唐利

（中交二公局第三工程有限公司 陜西省西安市 710016）

公路施工中的軟基處理

唐利

（中交二公局第三工程有限公司 陜西省西安市 710016）

20世紀60年代，靜壓施工法在上海初步進行探究和運用。到80年代，伴隨壓樁機器的發(fā)展與環(huán)境保護理念的增強，該種施工法得到更大范圍的運用。到了90年代，壓裝機達成了系列化，既可施壓預制方樁，也可施壓預應力管樁；適用的范圍由建筑施工逐漸轉(zhuǎn)化到公路施工中，對于填土高度較大的軟基處理中，常采用預應力管樁。本文介紹了靜壓管樁的特點以及施工工序，并對靜壓管樁施工中的質(zhì)量安全問題進行了分析。靜壓管樁是指使用靜壓法施工的管樁。靜壓法施工是利用靜力壓樁機的壓樁架構依托壓裝機自身重量與樁架上的配種作反力而把預制樁人土中的一種擁有發(fā)展空間的沉樁技藝。

軟基處理；預應力PTC管樁；公路施工

1 工程概況

江六高速公路地處長江沖積漫灘相地貌單元，地形現(xiàn)較平坦，地面高程在4.45～6.8m。河流兩岸稍有起伏，工程地質(zhì)變化不大。分為新建路段和拼寬路段兩部分。沿海、沿江、江淮之間的水網(wǎng)地區(qū)，穿越軟弱土地段占全長的1/4，軟基處理的好壞，直接影響到路基的穩(wěn)定性、整體工程的運營質(zhì)量及工程的經(jīng)濟性，因此控制軟基處理施工質(zhì)量的意義重大。軟基處理從保證路基穩(wěn)定和合理控制工后沉降兩方面著手，本文主要從軟基地質(zhì)、管樁設計、管樁施工工藝、管樁施工質(zhì)量等方面進行了分析描述。江都至六合高速公路南京至揚州段JL-GL3標合同段全長4.1km，其中拼寬路基長度3.1km，沿線地質(zhì)條件復雜，用濕噴樁處理軟土地基段落長度1702.53m，共計 37615根，總長 260962.5延米，樁徑50cm，樁距1.1～1.5m，樁長在5.5～8.5m之間，樁位平面位置呈正三角形（梅花形）。PTC管樁處理軟土地基段落長度1666.47，共計3230根，總長33622延米，樁位平面位置呈平行四邊形。

2 管樁設計

本項目預應力管樁設計主要采用PTC-準400-C60，每根長度9～12m，正方形布置，間距為3.0～3.5m。

2.1 管樁承載力設計標準

路堤填高4～7m的復合地基承載力為150kPa（單樁承載力為400kN）；路堤填高7m以上的復合地基承載力為180kPa（單樁承載力為500kN）；橋頭涵底的復合地基承載力為180kPa（單樁承載力為500kN）。

2.2 施工機械

PTC樁的施工一定要配置功能穩(wěn)定、達到要求、類型齊備的施工機器與設施，在作業(yè)以前做好機器設施的養(yǎng)護、調(diào)試工作，保證在作業(yè)過程中不出現(xiàn)問題。需要配備的施工機器與設施主要有：

（1）靜力壓樁機：設定壓樁力60t（60T），需要靜力壓樁機在100T以上（特別地質(zhì)情況除外），壓樁速度≥1m/min，一次壓樁距離通常在1.5～2.0m區(qū)間內(nèi)，靜力壓樁機自身裝設有壓力表且通過標定：

