探討橋梁工程預應力混凝土管樁施工技術

楊曉龍

（貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

隨著經濟的高速發(fā)展，高速公路項目建設的需求不斷增多，施工工藝標準化水平不斷提升，而在可持續(xù)發(fā)展理念引導下，項目施工環(huán)節(jié)如何做好環(huán)境保護成為關鍵[1-3]。樁基施工不僅直接決定橋梁進展和工期，更影響周邊環(huán)境，如何采取有效措施提高工程項目標準化的同時有效保護環(huán)境成為最大難題。

1 工程概況

某高速公路橋梁工程，對區(qū)域經濟發(fā)展至關重要，是區(qū)域基礎設施的關鍵組成部分。該橋梁第一段全場5.63 km，標段內預應力混凝土管樁共計660根，樁號K144+500~K150+133。該標段內預應力混凝土管樁型號為PRC（I）700AB130和PHC600AB130，樁頂灌芯混凝土為C40混凝土，樁長16~22 m，混凝土強度為C80。管樁基礎構造如圖1。

圖1 管樁基礎橋墩結構

該項目位于濱湖地帶，海拔高度不足40 m，地勢低平且坡度小于3°，地表物質由河流沖刷堆積而成，以濕地、湖州、漫攤為主。項目區(qū)域所在地質層為第四系全新統(tǒng)（Qh），由上至下分別為種植土、粉質黏土、淤泥質土、含礫粉細砂層、砂礫層[4-5]。橋位區(qū)屬洞庭湖平原。地形平坦，地面高程24.00~27.00 m。橋位區(qū)農田廣布。

2 施工工藝

2.1 工藝流程（見圖2）

圖2 預應力混凝土管樁施工工藝流程圖

2.2 施工準備

試柱數量每千米2根，現場做好各項記錄并經監(jiān)理簽字確認，試樁完畢后應及時進行樁身完整性檢測。

（1）需依據試樁結果最終確定單樁承載力容許值（特征值）、收錘標準等設計參數[6]。

（2）調查場地鄰近建筑物及障礙物受沉樁施工影響的情況，并提出相應的技術安全措施。

（3）清理施工現場，處理地表雜質及地下障礙物，保持施工區(qū)域清潔。

（4）明確施工方案，進行施工前技術交底、文明施工細則與安全施工方案培訓。

（5）外購成品樁，應有出廠合格證明、質量檢驗、產品說明書等資料。

2.3 測量定位放線

執(zhí)行施工方案，參照設計圖紙標準樁的點位，根據施工情況將坐標控制點、水準控制點，按要求布置[7]。

（1）采用電子全站儀等測量儀器，進行平面測量控制的構建，為項目施工、工序安排明確標準，也可應用坐標定位法，明確樁位后閉合測量。

（2）確定樁位后，采用直徑8 mm的鋼筋或竹筷插入地基內，并對樁位號做好標記，在鋼筋或竹筷上端系上紅布條，準確標注樁位輪廓，便于后續(xù)核對。

（3）針對單樁、大面積筏板、獨立承臺，采用差異化的放線方案，避免樁機移動導致樁基被破壞或引發(fā)擠土效應。

2.4 樁機就位

結合施工區(qū)域地基情況進行平面清理，換填軟土層，鋪設鋼板，改善地基硬度。樁基進場施工前，進行設備檢驗，確保各零部件工作正常，且設備儀表靈敏，檢測無誤后將樁機移動至樁位后進行施工。先進行表層土質試打，確保施工參數符合項目要求、技術規(guī)范，避免打樁施工中地基沉陷[8]。準備工作就緒后，正常施工并確保樁機垂直度、水平度，確保樁塔與地基垂直且誤差小于0.5%，控制樁位誤差在20 mm以內。

2.5 混凝土澆筑

管樁吊裝前應對管樁進行檢查，保證管樁完整沒有破損及現場配置的樁長符合設計要求。

（1）管樁吊裝并對準打樁機夾持腔，確保樁位與夾持管樁準確對應。吊起樁機樁錘與樁帽后，將其固定在樁架上并固定樁頂，保持樁機垂直度，使其垂直插入土層，確保施工操作中垂直度偏差小于0.5%，并使用全站儀進行樁機垂直度的調整、矯正。

（2）樁機就位后，將軟墊放置在樁頂并放下樁套，緩慢放下樁錘，樁錘重擊下樁機入土深度增加，下沉穩(wěn)定后對樁機全面檢查與校對。打樁過程中對樁位修正的難度較高，因此施工前需確保樁位準確。確保首節(jié)管樁入地垂直，輕輕施壓，垂直度無誤后方可繼續(xù)施壓，如存在偏差及時糾正或拔除重新打入，首節(jié)管樁垂直度是確保施工工藝精度的關鍵[9]。

2.6 養(yǎng)生待強、拆模

施工區(qū)域地表層土質松軟，管樁被打擊時下沉量較大，輕輕捶打，采取低提錘的方式，沉樁加深后，沉速減緩，適當提高起錘高度后落錘，起錘高度最高不得超過1.5 m。確保落錘輕緩且保持垂直度，應使樁身、樁錘、樁帽在同一垂直線上，根據施工實際情況進行調整，結合樁架導桿控制落樁方向。保持樁身垂直度是施工核心，避免管樁受力不均彎曲，打樁下沉不暢，檢查樁錘是否傾斜或樁墊是否合適，需選用軟墊降低錘擊速度以提升錘擊效果。每一節(jié)管樁在施工中需一次性打入地基，不可中斷或只將樁頭錘入地面。

