嚴佳

(上海弘路建設(shè)發(fā)展有限公司，上海市 201499)

帶受力盤塑料套管混凝土樁在處理上海軟基路堤中的應用

嚴佳

(上海弘路建設(shè)發(fā)展有限公司，上海市 201499)

帶受力盤塑料套管混凝土樁(TC樁)技術(shù)目前已在江浙滬地區(qū)的道路工程的橋后軟基加固"工后沉降"控制方面有一定的工程運用。 主要介紹該項技術(shù)在上海市奉賢區(qū)奉浦大道新建工程橋頭軟基加固中的工藝原理、施工流程及操作要點。

帶受力盤塑料套管;軟基;加固;操作要點

0 引言

塑料套管混凝土樁是我國城市市政道路軟基處理新方法，與其它軟地基處理中普遍使用的水泥攪拌樁、預應力管樁、各種振動沉管樁等路堤樁相比，它的主要優(yōu)點在于:先有套管成模，后集中現(xiàn)澆，采用現(xiàn)澆工藝后不需要像預制樁一樣采用大量鋼筋和大型運輸、打設(shè)機械，也不需要事先配樁，能很好適應地質(zhì)變化，造價更低，與水泥攪拌樁等柔性樁相比，TC樁又是剛性樁，承載力高且質(zhì)量容易控制，整體造價較低，其樁周帶有螺紋，可以有較大的樁側(cè)摩阻力，因此在許多情況下，采用TC樁更加經(jīng)濟，加固效果也更好［1］。

1 工程概況

奉浦大道為南橋新城東西主干道，位于環(huán)城北路和團南公路之間。本次工程實施范圍起點為金海公路交叉口(K0+064.53)，終點為浦星公路交叉口東側(cè)(K3+680.00)，全長約3.615 km，道路紅線40 m。

沿線共設(shè)橋梁5座，即大慶河橋、齊賢排河橋、老金匯港橋、大寨河橋、金匯港大橋。

工程承包范圍包含:施工圖范圍內(nèi)的道路、排水、橋梁、綠化、標志標線等附屬工程。

奉浦大道新建工程沿線共有橋梁5座，路堤填筑高度都在2.2 m以上，特別是金匯港橋側(cè)填筑高度達3.5 m，填筑范圍很大。由于上海地區(qū)為軟土路基，具有孔隙比大、含水率高、沉降大等特點，因此路堤填筑前必須對軟土進行技術(shù)處理。本標段橋頭接坡路段的軟土地基均采用帶受力盤TC樁處理方法。該方法具有加固效果好、處理深度深、工期短、質(zhì)量便于控制、造價合理等優(yōu)點，在對沉降穩(wěn)定要求較高的路堤軟基加固工程中逐漸得到應用。

2 TC樁施工技術(shù)

2.1 成樁方法

TC樁的成樁方法為:將塑料套管按一定的間距采用專用設(shè)備逐根打入需要加固的地基中，套管為底部封閉、頂部開口，待分段區(qū)塊塑料套管全部打設(shè)完畢后，再統(tǒng)一對埋設(shè)在地基中的套管內(nèi)用混凝土連續(xù)澆筑成樁，套管不再取出，套管與填充物就形成了地基加固樁，樁頂設(shè)置樁帽，并鋪設(shè)墊層和土工格柵，形成樁承式加筋路堤系統(tǒng)［2］。

2.2 施工工藝

施工準備、平整場地、鋪設(shè)砂礫→制作樁尖、樁機就位→拔套管、移機并檢查套管深度→放置套管、打設(shè)套管至設(shè)計標高→套管內(nèi)混凝土澆筑→插鋼筋→樁體檢測→蓋板制作、安裝→施工完畢→驗收合格后進入下道工序。

