李堂能

(貴州省畢節(jié)公路管理局)

PTC 樁亦即預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)。近年來(lái)，在我國(guó)高速公路建設(shè)的軟基處理中，大量應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁(PTC)技術(shù)，特別是在高速公路深層軟基處理和改擴(kuò)建工程軟基處理中，該技術(shù)具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益日益明顯。

1 商開(kāi)高速路段基本情況

商開(kāi)高速是河南省境內(nèi)的一條高速公路。該高速公路總長(zhǎng)度為163.627 km，其中，軟土分布路段達(dá)14.6 km。該軟土路段有五大特性:一是軟土強(qiáng)度低，二是軟土靈敏度高，三是軟土透水性差，四是軟土壓縮性大，五是軟土變形穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)。這樣的軟土工程特性是商開(kāi)高速建設(shè)面臨著一系列難題。

2 商開(kāi)高速工程軟土地基處理原則

商開(kāi)高速工程對(duì)軟土地基處理的基本原則是:針對(duì)路段軟土的分布特點(diǎn)、路基高度等因素，工程分別運(yùn)用PTC 樁法軟基處理、換填法軟基處理、粉噴樁軟基處理、塑料排水板預(yù)壓軟基處理等多方法進(jìn)行處理。其中，對(duì)于埋深在12 ～30 m 的軟土，采用PTC 樁進(jìn)行處理。本文著重闡述PTC 樁處理設(shè)計(jì)方案和施工技術(shù)。

3 商開(kāi)高速PTC 樁設(shè)計(jì)方案和施工技術(shù)

3.1 PTC 樁設(shè)計(jì)方案

PTC 樁的樁身設(shè)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表1。

表1 PTC 樁設(shè)計(jì)參數(shù)

3.2 PTC 樁施工技術(shù)

(1)選擇施工設(shè)備

用柴油打樁機(jī)打樁的“錘擊法”和用靜力壓樁機(jī)壓樁的“靜壓法”是PTC 樁施工的兩個(gè)方法。使用錘擊法的優(yōu)點(diǎn)是:機(jī)械小，速度快，費(fèi)用低;缺點(diǎn)是:噪聲大，錘擊振動(dòng)對(duì)基底土的擾動(dòng)大。靜使用的優(yōu)點(diǎn)是:噪聲小，對(duì)基底土擾動(dòng)小，對(duì)周圍建筑物及環(huán)境影響小。其缺點(diǎn)是:機(jī)器笨重，施工速度較慢，施工費(fèi)用較高。因商開(kāi)高速工程項(xiàng)目地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)，為避免對(duì)基底土的擾動(dòng)大，施工中選用費(fèi)用較高的靜壓法施工。該項(xiàng)目工程靜壓法施工設(shè)計(jì)壓樁力為610 kN，靜力壓樁機(jī)的壓樁力要求為4 100 kN 之上，一次壓樁行程處于1.4 ～2.0 m 之間，壓樁速度保持在≥1 m/min。

(2)軟土地基處理PTC 樁施工流程

商開(kāi)高速工程軟土地基處理共分為21 個(gè)步驟:原地面整平并且夯實(shí)→填筑30cm 左右的碎石土混合物→將碎石土整理平坦并進(jìn)行壓實(shí)至90%的程度→確定樁位→靜壓機(jī)準(zhǔn)備就緒→嚴(yán)格調(diào)整好經(jīng)緯儀的垂直度→壓入第一節(jié)樁→吊上第二節(jié)樁→將第一節(jié)樁和第二節(jié)樁進(jìn)行電焊接樁→勘驗(yàn)第一節(jié)樁和第二節(jié)樁的焊接質(zhì)量和垂直度→壓入第二節(jié)樁→依次重復(fù)前面的電焊接樁和壓樁施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高→檢查樁的質(zhì)量→按設(shè)計(jì)的尺寸開(kāi)挖樁帽的土體，形成土模→扎好樁帽鋼筋網(wǎng)、現(xiàn)澆混凝土及開(kāi)展樁帽養(yǎng)護(hù)→填筑樁帽的第一層碎石土混合物墊層并予以整平壓實(shí)→施工鋼塑格柵→鋪筑第二層碎石土混合物墊層并予以整平壓實(shí)→施工第二層鋼塑格柵→鋪筑碎石土混合物墊層至設(shè)計(jì)厚度→報(bào)驗(yàn)。

