宋勇強

中交第二航務(wù)工程局有限公司第六工程分公司 湖北 武漢 430014

1 引言

項目依托工程為濮陽至湖北陽新高速公路沈丘至豫皖省界段項目[1]，路線全長24.918公里，本項目地區(qū)為黃淮沖積平原，耕地多、土資源緊缺、環(huán)保要求高，所以采用樁板式無土路基具有提升工效、降低造價、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，樁板式無土路基常見使用于改擴建，對高速公路是一項全新的技術(shù)，其施工時必須要控制好施工關(guān)鍵技術(shù)和控制指標等。

本項目管樁采用錘擊沉樁施工工藝。試樁數(shù)量為：張莊段 8 根，盆堯段 5 根。試樁位置在地質(zhì)勘探孔附近，試樁前應(yīng)嚴格復(fù)核樁位坐標，嚴禁試樁樁位與工程樁位重疊。根據(jù)試樁結(jié)果判斷是否進行二次試樁。

2 施工結(jié)構(gòu)

2.1 施工結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于軟弱土段落及填土高度較高且沉降不滿足要求的橋頭路段，采用預(yù)制混凝土管樁（PPRC管樁）處理地基，以增加地基承載力，減少不均勻沉降。預(yù)制管樁（PPRC）外徑40cm，壁厚6.5cm，單根長7m、8m和9m。橋頭15m范圍內(nèi)樁間距采用2.6m，橋頭15-30m范圍內(nèi)樁間距采用2.8m。砼強度等級不低于C80,樁頂設(shè)置砼樁帽,樁帽邊長為120×120mm的正方形現(xiàn)澆樁帽,厚30cm,樁帽混凝土強度等級不低于C30，預(yù)制管樁橫向布置范圍:處理至路基坡腳處。

2.2 結(jié)構(gòu)尺寸和連接方式

1、 PPRC管樁名稱為復(fù)合地基預(yù)制樁，PPRC管樁示意圖見圖1。

圖1 PPRC管樁示意圖[2]

2.3 現(xiàn)澆樁帽幾何結(jié)構(gòu)

1、填芯砼強度等級同樁帽,可以與樁帽一起說灌。

2、灌芯混凝土澆筑前，應(yīng)先清除管道內(nèi)的浮漬，然后在內(nèi)壁刷水泥砂漿，以提高灌芯混凝土和管樁身混凝土的完整性[1]。

3、圈中2號筋（見圖2）與端板焊接牢固，兩側(cè)焊接。焊縫長度＞5d。3號鋼筋應(yīng)與樁板2號鋼筋焊接，以確保灌注填芯混凝土?xí)r支撐板不下沉。

4、2號筋與了號筋應(yīng)沿管柱圈周均勻布置。管樁與樁帽連接圖如下：

3 管樁施工工藝及注意事項

3.1 施工工藝流程

圖2 管樁與樁帽連接圖[1]

3.2 施工工藝步驟

(1)備料。材料進場前，對進場的材料進行檢測，為建華建材的PPRC管樁，直徑400mm，壁厚65mm，長度為8m。進場檢測照片如下?，F(xiàn)場備料各500根放在試驗段張莊段、盆堯段。

(2)場地清理。清理前對原地面進行標高測量，清理原地面的雜物與障礙物時，使用機械控制好原地面的標高，查看現(xiàn)場有無回填物或場址土層有無土塊或石塊，如場地石塊多打樁時極易導(dǎo)致樁位偏移。清理出整個施工范圍，場地清理完成后需要用壓路機壓實，保證場地的平整，清理表面雜物時適當(dāng)留個坡度，確保場地的排水。

(3)測量放樣?，F(xiàn)場清理完成后，在進行管樁位放樣，采用使用GPS(或全站儀)進行樁位放樣,一次放樣出樁位的中心線,放樣后使用鋼筋條定位。用以控制及復(fù)核樁位。樁位的軸線在地面上使用白灰做標記。測量完成后，應(yīng)對測量監(jiān)理工程師提供的測量基準點進行仔細復(fù)測和檢查。

(4)樁機就位。打樁機就位前，應(yīng)對現(xiàn)場施工機械設(shè)備進行檢查，在檢查場地的平整,因為本項目的原地面為松軟土,如果打樁機沒有嚴格的壓實和較大的自重，施工過程中打樁機的振動很容易導(dǎo)致打樁機下沉和傾斜。

