高速公路路基工程PHC預應力管樁施工技術

侯德寶

（河北交投路橋建設開發有限公司，石家莊050011）

1 引言

高速公路工程的建設極大地加強了各區域之間的聯動和交流，滿足了人們的出行需求，并推動了國家交通運輸事業的快速發展[1]。 高速公路建設項目往往具備工程量大、施工難度高、工期長等特點。 路基工程占據重要地位，路基的施工質量直接決定著公路的整體質量和安全。 公路軟土地基尤應重點關注，因其承載力低、沉降變形快等特點，在實際應用中需對軟土地基進行必要的加固處理[2]。目前，常用的有換填法、灰土擠密樁法、水泥攪拌樁法、強夯法等，各有優缺點，而預應力管樁法因其施工方便、取材便利、效果顯著、經濟高效等優勢，在高速公路施工中應用較為廣泛[3-4]。 本文以高速公路路基工程PHC 預應力管樁施工技術為主要內容，對其工程特性、施工方案以及技術要點進行研究。

2 工程概況

某高速公路建設項目全線共長149.887 km， 雙向4 車道設計標準，路基寬度為27 m，設計行車速度為120 km/h，瀝青混凝土路面，全線橋隧比為43.9%。 該高速公路第4 標段里程樁號為K45+497.319～K60+996.915，里程共計15.5 km，據地質勘探可知，該標段內存在較大面積的軟土地基，其路基工程施工內容主要包括石灰粉煤灰土結構層以下的所有路基土石方工程及特殊地基處理、路基防護、路基排水、擋土墻、涵洞等。 為有效解決軟土地基的不均勻沉降變形現象，施工單位擬采用PHC 預應力管樁施工技術進行地基處理。 據統計，該標段用到的PHC 管樁共計51 088 根，樁長分別為22 m 和24 m，合計1 122 773 m。

3 PHC預應力管樁工程特性

本項目中選用的PHC 預應力混凝土管樁的性能應滿足使用要求，其主要為一種混凝土構件，結合預應力原理采用高強度混凝土制得。 通常情況下PHC 預應力混凝土管樁為廠家提前制備，對鋼筋進行張拉法加工，再利用蒸汽高壓技術加工為等截面的空心圓筒構件。 整體管樁加工完成后統一運輸到施工現場， 經現場檢驗合格后結合高噸位壓樁設備將其靜壓至指定位置，使其滿足結構物基礎部分標準。PHC 預應力混凝土管樁的基本尺寸見表1。

表1 PHC預應力混凝土管樁尺寸規格

4 PHC預應力管樁施工技術要點

4.1 施工準備

靜力壓樁機正式施工之前， 現場技術人員應提前對施工范圍地下所有的構造物予以系統性排查，如管線、電網、排水渠等，避免在壓樁過程中破壞現有結構， 提前聯系相關部門予以報備，采取妥善保護措施，盡可能地減少不必要的經濟財產損失。

本項目選用PHC400（95）AB 型設計管樁，管樁施工的安全距離應設定為距離堤涵結構3 m 以上。 PHC 預應力管樁施工前需將路基高度填筑至指定標準， 緊接著選用30 cm 石灰土填筑，高度需略高于樁頂高程，并持續壓實養護，強度需達標，再開展反開槽作業。

4.2 樁位放樣

提前根據施工圖將現場各個控制點、 水準點坐標進行反復核準，再制定施工區域質量控制網格。 妥善保護且穩固各水準點和控制點，降低施工偏差。 上述工作完畢后再在指定位置打入鋼筋，并在各處準確標記，結合設定順序持續、均勻地進行打樁作業，不得出現漏打或偏位現象[5]。用畫圈的方式標記出各施工點位，現場施工放樣如圖1 所示，樁位放樣如圖2 所示。

圖1 施工放樣

圖2 樁位放樣

4.3 管樁存放

管樁的堆放位置應與樁基前進方向保持一致，這樣能方便后續的施工正常展開，現場布置要求一次性就位，不得在施工現場進行二次倒運。 在施工區域選取適當位置用作存放場地，并提前對場地進行硬化、平整、加固。 現場技術人員應結合相關要求對存放的管樁進行質量檢查，嚴格確保其性能要求滿足施工要求。 進行管樁碼放、起吊以及位移等工序作業時要妥善處理，盡量避免管樁之間的碰撞，同時，管樁堆放時的層數不得高于3 層， 堆放完畢后還需進行加固處理，避免產生滑落[6]。

4.4 管樁吊裝

本項目施工所用的管樁型號分為兩種，長度分別為12 m、10 m，吊裝施工選用兩點吊法進行展開，要求于兩側的0.21L（L 為樁長）位置設置吊頭，具體如圖3、圖4 所示。 壓樁順序需進行詳細設計，綜合考慮樁距、土層情況、場地要求等條件，壓樁順序選定為先中部后兩側，嚴禁從外到內進行沉樁施工，以免中部的土體結構密實度過高而導致后續施工難度增大。 PHC 預應力管樁吊裝過程中需嚴格注意防止斷裂，同時詳細記錄靜壓機壓力值變化情況，以此確定最佳壓樁功率和速度。

圖3 15 m以下樁吊點位置

圖4 15～30 m長樁吊點位置

沉樁施工中，其結構整體需保持垂直，并控制其偏差值不高于0.5%，其中，首節沉樁壓降至地下后垂直度誤差值需控制在0.3%以內。 施工人員提前在樁機兩側各放置經緯儀一臺，用于在施工中準確、快速對樁身長度進行測量。 每個工序應確保連續，非必要情況下不得存在中斷、停歇[7-8]。

4.5 接樁

先于下節樁頭處設置定位板， 確保斷板處的平整度和清潔度，且可露出金屬光澤時即可進行焊接施工。本項目選用2臺電焊機進行對稱焊接處理，保證上下樁節錯位偏差低于2 mm，當中間存在空隙時，需進行再次焊接牢固。 分2 層逐層、對稱焊接處理，各焊縫應保持飽和，具體如圖5 所示。

圖5 焊縫狀況

4.6 終壓

結合施工圖和設計要求確定終壓標準， 結合靜載荷試驗確定沉柱工藝、壓動阻力、樁端持力層情況等。

4.7 施工質量檢測

在試驗路段上的PHC 預應力管樁施工完畢后， 采用鋼尺、吊繩等進行預應力管樁施工質量檢測，檢測結果見表2。并采用環刀取樣的方式取得夯實土樣進行室內載荷試驗， 以評價樁體的濕陷和承載能力，檢測結果見表3。結合試驗檢測，得到PHC 預應力管樁的承載能力良好，無明顯沉降變形，證實了施工質量良好。

表2 管樁質量檢測結果

表3 PHC預應力管樁靜載荷檢測結果

5 結語

本文就高速公路路基工程PHC 預應力管樁施工技術進行研究，結合實際高速公路路基工程項目，圍繞PHC 預應力管樁工程特性、施工技術要點進行展開，并及時對其施工質量進行檢測。 本文研究結果表明，采用PHC 預應力管樁施工技術可有效改善軟土路基沉降變形問題， 提高路基承載能力和結構強度，且施工工藝簡單，成本較低，提高施工質量的同時有效延長公路使用壽命。