(3)軟土地基處理PTC 樁施工方法

①PTC 樁施工順序。由于PTC 樁屬于擠土樁，施工中會(huì)常出現(xiàn)先壓入的樁傾斜、偏位，后壓入的樁沉樁困難甚至不到位的情況。為有效解決“擠樁”問(wèn)題，商開(kāi)高速工程軟土地基處理中，PTC 樁設(shè)計(jì)要求壓樁順序采用了“S”型路線。

②壓樁速度的把握。壓樁時(shí)如果壓樁速度過(guò)快，就會(huì)產(chǎn)生側(cè)向力和向上推力，在側(cè)向力和向上推力這兩股力的不同作用下，PTC 樁就會(huì)出現(xiàn)傾斜偏位的情況，更為嚴(yán)重的是還會(huì)導(dǎo)致PTC 樁的上下樁節(jié)頭部位的斷裂。因此，在壓樁的過(guò)程中，必須有效處理壓樁速度這個(gè)問(wèn)題。一般情況下，壓樁速度最好控制在1 ～2 m/min 之間比較合適。當(dāng)然，不同的工程要根據(jù)情況具體分析。這里，必須把握一個(gè)原則:就是對(duì)施工適時(shí)進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)，其主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目就是超靜孔隙水的壓力，當(dāng)前一根樁壓入時(shí)產(chǎn)生的超靜孔隙水的壓力削退到70%左右以后，這時(shí)才能再進(jìn)行下一根樁的施工。

③保持沉樁的連續(xù)性。在沉樁過(guò)程中，必須盡量保持沉樁的連續(xù)性，避免中途停歇。這是因?yàn)楫?dāng)樁沉入軟土層中時(shí)，軟土中的超靜孔隙水壓力迅速上升，壓力增大，而這時(shí)軟土的抗剪強(qiáng)度大為降低，這對(duì)連續(xù)沉樁極為有利，樁身很容易下沉。從商開(kāi)高速工程的具體實(shí)踐來(lái)看，沉樁時(shí)靠近樁壁處出現(xiàn)的超靜孔隙水壓力在沉樁過(guò)后很快就會(huì)消退，也就是說(shuō)，在超靜孔隙水壓力迅速消退后，沉樁擾動(dòng)土很快就會(huì)固結(jié)，而且固結(jié)強(qiáng)度恢復(fù)也快。在這樣的情況下，沉樁過(guò)程中如有停歇，在擾動(dòng)土很快固結(jié)、強(qiáng)度很快恢復(fù)后，就會(huì)使樁側(cè)土體的摩阻力增加，從而給繼續(xù)沉樁帶來(lái)相當(dāng)大的難度，特別是在較厚的粘土層中沉樁時(shí)，如果出現(xiàn)這種情況，沉樁幾乎無(wú)法繼續(xù)下去。

④確定PTC 樁終壓標(biāo)準(zhǔn)。終壓標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)工程的設(shè)計(jì)要求、樁身強(qiáng)度的大小以及地形地質(zhì)條件等進(jìn)行綜合分析來(lái)加以確定。通常情況下，采取試樁的方法來(lái)確定終壓標(biāo)準(zhǔn)。終壓標(biāo)準(zhǔn)一般為:按設(shè)計(jì)的壓樁力的1.3 倍到1.5 倍之間的力量送樁，當(dāng)PTC 樁達(dá)到項(xiàng)目設(shè)計(jì)的高程以后，再進(jìn)行持荷(正常壓力)方面的測(cè)試，當(dāng)持荷(正常壓力)10 min 時(shí)并且樁的沉降量不超過(guò)2 mm/min 以后，就可以結(jié)束送樁了。

(4)PTC 樁的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)要求

施工PTC 樁必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，以達(dá)到預(yù)期的目的，而要保證質(zhì)量，必須在施工中嚴(yán)格開(kāi)展項(xiàng)目檢測(cè)和監(jiān)測(cè)工作。

4 結(jié) 語(yǔ)

從PTC 樁處理軟基技術(shù)應(yīng)用于河南商開(kāi)高速公路的實(shí)際情況來(lái)看，采用PTC 樁加固路段比采用水泥土攪拌樁、塑料排水板等其他方法加固路段效果要好，值得類似工程借鑒推廣。

［1］王斌，許永明，陶柏峰，等. 不同類型PTC 樁復(fù)合地基試驗(yàn)研究［J］. 巖土工程學(xué)報(bào)，2009，(10):1614 －1618.

［2］張小秀，何澤波，徐發(fā)容，等. 預(yù)應(yīng)力管樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用［J］. 公路與汽運(yùn)，2007，(3):103 －106.