□ 唐剛祥 茍笑聲

隨著經濟的快速發(fā)展和社會的不斷進步，提高公路通行能力和服務水平勢在必行，高速公路改擴建的必要性也愈加突出。在高速公路改擴建工程中，由于新舊路基間存在沉降差異，因此導致新舊路基在拼接處產生裂縫，進而影響行車的安全性和舒適性，并增加了高速公路養(yǎng)護成本?？梢姡侠磉x擇拼接地基的處治措施，具有極為重要的意義。而PTC管樁具有單樁承載力高、沉樁抗裂性好、穿透力強、施工進度快、無污染、現(xiàn)場施工便捷及造價合理等優(yōu)點，已在高速公路改擴建路基拼寬控制差異沉降方面得到了廣泛應用。

一、工程地質特點

中交路橋華北工程有限公司承接的某高速公路改擴建工程處于魯北黃泛平原較穩(wěn)定地質區(qū)，主要巖性特征為沖積層，其巖性為粉質黏土、粉土、粉砂、細砂、黏土。擬建公路沿線特殊性巖土主要有軟土和鹽漬土。溝塘表層軟弱土工程地質特征多為灰黑色、灰褐色、淤泥，干強度低，韌性差。其中，粉土搖振反應迅速，不穩(wěn)定，承載力低。中下部軟弱土為灰黑色、灰褐色、灰黃色的粘土、粉質粘土、淤泥質粘土和粉土；粘性土呈軟塑狀態(tài)，干強度較低，韌性差，局部淤泥質含量較高；粉土搖振反應迅速，不穩(wěn)定，承載力均較低，多為河湖相沉積軟弱土。路線所經區(qū)域零星鹽漬土，主要分布于小河溝兩側與地勢低洼地段，局部地表呈白色，小河溝兩側與地勢低洼地段見鹽霜分布。

二、PTC管樁特點及施工要點

預應力砼PTC薄壁管樁是采用先張法預應力工藝和離心成型工藝組合而制成的一種空心筒體細長混凝土預制構件，主要由混凝土圓筒形樁身、鋼制端頭板等組成。綜合分析工程所處地質環(huán)境后，決定使用PTC管樁直徑為40厘米，壁厚6厘米，樁身采用C60混凝土預制，兩端設置端板，端板材質采用Q235B鋼板，厚度18毫米，接長采用焊接法接樁。樁位布置均勻向外呈正方形布設，樁中心間距2.9米。工程設計樁長7～18米，單樁承載力≥200千牛。樁頂設樁帽，樁頂嵌入樁帽中部，樁帽呈正方形，邊長140厘米，C30鋼筋混凝土現(xiàn)場澆筑施工。如圖1所示。

圖1 PTC管樁設計圖

為保證放樣準確，便于施工檢測，需提前對管樁進行編號。編號采用里程+編號的形式，保證樁體不重復。同時，編號時備注所屬“單位+分部+分項”劃分段落。例如，K298+967.417～K308+870路基工程（LJU1）+左幅 K300+040～ K302+790路基土石方工程（LJ-U1-ZP2）+K300+040～ K302+790軟土地基處理（LJ-U1-ZP2-ZS2）。如圖2所示。

圖2 PTC管樁編號

三、關鍵施工工藝

以錘擊法將管樁沉入土層，通過樁體傳遞上部荷載，較好地發(fā)揮樁周摩擦力及樁端承載力作用。樁體壓入土層后會對樁身周圍土體產生擠密作用，使樁端承載力及樁周摩擦力得到進一步加強，共同承受上部路基荷載。加之因樁帽的設置，增大了樁頂受力面積，且在混凝土樁帽頂加鋪級配碎石墊層及高強土工格柵，通過級配碎石墊層及高強土工格柵對上部荷載的擴散作用，進一步減輕樁間土體荷載，降低土體壓縮，從而達到控制路基沉降的目的。施工工藝流程如圖3所示。

圖3 施工工藝流程

1.管樁生產廠家考察及質量要求

材料進場前，聯(lián)同專業(yè)技術管理人員對管樁生廠廠家生產情況進行考察，擇優(yōu)選擇供應商。到場材料檢驗時，對管樁的尺寸偏差和外觀質量進行抽查，抽查數(shù)量不得少于管樁管節(jié)數(shù)量的2%，在同一批檢驗中若發(fā)現(xiàn)一節(jié)管樁不符合質量要求時，應加強檢查。如果再發(fā)現(xiàn)有不合格的管樁時，該檢驗批次的管樁不得使用，必須撤離現(xiàn)場。

2.測量放樣

測量人員放出拼寬路基邊線后，用挖掘機、推土機和自卸車配合將路基范圍內所有植被和雜物清除30厘米以上（包含建筑垃圾、生活垃圾等），并將地表種植土和腐植土清除集中運至指定棄渣場。整平后用壓路機將原地面進行碾壓，需滿足91%的壓實度，原地表標高即為管樁頂面標高。

按照管樁樁位編號使用全站儀進行樁位放樣，打入木樁后并用白灰作明顯標記，記錄原地面標高。在橋臺等特殊位置，若不能按照設計布設樁位時，間距可進行適當調整，樁位放樣允許偏差≤30毫米。

