原則為控制設計樁長為主，控制貫入度或最后1 m錘擊度為輔。14 t液壓打樁錘的收錘控制指標（0.5 m落距）：最后1 m錘擊數為100~200擊（0.5 m落距），總錘擊數900~2 500擊。

（1）當樁長達到設計要求但最后1 m錘擊數或貫入度達不到以上標準時，可繼續沉樁1 m，然后采用接樁處理。

（2）貫入度達標且符合收錘標準，但樁長度未滿足方案要求或工藝設計標準時，需進行地質補勘，并進行單樁豎向承載力靜載試驗。

（3）對最后三陣貫入度值進行現場勘測，每陣貫入度值遞減且后兩陣貫入度值均符合收錘標準，則可進行收錘完成作業[10]。

2.10 管樁與基礎底板的連接

土方開挖到管樁出露高度達到設計標高時，為確保管樁與獨立柱基地板連接穩定，需進行現場清理，清除雜物并使用直徑10 mm的鋼筋貫入樁孔，并以5 mm厚鋼板作為底模。施工中所用混凝土均需符合C40強度值，嚴格遵循施工工藝標準進行捆扎，確保管樁與基底板連接穩定，為提高承載力和鋼筋強度值，可于混凝土中摻入10%的uea膨脹劑。承臺基礎底板捆扎鋼筋時，需確保基礎底板鋼筋與管樁樁頭連接牢固，同時保障管樁錨筋與基礎底板鋼筋連接符合設計要求，確保錨固長度達標。詳見圖3所示。

圖3 管樁與承臺連接構造圖

樁頂內置入托板或鋼筋骨架以承接樁頂，管樁澆灌填芯工序混凝土，需保持置入托板或鋼筋骨架強度等級高于承臺混凝土等級。樁頂澆灌填芯混凝土之前，需對樁頂清理，去除內部雜物并使內壁徹底清潔，隨后于內壁表面涂刷混凝土界面劑、水泥凈漿，提高管樁與混凝土的整體結合力，改善混凝土填芯工序施工質量。

3 質量控制

（1）首節管樁入地為項目質量控制的關鍵環節，需嚴格控制樁位精準度和樁身垂直度，以全站儀矯正樁身垂直度，使其偏差小于0.5%。

（2）管樁施打作業中，重錘輕擊并保持樁身、樁錘和錘帽在同一垂直線上，嚴格控制樁身垂直度指標，嚴密監測，發現樁身傾斜及時調查原因并糾正。樁尖置入硬土層后，不可使用移動樁架強行矯正管樁垂直度。上一節管樁沉樁后接頭位置需位于地面或承臺地面8 m以上。

（3）樁頂坡口圓周對稱焊接4~6個焊接點，按照對稱焊接的工序進行焊接，兩個焊工同時進行焊接操作，焊接層數需大于兩層。內層焊接需焊接緊密，不得出現咬邊、夾渣、焊瘤等施工缺陷，完工后清理焊渣。

4 結論

傳統鉆孔灌注樁施工作業以泥漿護壁且樁基長、成樁時間長、對周圍環境影響大，項目進度難以控制，樁身混凝土保護層厚度達標困難，導致結構耐久性不足。該文對橋梁預應力混凝土管樁施工技術特征、工藝特點進行了分析，有效解決了上述問題。橋梁預應力混凝土管樁施工技術的應用，能有效提升項目施工效率，降低工程成本，環保效果突出，為同類型橋梁項目施工提供了參考。