試論現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)在公路軟基施工中的應(yīng)用

楊金磊

摘 要：現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)吸收了預(yù)應(yīng)力管樁、振動(dòng)沉管樁等技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，施工工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，是一種適合于軟土地區(qū)的新型高效優(yōu)質(zhì)樁型，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。作為一種全新的樁型，本文介紹了現(xiàn)澆混凝土管樁的工作原理，并結(jié)合具體工程案例，對(duì)其施工準(zhǔn)備、施工工藝等內(nèi)容進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：軟土路基；現(xiàn)澆混凝土管樁；施工準(zhǔn)備

1 工程概況

某公路工程地基土層為8m～18m深粉質(zhì)粘土，設(shè)計(jì)路堤填土最大高度為6.0m。通過(guò)堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓、粉噴樁等方案比較，最終確定了澆筑混凝土管樁復(fù)合地基加固技術(shù)方案。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)從6m～11.8m不等，設(shè)計(jì)直徑1000mm，壁厚120mm，混凝土等級(jí)C20，坍落度5cm～8cm，樁間距橫向3.0m，縱向間距排與排之間3.5m，采用正方形布置，設(shè)計(jì)7.8m長(zhǎng)管樁豎向極限承載力600kN。

2 現(xiàn)澆混凝土管樁工作原理

現(xiàn)澆混凝土管樁是近年新發(fā)展的一種新型樁技術(shù)，類似沉管灌柱樁，涉及震動(dòng)、沉管、撥管、澆筑混凝土等工藝。目前國(guó)內(nèi)做法有兩種，一是樁頭采用預(yù)制鋼筋混凝土樁尖，二是采用活瓣樁靴。其工作原理基本一致，即依靠沉腔上部錘尖的振動(dòng)將內(nèi)外雙層套管所形成的環(huán)形腔體在預(yù)制樁頭（或活瓣樁靴）保護(hù)下打入預(yù)定的設(shè)計(jì)深度，在腔內(nèi)現(xiàn)澆混凝土，之后振動(dòng)撥管，在環(huán)形城中土體與外部的土體之間形成混凝土管樁。澆筑混凝土管樁作為復(fù)合地基使用，利用剛性樁（類似沉管灌柱樁）的施工工藝提高常規(guī)復(fù)合地基（如水泥土樁）的單樁承載力作為復(fù)合地基，充分利用土體的承載樁、土共同作用共同變形，避免基礎(chǔ)由于淤泥震陷造成基礎(chǔ)土層脫空。本工程采用預(yù)制混凝土樁尖的振動(dòng)機(jī)。

3 公路軟基施工中現(xiàn)澆混凝土管樁施工準(zhǔn)備

1、施工前調(diào)查清楚施工區(qū)域內(nèi)地上、地下管線和周圍建筑物情況，采取保護(hù)或遷移措施，施工場(chǎng)地應(yīng)整平夯實(shí)，土質(zhì)松軟時(shí)，應(yīng)予換填。

2、認(rèn)清樁位并檢查樁位是否正確，若有偏差報(bào)請(qǐng)有關(guān)技術(shù)人員重新定位，如符合交底尺寸，既以木樁的鐵釘為準(zhǔn)，放出本樁中心樁，護(hù)筒內(nèi)徑通常比使用鉆頭直徑大（旋轉(zhuǎn)鉆大20CM），常用護(hù)筒用2～4CM厚鋼板焊成，頂端焊有吊耳。護(hù)筒頂部位置偏差不得大于5CM，護(hù)筒斜度不得大于1%。

3、調(diào)制泥漿。灌入鉆孔中的泥漿，其比重在一般地層以1.1～1.3為宜，松散易塌的地層以1.4～1.6為宜。泥漿由粘土與水拌合而成，一般選擇塑性指數(shù)大于17.當(dāng)缺少適宜的粘土?xí)r，可用較差的粘土，并摻入部分塑性指數(shù)大于25的粘土。若采用砂粘土?xí)r，其塑性指數(shù)不宜小于15，其中大于0.1MM的顆粒不宜超過(guò)6%.新制泥漿含量不宜大于4%，循環(huán)泥漿不得超過(guò)8%.粘土的備料數(shù)量：砂質(zhì)河床時(shí)，粘土備料數(shù)量約為鉆孔體積的70%～80%，砂、卵石層河床時(shí)其數(shù)量約為鉆孔體積的100%～120%。

4 公路軟基施工中現(xiàn)澆混凝土管樁施工工藝

1、清理場(chǎng)地

現(xiàn)澆混凝土管樁施工前期，必須將施工段內(nèi)的雜物清理干凈，不僅要清理干凈地上的雜物，還需徹底清除地下的障礙物，只有這樣才能保證施工安全。因施工段內(nèi)存有河床地段，要求必須將其表層淤泥挖除，并回填符合施工要求的粘土，隨后進(jìn)行場(chǎng)地平整施工。

