現(xiàn)澆混凝土管樁在公路軟基處理中的應(yīng)用

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(shù)，該技術(shù)在地基加固效果、施工工期、工程造價(jià)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(yīng)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(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，對(duì)公路軟土處理中現(xiàn)澆混凝土管樁的施工準(zhǔn)備、施工工藝等內(nèi)容進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：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(shè)發(fā)展的需求，現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)應(yīng)運(yùn)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(dòng)，二是沉管，三是撥管，四是澆筑混凝土?，F(xiàn)如今，國內(nèi)分為預(yù)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(yù)制樁頭（或活瓣樁靴）保護(hù)下將內(nèi)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(dòng)打入預(yù)定的設(shè)計(jì)深度，混凝土澆筑在腔內(nèi)以后，邊振動(dòng)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(fù)合地基對(duì)澆筑混凝土管樁進(jìn)行使用，使常規(guī)復(fù)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(chǔ)土層因?yàn)橛倌嗾鹣莩霈F(xiàn)脫空。

現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)具有眾多優(yōu)勢，不斷吸收了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和振動(dòng)沉管樁的優(yōu)點(diǎn)，而且與振動(dòng)沉模薄壁防滲墻技術(shù)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行有效結(jié)合?，F(xiàn)澆混凝土管樁具有較高的強(qiáng)度，直徑能夠達(dá)到150cm左右，管樁長度超過20m，具有簡單的施工工藝和較強(qiáng)的可操作性，能夠有效控制樁身質(zhì)量，具有較低的單樁造價(jià)。目前在高級(jí)公路軟基加固中，現(xiàn)澆混凝土管樁復(fù)合地基技術(shù)的應(yīng)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(shí)進(jìn)一步提高了工程質(zhì)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(nèi)局部存有較為嚴(yán)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(shè)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(zhǔn)備

1）對(duì)施工區(qū)域的水文地理情況進(jìn)行詳細(xì)勘察，對(duì)施工路段的地上、地下的建筑物和管線進(jìn)行認(rèn)真調(diào)查，及時(shí)保護(hù)或遷移部分障礙物，確保施工場地平整無雜物且路基夯實(shí)，要及時(shí)換填松軟的土質(zhì)。

2）施工前，應(yīng)認(rèn)真檢查樁位情況，確保樁位正確，如果存在偏差，需要由技術(shù)人員聯(lián)合施工人員對(duì)樁位進(jìn)行重新定位，如果樁位與設(shè)計(jì)尺寸相符，需要將木樁的鐵釘位置作為標(biāo)準(zhǔn)，將樁中心的騎馬樁進(jìn)行放樣，一般情況下，護(hù)筒內(nèi)徑要大于鉆頭直徑20cm，通過3cm左右的厚鋼板焊成護(hù)筒，將吊耳焊在護(hù)筒頂端。要將護(hù)筒頂部位置偏差控制在4—6cm的范圍內(nèi)，護(hù)筒傾斜度必須小于1%。

3）泥漿調(diào)制。在鉆孔中灌入泥漿時(shí)，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(dāng)?shù)貨]有適合的粘土，可以選用質(zhì)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(shí)，其塑性指數(shù)盡可能大于15，其中泥漿內(nèi)不得有6%以上的超過0.1mm的顆粒。施工人員需要提前準(zhǔn)備好粘土的備料數(shù)量，對(duì)于砂、卵石層河床，其粘土備料數(shù)量為鉆孔體積的100%～120%；對(duì)于砂質(zhì)河床時(shí)，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(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，要求通過經(jīng)緯儀對(duì)其垂直度進(jìn)行準(zhǔn)確測量，且在1%以內(nèi)控制偏差。同時(shí)選用水平尺進(jìn)行水平度測量，同樣在1%以內(nèi)控制其偏差。

4.2 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，活瓣將被開啟，便于拔出沉管。沉管施工前，要求在內(nèi)沉管內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)，避免混凝土灌注時(shí)無法開啟活瓣。

4.3 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)錘開啟，隨后再向設(shè)計(jì)要求樁深下沉。沉管過程中，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。

4.4 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)。

4.5 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。

4.6 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。

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(yīng)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(shí)測試沉樁過程中的土壓力變化，將孔位在適當(dāng)?shù)奈恢勉@好，按照打孔位置的不同進(jìn)行不同深度的垂直埋設(shè)。在樁機(jī)施工完成以后，施工人員需要對(duì)側(cè)壁的土壓力盒埋設(shè)情況進(jìn)行全面分析，確保隨沉樁深度的不斷變化。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國社會(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。在我國基礎(chǔ)設(shè)施中，公路作為重要組成部分推動(dòng)了我國城市化建設(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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