TC樁由預制樁尖、螺紋塑料套管、混凝土、蓋板等組成，見圖1。

圖1 塑料套管混凝土樁組成示意圖

圖2 塑料套管混凝土樁施工工藝示意圖

2.3 塑料套管混凝土樁的施工要點

(1)塑料套管混凝土樁打設(shè)前，先整平和硬化場地，做好排水措施，鋪設(shè)砂礫墊層:20 cm左右厚度，不允許有大石塊，表面平整，否則會影響樁的垂直度。放線布置樁位。

(2)制作樁尖。專用樁尖采用鋼筋混凝土制作，直徑約30 cm，并設(shè)置有固定套管的裝置。具體配筋和尺寸可參照圖紙的規(guī)定。一般需提前預制，可在工地外事先預制好達到28 d左右的強度后運至工程現(xiàn)場。樁尖采用鋼筋混凝土樁尖，并設(shè)置好與塑料套管連接的接頭。接頭采用塑料管或鐵鋼管。接頭要能與套管緊密連接，與套管的尺寸配套。

(3)塑料套管應采用單壁螺紋PVC塑料套管。最大外徑不小于160 mm，最小內(nèi)徑不小于142 mm，扁平試驗(變形40%時)不分層、無破裂。接頭采用標準的160 mmPVC管材直通接頭，平均內(nèi)徑應在160.1～160.7 mm之間，承口最小深度不小于45～50 mm，標準墜落試驗應無破裂。

(4)根據(jù)加固樁長的要求，將出廠的套管切割或連接成合適長度，要求打設(shè)至加固深度后套管頂部高度不小于要求的樁體頂標高并有適當富裕;再將切割好的套管與樁尖連接密封牢固，連接主要采用專用PVC膠水，必要時增加密封圈;然后，將帶有樁尖的套管從鋼管底部放入鋼管中，起吊鋼管，使樁尖與樁位對準，然后開機將鋼管打設(shè)至預定的深度，并注水對塑料套管進行保護。

(5)依據(jù)設(shè)計樁長，若試樁中發(fā)現(xiàn)打設(shè)樁長超過設(shè)計樁長3 m 以上，則需要補充靜力觸探，以詳細勘察軟土層分布情況，確保樁打設(shè)至設(shè)計持力層。

(6)如采用塑料套管混凝土樁打設(shè)機功率為30 kW，結(jié)合靜力觸探數(shù)據(jù)，終樁控制標準可參照:打設(shè)至設(shè)計持力層后，貫入度控制低于25 cm/min為終樁標準;輔以電流控制，電流控制終樁標準為:打設(shè)至設(shè)計持力層后，電流超過70 A。

(7)拔鋼管。將鋼管拔出而將塑料套管留在地下，移機至下一個樁位，繼續(xù)埋設(shè)套管。

(8)待場地內(nèi)塑料套管打設(shè)完成后，對塑料套管深度和破損情況進行檢查，以此時的深度確定實際打設(shè)深度。

(9)抽水并將多余的套管進行截管和整理后，對套管進行深度檢查，并隨時保護套管內(nèi)的清潔，不讓雜物進入。

(10)在墊層中沿塑料套管中心開挖直徑約為50 cm(根據(jù)樁帽的尺寸定)、高約為20 cm 的圓孔。

(11)放置鋼筋籠。在套管頂部放置一定長度的鋼筋籠，鋼筋均勻插設(shè)，長度3.5 m，鋼筋籠采用4根φ6.5 mm 鋼筋，5個圓形箍筋，箍筋由φ6.5 mm、長度0.4 m 的鋼筋制作而成。4根鋼筋籠主筋其頂超出樁頂25 cm，與蓋板頂層配筋連接，鋼筋籠主筋與蓋板底層配筋綁扎連接。