3.管樁運輸及存放

管樁吊裝時，PTC400（60）管樁每延米按0.15噸考慮，配套吊車起吊能力必須滿足起吊安全要求。起吊時嚴格控制汽車吊臂長和吊裝幅度。吊裝運輸裝車及存放時，樁身必須保持水平，吊索與樁身水平夾角≥45°；起吊過程中要輕起輕放，可在底部拴系長繩，控制晃動，避免樁體碰撞、滾落。運輸過程中需用纜繩固定管樁，以防滾落滑脫。到場后，存放場地必須堅實平整，堆放時考慮到現(xiàn)場施工作業(yè)面受限，疊層堆放時，最下層設兩個墊木支點（墊木采用不小于20×20厘米枕木），支點位置距樁兩端均為0.21L（L為管樁長度），墊木支點要設在同一高度，底層最外緣管樁的墊木處用木楔楔緊。堆放時，為便于錘擊沉樁施工，根據(jù)縱橫向間距及數(shù)量，在在距坡腳樁外緣5米處沿縱向每隔10米設置一處堆放點，每處堆放12根，每處堆放層數(shù)不超過3層。堆放過程中采用鉤繩、鋼纜等措施對管樁二支點處附近進行封固，防止?jié)L動。為在沉樁過程中能夠時刻控制貫入深度，使用紅油漆在樁身上標記延米刻度線。

4.樁機就位

打樁機運至施工現(xiàn)場后，由專業(yè)人員負責現(xiàn)場組裝，調整好樁機的水平度，同時采用水平尺檢驗滿足要求后，試運行打樁機，確保打樁機工作正常。正式使用前，進行機械維修保養(yǎng)，保證使用性能滿足要求，避免中途出現(xiàn)故障，造成施工中斷。樁機就位后，必須檢驗樁身垂直度，檢驗時采用全站儀配合線錘進行，必須保證樁的垂直度偏差不得大于樁長的0.5%。根據(jù)設計樁長對PTC管樁進行合理的組合與匹配，實際施工中以“長樁在下、短樁在上”為組合原則。

5.錘擊沉樁

預制管樁運輸至指定地點后，采用鋼絲繩綁住樁身單點起吊，避免激烈碰撞。正式施工前，必須進行不少于5根的試錘樁，以驗證所選用沉樁機械的合理性。同時確認地質情況是否與設計相符，避免管樁無法達到設計標高。

每根樁開始錘擊時，先不打火，打冷錘2～3次（靠錘體自重），確認機械運轉是否正常。正式錘擊采用“重錘低擊”，管樁入土30～50厘米后，開始檢查垂直度，滿足要求時再繼續(xù)貫入。垂直度采用長條水準尺配合水準儀檢測（過程中作業(yè)人員配合使用線錘），當通過微調調整無法滿足要求時，拔出重打，始終保持樁軸心受壓。偏壓時及時糾正，保證施工質量。每根樁一次連續(xù)錘擊到位，送樁期間不得停歇。在錘樁過程中每2米復核樁位和輔線，保證垂直度。

管樁施工完成后，必須保證管樁頂標高高于碾壓后原地面15厘米，為后續(xù)樁帽安裝提供空間，終錘時若因地質問題導致無法達到設計標高，進行承載力檢測，當確認樁端承載力達到設計要求后，移機前露出地面的樁體采用專用截樁機截除，嚴禁利用錘樁機或挖機強行扳斷。

6.管樁焊接連接

為了保證接樁方便，下節(jié)樁樁頭應高出原地面0.5米，接樁時上下節(jié)樁段保持順直，錯位偏差不大于2毫米。接樁樁位微調時，不得采用大錘橫向敲擊。樁體對接前，上下端頭板表面的泥土及雜物采用鋼刷清刷清理干凈，端頭板露出金屬光澤后再進行下一步焊接工作。焊接接樁時，焊縫連續(xù)飽滿，滿足三級焊縫的要求，因施工誤差等因素造成的上下樁端頭間隙采用厚薄適當?shù)匿摪逄顚嵑咐?。接樁時上、下節(jié)樁的中心線偏差不得大于5毫米，節(jié)點彎曲矢高不得大于樁段的0.1%。在焊接樁周鋼板位置涂刷防銹漆，需特別注意，焊接完成沉樁時，嚴禁采用水冷卻或焊好即施壓，要等焊縫冷卻后，繼續(xù)沉入。多節(jié)管樁，重復以上工序。

7.送樁器制作

對于局部特殊路段，需對原地面進行填筑，導致原地面遠高于樁頂標高，此時需加設送樁器。送樁器做成圓筒形，外部管徑與預制管樁相匹配，具有足夠的強度和剛度，長度一般為送樁深度的1.2倍。送樁前用水準儀測量原地面標高，在專用送樁器上做記號，送樁過程中進行跟蹤，動態(tài)檢查送樁深度。送樁器下端設置膠皮樁墊，樁墊厚度均勻，并與樁頂斷面全部接觸，下端面設置排氣孔，使樁身內腔與外界相通，避免形成氣壓，影響沉樁質量和效率。

8.終錘標準

終錘的采用貫入度及沉樁壓力雙控，沉樁壓力偏差控制在±5%以內，終壓后的樁頂標高偏差控制在±50毫米以內。

9.成樁檢測

成樁后，進行荷載試驗，檢驗管樁單樁承載力，抽檢頻率為總樁數(shù)的2%～5%，且不少于5根，當測定的單樁地基承載力不小于200千牛時，管樁合格。

四、結語

通過對施工后的管樁進行靜載檢測結果表明，其單樁承載力均能滿足設計要求，PTC管樁和土層形成的復合地基最大程度上發(fā)揮了PTC管樁的高承載力特性和樁間土的承載能力，減少了地基沉降量或不均勻沉降，在高速公路建設中取得了良好的社會效益和經濟效益。