侯德寶

（河北交投路橋建設(shè)開發(fā)有限公司，石家莊050011）

1 引言

高速公路工程的建設(shè)極大地加強(qiáng)了各區(qū)域之間的聯(lián)動(dòng)和交流，滿足了人們的出行需求，并推動(dòng)了國(guó)家交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展[1]。 高速公路建設(shè)項(xiàng)目往往具備工程量大、施工難度高、工期長(zhǎng)等特點(diǎn)。 路基工程占據(jù)重要地位，路基的施工質(zhì)量直接決定著公路的整體質(zhì)量和安全。 公路軟土地基尤應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，因其承載力低、沉降變形快等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中需對(duì)軟土地基進(jìn)行必要的加固處理[2]。目前，常用的有換填法、灰土擠密樁法、水泥攪拌樁法、強(qiáng)夯法等，各有優(yōu)缺點(diǎn)，而預(yù)應(yīng)力管樁法因其施工方便、取材便利、效果顯著、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)勢(shì)，在高速公路施工中應(yīng)用較為廣泛[3-4]。 本文以高速公路路基工程PHC 預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)為主要內(nèi)容，對(duì)其工程特性、施工方案以及技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行研究。

2 工程概況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目全線共長(zhǎng)149.887 km， 雙向4 車道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度為27 m，設(shè)計(jì)行車速度為120 km/h，瀝青混凝土路面，全線橋隧比為43.9%。 該高速公路第4 標(biāo)段里程樁號(hào)為K45+497.319～K60+996.915，里程共計(jì)15.5 km，據(jù)地質(zhì)勘探可知，該標(biāo)段內(nèi)存在較大面積的軟土地基，其路基工程施工內(nèi)容主要包括石灰粉煤灰土結(jié)構(gòu)層以下的所有路基土石方工程及特殊地基處理、路基防護(hù)、路基排水、擋土墻、涵洞等。 為有效解決軟土地基的不均勻沉降變形現(xiàn)象，施工單位擬采用PHC 預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)進(jìn)行地基處理。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，該標(biāo)段用到的PHC 管樁共計(jì)51 088 根，樁長(zhǎng)分別為22 m 和24 m，合計(jì)1 122 773 m。

3 PHC預(yù)應(yīng)力管樁工程特性

本項(xiàng)目中選用的PHC 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的性能應(yīng)滿足使用要求，其主要為一種混凝土構(gòu)件，結(jié)合預(yù)應(yīng)力原理采用高強(qiáng)度混凝土制得。 通常情況下PHC 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁為廠家提前制備，對(duì)鋼筋進(jìn)行張拉法加工，再利用蒸汽高壓技術(shù)加工為等截面的空心圓筒構(gòu)件。 整體管樁加工完成后統(tǒng)一運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)， 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格后結(jié)合高噸位壓樁設(shè)備將其靜壓至指定位置，使其滿足結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)部分標(biāo)準(zhǔn)。PHC 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的基本尺寸見表1。

表1 PHC預(yù)應(yīng)力混凝土管樁尺寸規(guī)格

4 PHC預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

靜力壓樁機(jī)正式施工之前， 現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員應(yīng)提前對(duì)施工范圍地下所有的構(gòu)造物予以系統(tǒng)性排查，如管線、電網(wǎng)、排水渠等，避免在壓樁過程中破壞現(xiàn)有結(jié)構(gòu)， 提前聯(lián)系相關(guān)部門予以報(bào)備，采取妥善保護(hù)措施，盡可能地減少不必要的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。

本項(xiàng)目選用PHC400（95）AB 型設(shè)計(jì)管樁，管樁施工的安全距離應(yīng)設(shè)定為距離堤涵結(jié)構(gòu)3 m 以上。 PHC 預(yù)應(yīng)力管樁施工前需將路基高度填筑至指定標(biāo)準(zhǔn)， 緊接著選用30 cm 石灰土填筑，高度需略高于樁頂高程，并持續(xù)壓實(shí)養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度需達(dá)標(biāo)，再開展反開槽作業(yè)。

4.2 樁位放樣

提前根據(jù)施工圖將現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)控制點(diǎn)、 水準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行反復(fù)核準(zhǔn)，再制定施工區(qū)域質(zhì)量控制網(wǎng)格。 妥善保護(hù)且穩(wěn)固各水準(zhǔn)點(diǎn)和控制點(diǎn)，降低施工偏差。 上述工作完畢后再在指定位置打入鋼筋，并在各處準(zhǔn)確標(biāo)記，結(jié)合設(shè)定順序持續(xù)、均勻地進(jìn)行打樁作業(yè)，不得出現(xiàn)漏打或偏位現(xiàn)象[5]。用畫圈的方式標(biāo)記出各施工點(diǎn)位，現(xiàn)場(chǎng)施工放樣如圖1 所示，樁位放樣如圖2 所示。