(12)放置蓋板底層、頂層配筋，并與連接鋼筋綁扎連接。

(13)場地內(nèi)集中澆筑混凝土完成樁和蓋板的施工，混凝土澆筑過程中采用小型加長振搗棒振搗。

(14)待混凝土強度到一定要求后可對成樁進行檢測。

(15)樁、蓋板澆筑完畢達到一定強度后，設(shè)置1層雙向土工格柵，可選塑料格柵或整體式鋼絲格柵，放置在墊層中間或蓋板頂。若設(shè)置2 層雙向土工格柵，則1 層鋪設(shè)在墊層中間，1 層鋪設(shè)在墊層頂部［3］。

3 TC樁適用性與創(chuàng)新

TC樁其直徑目前多采用250 mm以下的樁體直徑(目前國外的直徑多為150～174 mm，國內(nèi)廣泛采用的是160 mm、200 mm)，其適用性為:

(1)一般要求軟土地基下部有承載力相對較高的土層作為樁端持力層，并要求樁端持力層靜力觸探錐尖阻力不小于1 000 kPa。

(2)一般適用于中、低填土高度路段，如填土高度在5 m以下。

(3)加固深度一般為16～20 m。當填土較高時，樁端土為礫、巖等堅硬土層時，加固深度一般以長細比不超過100進行控制;當填土較低時，滿足樁體穩(wěn)定性計算前提下，可適當放寬加固深度。當樁端土體為非堅硬土層時，加固深度可放寬到20 m，但也應滿足樁體穩(wěn)定性要求。

與傳統(tǒng)的軟基處理施工方法相比，TC樁技術(shù)具有以下創(chuàng)新點。

(1)采用帶螺紋的塑料管作為樁體套管，有效增大了樁側(cè)摩阻力，提高了混凝土抗彎、抗剪能力，同時利用土工格柵把剛性樁體與軟土地基形成一個半剛性的復合地基，承載力高，能有效解決結(jié)構(gòu)的不均勻沉降。

(2)充分利用韌性好及易加工的塑料套管作為承載系統(tǒng)，部件生產(chǎn)工廠化程度高，施工簡單，同時采用的機械輕便，可減少機械投入及勞動力投入，受施工場地的限制小，可實現(xiàn)快速的施工安裝和維護，縮短施工工期。

(3)TC樁采用先套管成模后集中澆筑的方法，混凝土用量可控，避免過渡充盈，打設(shè)可以連續(xù)施工，混凝土可以連續(xù)澆筑，降低施工費用。

(4)施工采用套管內(nèi)澆筑樁芯混凝土的施工工藝，不會由于振動擠土而導致斷樁，成樁質(zhì)量可靠。

(5)與其他樁施工相比，該技術(shù)樁體施工時采用的機械設(shè)備數(shù)量少、規(guī)格小，對周邊環(huán)境影響小，產(chǎn)生的廢棄品數(shù)量少，噪聲低，起到節(jié)能環(huán)保的作用。

4 結(jié)語

以奉賢區(qū)奉浦大道工程為例，經(jīng)TC樁加固處理后，路基沉降得到有效控制，總沉降量不大，能滿足設(shè)計及施工要求，說明TC樁處理軟基加固效果較好。預壓期結(jié)束后，在采用TC 樁處理的橋頭路段、橋頭過渡段月沉降速率均滿足5 mm/月的要求。通過這個改進，提高了水泥攪拌樁復合地基的承載力，有效減少了路堤沉降。故TC樁技術(shù)是一種承載力高、不會由于振動擠土斷樁、成樁質(zhì)量可靠、對周圍環(huán)境影響小、施工快速方便的地基處理方法。

［1］ 陳永輝，王新泉.塑料套管混凝土樁技術(shù)及應用［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［2］ 方鵬飛，董宏波.TC樁技術(shù)及其工程應用分析［J］.巖土工程學報，2011(10):116-119.

［3］ 史佩棟.樁基工程手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1995.

U416.1

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1009-7716(2015)04-0132-03

2014-12-11

嚴佳(1988-)，女， 上海人， 助理工程師， 現(xiàn)從事工程管理工作。