（2）起重機（起吊重量在3T以上）：振動壓路機：長掛車：推土機；

（3）錘球繩：皮尺：經(jīng)緯儀：水準儀：直尺；

上述機械與設施數(shù)量最少應滿足各個工點，每日持續(xù)正常作業(yè)和建造時間要求。

2.3 PTC樁的作業(yè)過程（如圖1）

圖1

2.4 PTC樁帽的施工

（1）PTC樁作業(yè)完成后，上報監(jiān)理驗收達標以后，才能夠繼續(xù)樁帽作業(yè)。

（2）在樁頭地點挖掘已填充的灰土層，挖掘的深度、寬度及長度以樁帽具體尺寸為根據(jù)。挖掘以后加以修復，構成土模。

（3）依照有關規(guī)定綁扎鋼筋，澆筑混凝土且進行恰當養(yǎng)護。

2.5 碎石墊層和鋼塑格柵的施工

（1）鋪筑第一層碎石，使用推土機進行粗整平，石塊空隙用石屑填筑，用激振力大于200kN以上的振動碾壓機先碾壓一到兩遍，之后再振壓3～4遍。

（2）鋪設土工格柵，土地格柵應當和其下層的石塊墊層有效粘合，并且保證平整。

（3）鋪設第2層小顆粒石塊，作業(yè)工藝和第1層碎石相同。

3 預應力PTC管樁施工

3.1 樁長的控制及檢查

PTC樁屬地下隱蔽工程，施工機具的壓力表能真實的反映壓樁力，監(jiān)理必須認真負責，保證每根樁都達到設計深度進入地質(zhì)資料中壓縮性較低土層或中等至密實砂層并且壓樁力達到≥1.3倍單樁容許承載力時維持10min，并且每分鐘沉降量不超過2mm，可停止壓樁。在PTC樁壓入之前，應當查驗其長度大小與長度組合是否和有關標準相一致，可以在PTC樁的兩側(cè)以紅油漆將樁的位置與長度進行標注。壓樁依照“由里側(cè)向外側(cè)，先長后短”的次序作業(yè)，在壓入后面的樁以前應當先核查上一排樁的位置移動狀況。所有的樁都壓入以后，采用錘球法來檢測樁的壓入程度，且登記所有樁為的實際深度。

3.2 樁身垂直度管控和檢測

壓樁時，樁身一定要維持垂直。作業(yè)過程中應當在間距大概20m的地方，成90°方向設立經(jīng)緯儀個臺，檢測樁身角度且做好登記。

3.3 作業(yè)過程管控和檢測

PTC樁起吊過程中，監(jiān)理應當在施工現(xiàn)場檢測堆放場地，起吊方式，避免樁出現(xiàn)開裂問題。作業(yè)過程中，監(jiān)理人員每個環(huán)節(jié)均要進行旁站，作業(yè)者應當檢測與登記靜力碾壓機壓力表數(shù)值，壓樁速率，如果有不正?，F(xiàn)象應當馬上中斷施工且上報監(jiān)理。接樁，焊接過程中，監(jiān)理人員應當檢測樁身垂直水平，焊接品質(zhì)。送樁過程中應當檢測送樁深度，且核查樁頭高度是否與有關標準相一致。

3.4 樁壓入后質(zhì)量管控

PTC樁作業(yè)完成后，如果有些樁頭露出地表，應當用心保護，避免作業(yè)機械撞擊。接卸挖土的過程中，應當管控鏟斗入土的程度，避免挖土機鏟斗撞擊，造成樁頭毀壞。壓樁完成后，應當進行質(zhì)量驗收，驗收達標后才可以繼續(xù)后面的施工。

3.5 施工結束后應進行復核地基承載力的檢測，檢測結果滿足要求后方可進行下道工序的施工。

4 管樁設計施工中的不足和質(zhì)量管控

4.1 擠土效應

在沉樁時，土體向周邊擠壓，讓周邊的土受到很大程度的影響，重點體現(xiàn)為垂直方向的移動，樁尖與樁周一定距離內(nèi)的土地遭受不排水剪切和較大程度的橫向擠壓，出現(xiàn)很大幅度的形狀變化，構成具有較高孔隙水壓力的擾動重塑去，減小了土的不排水抗剪性能，推動樁周周圍土體會由于不排水剪切而毀壞，因為群樁作業(yè)過程中的迭加影響，會讓已壓入的樁與周邊管線出現(xiàn)很大幅度的移動。樁群密度愈高，土的移動幅度就愈大。

作業(yè)過程中出現(xiàn)擠土效應應當運用的防范舉措是：①科學部署沉樁次序、管控每天壓樁的數(shù)目，避免空隙水壓力的迭加；②運用先挖掘基坑后打樁的作業(yè)次序，能夠降低地基淺層軟土的側(cè)向移動與凸起，有助于減小壓樁所導致的超靜孔隙水壓力，進而降低地基深層土體位置變化；③在場地設立塑料排水板亦或袋裝砂井，打造排水設施來減小孔隙水壓力；④提前鉆孔為壓樁作為準備工作。

