陳孟立
摘 要:現(xiàn)澆混凝土管樁是一種全新的地基處理新技術,該技術在地基加固效果、施工工期、工程造價和環(huán)保等方面與傳統(tǒng)地基處理方法相比具有較大的優(yōu)越性,因此在軟土地基處理中具有廣闊的應用前景。為此,本文在充分了解現(xiàn)澆混凝土管樁概況的基礎上,結合具體工程案例,對公路軟土處理中現(xiàn)澆混凝土管樁的施工準備、施工工藝等內容進行了分析與探究。
關鍵詞:現(xiàn)澆混凝土管樁;軟基處理;概況
1 現(xiàn)澆混凝土管樁概況
近年來,為滿足公路建設發(fā)展的需求,現(xiàn)澆混凝土管樁技術應運而生,其與現(xiàn)澆混凝土管樁比較相似,施工工藝包括以下步驟,一是震動,二是沉管,三是撥管,四是澆筑混凝土?,F(xiàn)如今,國內分為預制鋼筋混凝土樁尖和活瓣樁靴兩種施工方式。它們具有相同的原理,均是在預制樁頭(或活瓣樁靴)保護下將內外雙層套管所形成的環(huán)形腔體通過沉腔上部錘尖的振動打入預定的設計深度,混凝土澆筑在腔內以后,邊振動邊拔管,土體與外部的土體之間在環(huán)形中形成混凝土管樁。一般情況下,作為復合地基對澆筑混凝土管樁進行使用,使常規(guī)復合地基的單樁承載力通過剛性樁施工工藝得到提高,防止基礎土層因為淤泥震陷出現(xiàn)脫空。
現(xiàn)澆混凝土管樁技術具有眾多優(yōu)勢,不斷吸收了預應力混凝土管樁和振動沉管樁的優(yōu)點,而且與振動沉模薄壁防滲墻技術優(yōu)點進行有效結合?,F(xiàn)澆混凝土管樁具有較高的強度,直徑能夠達到150cm左右,管樁長度超過20m,具有簡單的施工工藝和較強的可操作性,能夠有效控制樁身質量,具有較低的單樁造價。目前在高級公路軟基加固中,現(xiàn)澆混凝土管樁復合地基技術的應用不但使施工成本得到節(jié)約,而且施工周期大幅縮短,同時進一步提高了工程質量,受到眾多施工單位的青睞。
2 工程概況
某公路工程合同段內局部存有較為嚴重的軟土路基,在軟基處理中,本工程選取現(xiàn)澆混凝土管樁施工,其中現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁(PPC樁)施工起止樁位為K66+634.052—K66+705.689。長度為7514m,10到14m為樁長范圍,1m為管徑,0.12m為管壁厚度,3m為樁間距,布設形狀為正三角形。
3 公路軟土處理中現(xiàn)澆混凝土管樁的施工準備
1)對施工區(qū)域的水文地理情況進行詳細勘察,對施工路段的地上、地下的建筑物和管線進行認真調查,及時保護或遷移部分障礙物,確保施工場地平整無雜物且路基夯實,要及時換填松軟的土質。
2)施工前,應認真檢查樁位情況,確保樁位正確,如果存在偏差,需要由技術人員聯(lián)合施工人員對樁位進行重新定位,如果樁位與設計尺寸相符,需要將木樁的鐵釘位置作為標準,將樁中心的騎馬樁進行放樣,一般情況下,護筒內徑要大于鉆頭直徑20cm,通過3cm左右的厚鋼板焊成護筒,將吊耳焊在護筒頂端。要將護筒頂部位置偏差控制在4—6cm的范圍內,護筒傾斜度必須小于1%。
3)泥漿調制。在鉆孔中灌入泥漿時,在一般地層,其比重的最佳狀態(tài)為1.1-1.3,在松散易塌的地層,其比重的最佳狀態(tài)為1.4-1.6。水域粘土拌和形成粘土,塑性指數(shù)的選擇一般超過17。如果當?shù)貨]有適合的粘土,可以選用質量一般的粘土,并將部分塑性指數(shù)大于25的粘土摻入其中。如果在砂粘土使用時,其塑性指數(shù)盡可能大于15,其中泥漿內不得有6%以上的超過0.1mm的顆粒。施工人員需要提前準備好粘土的備料數(shù)量,對于砂、卵石層河床,其粘土備料數(shù)量為鉆孔體積的100%~120%;對于砂質河床時,其數(shù)量約為鉆孔體積的80%~100%。