2、測(cè)量放樣

按照施工規(guī)范規(guī)定，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸將現(xiàn)澆混凝土管樁位置準(zhǔn)確放出，且將小木樁釘?shù)礁鱾€(gè)樁位上，要求在5cm以內(nèi)控制單樁中心位置誤差，并將相應(yīng)數(shù)量的護(hù)樁安設(shè)到場(chǎng)地附近，為實(shí)時(shí)進(jìn)行樁位校對(duì)提供便利。

3、樁機(jī)就位

樁位放出后，即可移動(dòng)樁機(jī)將其放置到指定位置，就位后需及時(shí)對(duì)其水平度、垂直度等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，要求通過(guò)經(jīng)緯儀對(duì)其垂直度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，且在1%以內(nèi)控制偏差。同時(shí)選用水平尺進(jìn)行水平度測(cè)量，同樣在1%以內(nèi)控制其偏差。

4、活瓣固定

活瓣裝置設(shè)置于沉管底部位置，其作用為活瓣在沉管中封閉，土體無(wú)法向外壁腔（10cm厚）內(nèi)進(jìn)入。待沉管深度與設(shè)計(jì)要求相符后，即可進(jìn)行混凝土灌注施工，在混凝土自重作用下，活瓣將被開(kāi)啟，便于拔出沉管。沉管施工前，要求在內(nèi)沉管內(nèi)通過(guò)鐵絲將活瓣捆綁到管上，以活瓣無(wú)外張作為捆綁松緊程度的標(biāo)準(zhǔn)，避免混凝土灌注時(shí)無(wú)法開(kāi)啟活瓣。

5、振動(dòng)沉管

因地質(zhì)情況各異，沉管下沉到相應(yīng)深度后，即可將振動(dòng)錘開(kāi)啟，隨后再向設(shè)計(jì)要求樁深下沉。沉管過(guò)程中，應(yīng)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(yán)格按照試樁參數(shù)確定沉管電流、電壓值。必須一次到達(dá)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(jìn)行活瓣固定后再重新進(jìn)行沉管施工。當(dāng)?shù)撞烤哂写罅康叵滤?，需沉管到相?yīng)深度，如達(dá)到樁長(zhǎng)一半時(shí)需進(jìn)行一定量干拌混凝土添加，隨后再向施工規(guī)定深度下沉。

6、灌注混凝土

沉管深度達(dá)到施工規(guī)定后，需立即進(jìn)行混凝土灌注施工，盡可能減短停滯時(shí)間。灌注混凝土?xí)r，需利用提升料斗的方式向成孔器壁墻內(nèi)送入混凝土，第一次灌注可控制在10%樁長(zhǎng)位置，此時(shí)可進(jìn)行首次上拔沉管施工。完成首次拔管后，即可進(jìn)行混凝土2次灌注施工，此時(shí)灌注深度應(yīng)達(dá)到20%樁長(zhǎng)位置，隨后進(jìn)行2次拔管，按照以上施工順序依次進(jìn)行灌注—拔管反復(fù)施工，最終完成成樁作業(yè)。施工時(shí)，應(yīng)指派工作人員對(duì)管壁進(jìn)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)。

7、振動(dòng)拔管

于樁身質(zhì)量而言，拔管是其最為主要的施工步驟，是導(dǎo)致各類病害產(chǎn)生的根源，如擴(kuò)頸、縮頸、斷樁等。因此，施工前必須對(duì)試樁數(shù)據(jù)加以充分利用，保證各項(xiàng)施工參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。

上拔沉管施工中，要求先將振動(dòng)錘開(kāi)啟，待10s后，即可拔管施工，要求振動(dòng)與拔管同時(shí)進(jìn)行，只有這樣才能確?；炷撩軐?shí)度良好，同時(shí)需在每分鐘1m左右控制拔管速度。上拔1m距離時(shí)，需暫停拔管施工，并進(jìn)行5到10s振動(dòng)，以此循環(huán)進(jìn)行施工，最終完全拔出整個(gè)沉管。

8、移機(jī)

完成以上施工工序后，即可向下個(gè)樁位移機(jī)，要求先處理好剛施工后的管樁，且將剩余混凝土等材料運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。施工結(jié)束一周內(nèi)，在施工路段必須封閉交通，防止施工后的樁體出現(xiàn)損壞。施工中，應(yīng)指派專人做好各項(xiàng)施工記錄工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并處理。在施工過(guò)程中，如遇池塘等路段，要將淤泥及時(shí)挖出，并采用具有較好透水性的建筑施工材料進(jìn)行填筑。在處理軟土路基過(guò)程中，施工人員需要隨時(shí)觀測(cè)沉降度，使填料的層厚得到有效控制，另外需要分層進(jìn)行填筑施工。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)社會(huì)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速提升，交通運(yùn)輸行業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人們不斷提高的生活質(zhì)量對(duì)交通運(yùn)輸提出了更高的要求。在我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施中，公路作為重要組成部分推動(dòng)了我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)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(zhì)量，必須選取科學(xué)有效的處理方法進(jìn)行施工，如現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)，通過(guò)不斷提升其技術(shù)水平，規(guī)范施工工藝，才能做好質(zhì)量控制工作，才能確保公路工程建設(shè)質(zhì)量，才能為公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

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