2.7 預應力施工

項目地基基礎深，一根管樁難以達到預計深度，需采用多管樁連續(xù)接樁錘入的方式，前一節(jié)管樁高出地面0.5~1 m時即可續(xù)樁。

（1）續(xù)樁以焊接方式為主，分段進行管樁連接，焊接管樁不得超過三段。

（2）管樁上下節(jié)拼接采用端板焊接，焊縫厚度不小于15 mm，樁頂坡口周圍對稱焊接4~6個焊接點，將上下兩節(jié)管樁固定后拆除導向箍，按照對稱焊接的工序進行焊接，兩個焊工同時進行焊接操作，焊接層數需大于兩層。內層焊接須焊接緊密，不得出現咬邊、夾渣、焊瘤等施工缺陷，完工后清理焊渣，保持樁身清潔。

（3）管樁焊接連接處涂抹聚氨酯或環(huán)氧瀝青，兩段管柱拼接時，需保持接頭位置位于地面以下8 m。

2.8 送樁

樁頭接近地面，打樁力未達到方案規(guī)定值，根據施工經驗判斷送樁深度不足允許值的情況下可繼續(xù)送樁，不可直接“樁對樁”施工，送樁作業(yè)需借助專用送樁器。一般情況下送樁器由鋼板制備而成，長度約4 m，通過送樁器將沖擊力有效傳輸到樁身，送樁器與管樁之間需增設環(huán)形樁墊塊，以防止損傷樁頂。

2.9 收錘

沉樁控制原則為控制設計樁長為主，控制貫入度或最后1 m錘擊度為輔。14 t液壓打樁錘的收錘控制指標（0.5 m落距）：最后1 m錘擊數為100~200擊（0.5 m落距），總錘擊數900~2 500擊。

（1）當樁長達到設計要求但最后1 m錘擊數或貫入度達不到以上標準時，可繼續(xù)沉樁1 m，然后采用接樁處理。

（2）貫入度達標且符合收錘標準，但樁長度未滿足方案要求或工藝設計標準時，需進行地質補勘，并進行單樁豎向承載力靜載試驗。

（3）對最后三陣貫入度值進行現場勘測，每陣貫入度值遞減且后兩陣貫入度值均符合收錘標準，則可進行收錘完成作業(yè)[10]。

2.10 管樁與基礎底板的連接

土方開挖到管樁出露高度達到設計標高時，為確保管樁與獨立柱基地板連接穩(wěn)定，需進行現場清理，清除雜物并使用直徑10 mm的鋼筋貫入樁孔，并以5 mm厚鋼板作為底模。施工中所用混凝土均需符合C40強度值，嚴格遵循施工工藝標準進行捆扎，確保管樁與基底板連接穩(wěn)定，為提高承載力和鋼筋強度值，可于混凝土中摻入10%的uea膨脹劑。承臺基礎底板捆扎鋼筋時，需確保基礎底板鋼筋與管樁樁頭連接牢固，同時保障管樁錨筋與基礎底板鋼筋連接符合設計要求，確保錨固長度達標。詳見圖3所示。

圖3 管樁與承臺連接構造圖

樁頂內置入托板或鋼筋骨架以承接樁頂，管樁澆灌填芯工序混凝土，需保持置入托板或鋼筋骨架強度等級高于承臺混凝土等級。樁頂澆灌填芯混凝土之前，需對樁頂清理，去除內部雜物并使內壁徹底清潔，隨后于內壁表面涂刷混凝土界面劑、水泥凈漿，提高管樁與混凝土的整體結合力，改善混凝土填芯工序施工質量。

3 質量控制

（1）首節(jié)管樁入地為項目質量控制的關鍵環(huán)節(jié)，需嚴格控制樁位精準度和樁身垂直度，以全站儀矯正樁身垂直度，使其偏差小于0.5%。

（2）管樁施打作業(yè)中，重錘輕擊并保持樁身、樁錘和錘帽在同一垂直線上，嚴格控制樁身垂直度指標，嚴密監(jiān)測，發(fā)現樁身傾斜及時調查原因并糾正。樁尖置入硬土層后，不可使用移動樁架強行矯正管樁垂直度。上一節(jié)管樁沉樁后接頭位置需位于地面或承臺地面8 m以上。

（3）樁頂坡口圓周對稱焊接4~6個焊接點，按照對稱焊接的工序進行焊接，兩個焊工同時進行焊接操作，焊接層數需大于兩層。內層焊接需焊接緊密，不得出現咬邊、夾渣、焊瘤等施工缺陷，完工后清理焊渣。

4 結論

傳統(tǒng)鉆孔灌注樁施工作業(yè)以泥漿護壁且樁基長、成樁時間長、對周圍環(huán)境影響大，項目進度難以控制，樁身混凝土保護層厚度達標困難，導致結構耐久性不足。該文對橋梁預應力混凝土管樁施工技術特征、工藝特點進行了分析，有效解決了上述問題。橋梁預應力混凝土管樁施工技術的應用，能有效提升項目施工效率，降低工程成本，環(huán)保效果突出，為同類型橋梁項目施工提供了參考。