選擇打樁機位置后，應(yīng)安裝打樁機。架設(shè)完成后進行試機,試運行完成后，將打樁機移至樁位。樁錘的中心點與樁位置的中心點對齊。調(diào)整打樁機位置后，保持打樁機穩(wěn)定垂直，樁機的垂直度偏差不大于1%。

(5)吊樁、錘擊沉樁。使用吊錘的卡具吊樁。當(dāng)機械開始錘擊時，重錘和輕錘之間的落差應(yīng)較小。當(dāng)?shù)刭|(zhì)土質(zhì)在一定深度穩(wěn)定時，需按要求的落錘打樁。打樁應(yīng)使用重錘和低錘。錘重按照圖紙上的地質(zhì)條件、PPRC管樁的樁型、密度和施工條件選擇，機械為6.3型柴油機錘重6.3頓。根據(jù)管樁分部的密度，錘擊管樁順序可以從中間到兩側(cè)對稱施工，從中間到側(cè)面對稱，或從一側(cè)到另一側(cè)對稱。管樁的垂直度由項目部擬用水平尺(0.5%)或2m靠尺(0.5%)檢測施工過程垂度,或用垂線法在遠處用目測檢測施工過程垂直度,當(dāng)沒有異常時，樁可以正式下沉。

(6)錘擊至標高處。在樁頂?shù)脑O(shè)計標高比地表高的情況下，必須進行送樁。在送樁上標明其大小，方便對樁頂高度進行檢測和讀出，并可對其進行土壤厚度的調(diào)控。

(7)檢測驗收。在樁與樁的接觸表面上設(shè)置一個堅硬的墊層，以避免出現(xiàn)破壞。為了保證送樁柱和樁頂部的接觸表面必須定期進行更新。

在進行打樁時，應(yīng)確保送樁桿與樁身縱軸線保持一定的一致性。當(dāng)PPRC管樁達到某一深度后，就停止錘擊，檢測垂直度、標高等。在樁頂高度大于或等于工程場地標準的情況下，必須在管樁結(jié)束后進行工程質(zhì)量檢查。如果管樁樁頂?shù)脑O(shè)計標高小于工程現(xiàn)場的標準，則在樁頂樁頭上按現(xiàn)場標高計算時進行中間檢查。在全部管樁全部進入并挖到設(shè)計高度后，必須進行徹底的檢測。在完成驗收之前，嚴禁切割樁頂部。

(8)樁帽施工。在一節(jié)預(yù)制管樁完工后，根據(jù)設(shè)計需要進行基坑周圍的土體和灌漿。在灌漿完畢后，進行鋼筋的綁固、支撐、灌注樁蓋的混凝土。

3.3 施工過程控制

1) PPRC管樁施工采用錘擊法施工，成樁過程中應(yīng)認真檢查樁位及樁身垂直度偏差。2)在成樁期間，要隨時注意樁體的豎直性，保證樁體的縱向誤差不能大于0.5%。在樁尖端插入堅硬的土壤中時，不得采用推樁等方法進行強制回拔以矯正其變形。3)試樁施工時，應(yīng)使用重錘輕擊。管樁錘擊、管樁帽和身應(yīng)保持在同一中心線上，并隨時檢查管樁的垂直度。4)樁應(yīng)一次連續(xù)打入設(shè)計標高。如果需要停止錘子，應(yīng)盡量縮短停止錘子的長度，打樁過程做好試樁成樁記錄。5) 按照先易后難總結(jié)經(jīng)驗的原則，建議結(jié)合地質(zhì)資料先施工易于打入的試樁。6) 施工時嚴格控制樁長，原則不小于設(shè)計深度，根據(jù)現(xiàn)場打入狀況確定收錘標準。7) 在管樁需接樁時，將上一段管樁的下節(jié)段與下節(jié)段的樁端采用抱環(huán)進行連接，如果不需接樁，則采用錘入標高。