4.2 浮樁

浮樁是靜壓管樁擠土問題的一種體現(xiàn)方式。此問題體現(xiàn)地較為隱秘，而且通常是待到打樁項目完成后進行靜載測驗時才能夠發(fā)現(xiàn)，而這個時候打樁機械或許已經(jīng)離場。這個時候再進行處置非常棘手。較好的處置舉措是：提早選擇比較典型的樁加以檢測監(jiān)控，在打樁完成后應當馬上用水準儀檢測登記其樁頂高度，且在整個作業(yè)過程中定時檢測，利用對比來檢測樁身是否有向上浮動的問題。假如發(fā)現(xiàn)有上浮問題，則應當運用上文提及的管控打樁速度、改變打樁路線亦或鉆孔取土等舉措，減弱擠土效應，進而消除樁身上浮問題。假如運用上述舉措以后依舊無法消除樁身上浮問題，則可運用復壓的方式加以處置。

4.3 沉樁不達標

沉樁不達標的關鍵因素是：①勘探點不到位亦或勘探信息不具體，對項目地質(zhì)情況不了解，特別是對持力層起付高度不了解，致使設計在處理持力層或者選取樁的長短的時候不準確。②設計持力層選取不科學，預應力管樁持力層應當選取強風化層，來實現(xiàn)最大負載力?？墒钱攺婏L化層處于很大深度時，鑒于樁長度的制約，只能選取全風化層當做持力層的時候，負載力會受到很大程度的影響，尤其是全風化層有和水混合容易軟化的特征，地下水或許利用樁管從樁尖流入，很大程度上減小樁端承載水平。③設計對單樁負載力預測不準確，致使樁的現(xiàn)實長度和壓樁力不對應。④樁身開裂導致無法持續(xù)施壓。

防范舉措是先具體勘察項目所在地點地質(zhì)狀況，如果有需要還應當進行再次勘察，準確選取持力層或者標高；作業(yè)運用恰當噸位的樁機；依據(jù)項目地質(zhì)狀況，科學選取樁的作業(yè)方式和壓樁次序，防止樁斷為兩半，保證樁身品質(zhì)。合理設計，經(jīng)過試驗明確科學的壓樁力度。

4.4 斷樁

斷樁是預制混凝土管樁作業(yè)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，其成因大致有：①運用了廠家制造的質(zhì)量不達標的樁；②樁尖撞擊到地下物質(zhì)管樁被折斷；③管樁作業(yè)過程中縱向角度未曾管控好；④管樁由硬度較小的土層突然進入硬度很大的土層，樁機壓力快速增大，樁身遭遇大幅度沖擊力而引發(fā)；⑤基坑作業(yè)過程中，因為軟土堆積，基坑出現(xiàn)位置變化而導致斷樁。

作業(yè)過程中假如發(fā)現(xiàn)有斷樁，應當運用不強增固措施處置。對預應力管樁深度較淺的斷樁可以運用接樁的方式。對深度較深的斷樁的接樁應當先將樁中的水抽取干凈，確定樁的傾斜在準許幅度內(nèi)，放人鋼筋籠，鋼筋籠應當放到距離斷樁3m的地方，用高層級混凝土澆筑。接樁以后應當實施負載力檢驗。當斷樁的地方出現(xiàn)位置移動，不能再恢復原樣的時候，應當重新壓樁。對項目事故應當剖析成因、補樁的概率與對已壓入樁的影響，綜合考慮其他能夠運用的條件和費用、建設時間等方面的要求。

5 結語

各種軟土路基處置方式都有其側(cè)重性、適宜范圍和缺陷，一定要依據(jù)實際狀況選用與設計標準相一致的軟土路基處置方式，才可以獲得較好的處理效果。對可以取得理想處置成效的方式加以運用時期技術穩(wěn)定性、作業(yè)困難水平、項目造價、建設時間、對周邊環(huán)境影響等方面的整體評定，選擇最科學的軟土路基處置計劃，并不將技術是否領先作為重點考慮要素。本論文歸納了管樁的負載力特點與受力剖析、影響管樁負載力的要素和提升管樁負載力的方式、建設過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題與防范舉措?？墒俏恼滤峒暗暮芏鄦栴}當前依舊未曾得到有效解決，所以還需要經(jīng)過諸多的探究與項目實踐來深入的探討，今后我們要在施工過程中要全面、系統(tǒng)歸納經(jīng)驗，持續(xù)找出具有側(cè)重性的施工方式，這是我們作為一名合格的公路建設人員責無旁貸的責任，路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。

[1]《先張法預應力混凝土薄壁管樁》.

[2]《滬寧高速改建工程預應力管樁控制辦法》.

[3]《靜壓預應力管樁的施工質(zhì)量控制》.

[4]《先張法預應力混凝土管樁的應用及施工要點》.

[5]《公路工程地基處理手冊》.

U416.1

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1004-7344（2016）09-0136-02

2016-3-10