4 軟土路基處理中現(xiàn)澆混凝土管樁施工工藝
4.1 樁機就位
樁位放出后,即可移動樁機將其放置到指定位置,就位后需及時對其水平度、垂直度等進行適當調整,要求通過經緯儀對其垂直度進行準確測量,且在1%以內控制偏差。同時選用水平尺進行水平度測量,同樣在1%以內控制其偏差。
4.2 活瓣固定
活瓣裝置設置于沉管底部位置,其作用為活瓣在沉管中封閉,土體無法向外壁腔(10cm厚)內進入。待沉管深度與設計要求相符后,即可進行混凝土灌注施工,在混凝土自重作用下,活瓣將被開啟,便于拔出沉管。沉管施工前,要求在內沉管內通過鐵絲將活瓣捆綁到管上,以活瓣無外張作為捆綁松緊程度的標準,避免混凝土灌注時無法開啟活瓣。
4.3 振動沉管
因地質情況各異,沉管下沉到相應深度后,即可將振動錘開啟,隨后再向設計要求樁深下沉。沉管過程中,應保證其勻速下沉,不得出現(xiàn)急停急加速現(xiàn)象,一般每分鐘將沉管速度控制在2.5m以下,且嚴格按照試樁參數(shù)確定沉管電流、電壓值。必須一次到達沉管施工規(guī)定深度,不得出現(xiàn)拔出再下沉現(xiàn)象,如遇特殊情況必須將管拔出,必須先將沉管端部位置的雜物清理干凈,再次進行活瓣固定后再重新進行沉管施工。當?shù)撞烤哂写罅康叵滤璩凉艿较鄳疃?,如達到樁長一半時需進行一定量干拌混凝土添加,隨后再向施工規(guī)定深度下沉。
4.4 灌注混凝土
沉管深度達到施工規(guī)定后,需立即進行混凝土灌注施工,盡可能減短停滯時間。灌注混凝土時,需利用提升料斗的方式向成孔器壁墻內送入混凝土,第一次灌注可控制在10%樁長位置,此時可進行首次上拔沉管施工。完成首次拔管后,即可進行混凝土2次灌注施工,此時灌注深度應達到20%樁長位置,隨后進行2次拔管,按照以上施工順序依次進行灌注—拔管反復施工,最終完成成樁作業(yè)。施工時,應指派工作人員對管壁進行敲擊,以此確定混凝土添加量是否充足,要求在1以上控制灌注量充盈系數(shù)。
4.5 振動拔管
于樁身質量而言,拔管是其最為主要的施工步驟,是導致各類病害產生的根源,如擴頸、縮頸、斷樁等。因此,施工前必須對試樁數(shù)據(jù)加以充分利用,保證各項施工參數(shù)符合設計要求。
上拔沉管施工中,要求先將振動錘開啟,待10s后,即可拔管施工,要求振動與拔管同時進行,只有這樣才能確?;炷撩軐嵍攘己茫瑫r需在每分鐘1m左右控制拔管速度。上拔1m距離時,需暫停拔管施工,并進行5到10s振動,以此循環(huán)進行施工,最終完全拔出整個沉管。
4.6 移機
完成以上施工工序后,即可向下個樁位移機,要求先處理好剛施工后的管樁,且將剩余混凝土等材料運出施工現(xiàn)場。
4.7 現(xiàn)場檢測
施工人員要根據(jù)現(xiàn)場施工情況完成相應的加固監(jiān)測,避免樁周地表土出現(xiàn)位移情況。施工人員需要及時測試沉樁過程中的土壓力變化,將孔位在適當?shù)奈恢勉@好,按照打孔位置的不同進行不同深度的垂直埋設。在樁機施工完成以后,施工人員需要對側壁的土壓力盒埋設情況進行全面分析,確保隨沉樁深度的不斷變化。
5 結束語
綜上所述,隨著我國社會的不斷進步和經濟的快速提升,交通運輸行業(yè)得到了突飛猛進的發(fā)展,人們不斷提高的生活質量對交通運輸提出了更高的要求。在我國基礎設施中,公路作為重要組成部分推動了我國城市化建設進程和經濟發(fā)展。軟土地基作為公路工程施工的主要病害之一,為提高施工質量,必須選取科學有效的處理方法進行施工,如現(xiàn)澆混凝土管樁技術,通過不斷提升其技術水平,規(guī)范施工工藝,才能做好質量控制工作,才能確保公路工程建設質量,才能為公路建設事業(yè)的發(fā)展貢獻一份力量。
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