4 施工質(zhì)量控制

①施工過程中工程質(zhì)量檢查檢測的主要內(nèi)容包括下列幾項[3]：

a、樁的定位及就位前的復(fù)測；b、植入機具的檢查；c、樁身垂直度檢測；d、樁接頭施工質(zhì)量監(jiān)控；e、植樁記錄的審核；f、 現(xiàn)場所有部位管樁沉樁時，管樁頂標高和沉樁完成后的樁頂標高，當(dāng)管樁擠入（進入）密實砂土或密實粉土層，并通過（進入）超固結(jié)粘性土?xí)r，可能產(chǎn)生擠土效應(yīng)，導(dǎo)致樁身上??；g、檢測打樁對周圍環(huán)境的影響。

② 在現(xiàn)場進行管樁位放樣和位置后。在進行錘打樁時，要對管樁樁位置進行保護，避免發(fā)生管樁標記的移位。

③ 樁身垂直度試驗應(yīng)符合以下要求：

a、在管樁在機械安裝完畢后，應(yīng)對管樁的垂直度進行檢測，在垂直度誤差小于0.5%的情況下，管樁才能進行錘擊；b、樁身垂直度可采用鉛錘法測量；c、管樁沉樁后樁身垂直度的允許偏差不得大于H/1000，樁身中心線平面位置與設(shè)計位置的偏差不得超過15mm。

④ 打樁記錄應(yīng)完整、真實、清晰，經(jīng)監(jiān)理工程師和施工單位技術(shù)人員簽字確認后，方可作為有效的施工記錄。

⑤ 壓樁可以穿過（進入）致密的沙土或泥質(zhì)，并使其固化（進入）。在地基受地基壓實力影響下，在樁身上浮力時，必須對單個樁的樁頭高度進行監(jiān)控，并在全部工程結(jié)束后對其進行測量。測量與監(jiān)控工作：

a、在打樁期間，樁底的20%（30%來自首次沉樁的1/3，中段樁的樁占1/3，最后的沉樁占1/3的樁，1/3的沉樁占最后樁的1/3），對樁的標高進行了測定和紀錄，直至再次打樁后，樁頂?shù)母又档陀?0mm。b、對于土層為較深的飽和軟土層的沉樁，在管樁位置分布較密、缺乏足夠的經(jīng)驗的情況下，必須在工程實施期間進行管樁橫向移動，并至少進行6次以上的監(jiān)控。

4）施工后檢驗

①施工結(jié)束后應(yīng)對樁進行下列檢驗：a、樁頂標高；b、樁頂平面位置；c、樁身的完整性；d、單樁承載力；e、在樁抗壓強度有爭議的情況下進行全截面抗壓能力試驗。②在完成沉降后，對最后的樁頂位置和高度進行精確的控制，保證頂部表面的平整。提出了在施工過程中，預(yù)留樁孔的橫向位移誤差不得超過15 mm，樁頂部高度和設(shè)計值之間的誤差不得小于5 mm。③對樁基進行質(zhì)量檢驗。光面樁樁的整體性檢測可以采取低應(yīng)變的方式進行，其檢測的樁基數(shù)為100%。④對樁的整體進行低應(yīng)變分析時，必須滿足下列條件：a、對于有裂紋或有瑕疵的永久建筑物，其抗拔或主要承載橫向荷載的樁種，可劃分為 III級或 IV級。b、若樁體出現(xiàn)混凝土損傷，樁體有傾角開裂或豎向開裂，則屬于 III級或 IV級。c、如果樁體存在較小的瑕疵，則優(yōu)先考慮為 III型。在最后的樁型判定中，首先要挖掘出淺部的裂縫，然后再進行小變形的檢測，并進行相應(yīng)的識別。在進行挖掘檢測時，如果出現(xiàn)了不到樁身1/3的裂紋，并且出現(xiàn)了橫向裂紋，則可以將具有類似波型的樁替換成 II型。若有較大難度的挖掘，則需考慮樁頂偏差、樁身傾斜率、孔內(nèi)目測、巖土條件及工程條件等因素進行分析。如果仍然不確定，則認定為 III型。d、應(yīng)查明樁端部位與樁端部位的聯(lián)系，并認真查明端部周圍的瑕疵特征。通過對焊接質(zhì)量的檢驗，確定了端部焊接質(zhì)量存在微小的瑕疵后，可以確定為 II級樁型。在靠近節(jié)點處的樁存在瑕疵時，根據(jù)本條 A、 B、 C款的規(guī)定進行判定。⑤ 當(dāng)采用低應(yīng)變法檢測樁體的完整性，且對結(jié)果有疑問時，應(yīng)采用鉆孔攝像法檢測樁體的完整性。具體方法按照《基樁孔內(nèi)攝像檢測技術(shù)規(guī)程》CECS2S3 相關(guān)規(guī)定執(zhí)行[3]。⑥對于三類、四類樁，如有低應(yīng)力探測有問題，必須進行相應(yīng)的處理。從地質(zhì)條件、沉樁施工、基坑開挖等方面進行綜合考慮，以求合理的使用及治理措施。對于以樁體承載能力作為設(shè)計標準或承載能力強的 III級樁，在進行了單樁的垂直抗壓靜荷載測試，以確定其單樁的垂直抗壓承載能力是否符合設(shè)計規(guī)范。⑦在管樁完工后，要進行承載性檢查，先進行靜態(tài)荷載測試，然后再進行靜態(tài)荷載測試。