圖1 施工放樣

圖2 樁位放樣

4.3 管樁存放

管樁的堆放位置應(yīng)與樁基前進(jìn)方向保持一致，這樣能方便后續(xù)的施工正常展開，現(xiàn)場(chǎng)布置要求一次性就位，不得在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行二次倒運(yùn)。 在施工區(qū)域選取適當(dāng)位置用作存放場(chǎng)地，并提前對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行硬化、平整、加固。 現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合相關(guān)要求對(duì)存放的管樁進(jìn)行質(zhì)量檢查，嚴(yán)格確保其性能要求滿足施工要求。 進(jìn)行管樁碼放、起吊以及位移等工序作業(yè)時(shí)要妥善處理，盡量避免管樁之間的碰撞，同時(shí)，管樁堆放時(shí)的層數(shù)不得高于3 層， 堆放完畢后還需進(jìn)行加固處理，避免產(chǎn)生滑落[6]。

4.4 管樁吊裝

本項(xiàng)目施工所用的管樁型號(hào)分為兩種，長(zhǎng)度分別為12 m、10 m，吊裝施工選用兩點(diǎn)吊法進(jìn)行展開，要求于兩側(cè)的0.21L（L 為樁長(zhǎng)）位置設(shè)置吊頭，具體如圖3、圖4 所示。 壓樁順序需進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，綜合考慮樁距、土層情況、場(chǎng)地要求等條件，壓樁順序選定為先中部后兩側(cè)，嚴(yán)禁從外到內(nèi)進(jìn)行沉樁施工，以免中部的土體結(jié)構(gòu)密實(shí)度過高而導(dǎo)致后續(xù)施工難度增大。 PHC 預(yù)應(yīng)力管樁吊裝過程中需嚴(yán)格注意防止斷裂，同時(shí)詳細(xì)記錄靜壓機(jī)壓力值變化情況，以此確定最佳壓樁功率和速度。

圖3 15 m以下樁吊點(diǎn)位置

圖4 15～30 m長(zhǎng)樁吊點(diǎn)位置

沉樁施工中，其結(jié)構(gòu)整體需保持垂直，并控制其偏差值不高于0.5%，其中，首節(jié)沉樁壓降至地下后垂直度誤差值需控制在0.3%以內(nèi)。 施工人員提前在樁機(jī)兩側(cè)各放置經(jīng)緯儀一臺(tái)，用于在施工中準(zhǔn)確、快速對(duì)樁身長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量。 每個(gè)工序應(yīng)確保連續(xù)，非必要情況下不得存在中斷、停歇[7-8]。

4.5 接樁

先于下節(jié)樁頭處設(shè)置定位板， 確保斷板處的平整度和清潔度，且可露出金屬光澤時(shí)即可進(jìn)行焊接施工。本項(xiàng)目選用2臺(tái)電焊機(jī)進(jìn)行對(duì)稱焊接處理，保證上下樁節(jié)錯(cuò)位偏差低于2 mm，當(dāng)中間存在空隙時(shí)，需進(jìn)行再次焊接牢固。 分2 層逐層、對(duì)稱焊接處理，各焊縫應(yīng)保持飽和，具體如圖5 所示。

圖5 焊縫狀況

4.6 終壓

結(jié)合施工圖和設(shè)計(jì)要求確定終壓標(biāo)準(zhǔn)， 結(jié)合靜載荷試驗(yàn)確定沉柱工藝、壓動(dòng)阻力、樁端持力層情況等。

4.7 施工質(zhì)量檢測(cè)

在試驗(yàn)路段上的PHC 預(yù)應(yīng)力管樁施工完畢后， 采用鋼尺、吊繩等進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表2。并采用環(huán)刀取樣的方式取得夯實(shí)土樣進(jìn)行室內(nèi)載荷試驗(yàn)， 以評(píng)價(jià)樁體的濕陷和承載能力，檢測(cè)結(jié)果見表3。結(jié)合試驗(yàn)檢測(cè)，得到PHC 預(yù)應(yīng)力管樁的承載能力良好，無(wú)明顯沉降變形，證實(shí)了施工質(zhì)量良好。

表2 管樁質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

表3 PHC預(yù)應(yīng)力管樁靜載荷檢測(cè)結(jié)果

5 結(jié)語(yǔ)

本文就高速公路路基工程PHC 預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際高速公路路基工程項(xiàng)目，圍繞PHC 預(yù)應(yīng)力管樁工程特性、施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行展開，并及時(shí)對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。 本文研究結(jié)果表明，采用PHC 預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)可有效改善軟土路基沉降變形問題， 提高路基承載能力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且施工工藝簡(jiǎn)單，成本較低，提高施工質(zhì)量的同時(shí)有效延長(zhǎng)公路使用壽命。