對單樁的縱向承載力進行測試，在相同工況下，檢測出的樁數(shù)量必須達到總數(shù)的2%。如果在試驗期進行了單樁的靜載荷測試與高應(yīng)變動測試的比較，并根據(jù)具體的比較資料（不能低于3個），可以使用高應(yīng)變動測試方法來進行單樁的垂直荷載測試，在相同的情況下，測試樁數(shù)不得低于10%。在投標時，承包商將會將這一部分的成本也納入到招標中。

5 PPRC管樁的使用范圍說明

路基與橋頭混凝土結(jié)構(gòu)過渡段容易出現(xiàn)不同程度的沉降，一般路段橋頭過渡段路基填料采用水泥土作為路基填料，施工時，應(yīng)根據(jù)對應(yīng)路床部分的相應(yīng)試驗結(jié)果，確定水泥摻量，設(shè)計建議水泥劑量采用 5%，臺背回填的壓實度按基底至路床的合格率按 96%進行控制。

路基與橋頭混凝土結(jié)構(gòu)過渡段是用來處理橋頭不均勻沉降的，橋頭沉降時能引發(fā)跳車病害。臺背回填不均勻沉降主要是填料質(zhì)量的不合格與壓實度不合格，橋臺為剛性滲水不易變形、路基為塑性滲水易變形，橋臺后填料易滲水侵蝕變形與橋臺的剛性有著差異沉降。因此，以下采用措施保證橋頭差異沉降。

橋頭段、橋頭過渡段及臺前錐坡處褥墊層。土工格柵均應(yīng)處理至坡腳處。褥墊層采用碎石墊層。

①清除表后對軟弱土與高填土沉降不足要求的橋頭路段，采用預(yù)制混凝土管樁（PPRC 管樁）處理地基，以增加地基承載力，減少不均勻沉降；②橋頭過渡段路基應(yīng)盡可能在條件允許的情況下，盡早填筑施工，填筑至路床部分后，采用超載預(yù)壓法進行預(yù)壓，將路基沉降盡可能控制在施工階段完成，以減少工后沉降；③根據(jù)項目區(qū)填料情況，一般路段橋頭過渡段路基填料采用水泥土作為路基填料。④橋臺的壓實度(重型擊實試驗法)要求從填土方基底至路床部分均應(yīng)按照 96%進行控制。橋臺處不易用壓力機壓實所以需要采用液壓夯薄層夯實；⑤橋臺背回填采用臺階搭接方式進行施工，橋臺搭接寬2.0m，高1.0m。施工時應(yīng)分層夯實，從原地面填筑的的坡率為1:1.5向上填筑搭接至路床頂面。

6 結(jié)語

濮陽至湖北陽新高速公路沈丘至豫皖省界段項目PPRC管樁軟基施工工藝的施工技術(shù)，通過工程設(shè)計、施工人員的精心組織，科學(xué)施工，最后按計劃提前順利完工。由于本項目為河南省交通運輸廳“13445工程”，管樁為地下隱蔽工程，為該項目的重點工程。經(jīng)河南省高速公路建設(shè)項目的有關(guān)部門檢測，PPRC管樁施工質(zhì)量標準符合設(shè)計及施工規(guī)范要求，做到了安全、質(zhì)量可控。