塑料套管混凝土樁在道路軟基處理中應(yīng)用

蘇偉鋒

（廣州市市政集團(tuán)有限公司瀝青工程分公司，廣東 廣州 510000）

塑料套管混凝土樁在道路軟基處理中應(yīng)用

蘇偉鋒

（廣州市市政集團(tuán)有限公司瀝青工程分公司，廣東 廣州 510000）

塑料套管混凝土樁是一種承載力高、不會(huì)由于振動(dòng)擠土斷樁、成樁質(zhì)量可靠、對(duì)周圍環(huán)境影響小、施工快速方便的地基處理方法，因此在公路軟基處理中得到廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)塑料套管混凝土樁成樁方法及在道路軟基處理中應(yīng)用進(jìn)行了分析。

塑料套管混凝土樁；道路軟基處理；施工技術(shù)

1 塑料套管混凝土樁的成樁方法

塑料套管混凝土樁具體是由預(yù)制樁尖、單壁螺紋塑料套管、混凝土、蓋板等組成。

塑料套管混凝土樁的成樁方法為：將塑料套管按一定的間距采用專用設(shè)備逐根打入需要加固的地基中。套管為底部封閉，頂部開口，待分段區(qū)塊塑料套管全部打設(shè)完畢后，再統(tǒng)一對(duì)埋設(shè)在地基中的套管內(nèi)用混凝土連續(xù)澆注成樁，套管不再取出，套管與填充物就形成了地基加固樁，樁頂設(shè)置樁帽，并鋪設(shè)墊層和土工格柵，形成樁承式加筋路堤系統(tǒng)。

2 塑料套管混凝土樁施工工藝

施工準(zhǔn)備、平整場(chǎng)地、鋪設(shè)砂礫→制作樁尖、樁機(jī)就位→拔套管、移機(jī)并檢查套管深度→放置套管、打設(shè)套管至設(shè)計(jì)標(biāo)高→套管內(nèi)混凝土澆筑→插鋼筋→樁體檢測(cè)→蓋板制作、安裝→施工完畢→驗(yàn)收合格后進(jìn)人下道工序。

2.1 塑料套管混凝土樁打設(shè)前，先整平和硬化場(chǎng)地

做好排水措施，鋪設(shè)砂礫墊層。20 cm左右厚度，不允許有大石塊，表面平整，否則會(huì)影響樁的垂直度。放線布置樁位。

2.2 制作樁尖

直徑為 30 cm，具體配筋和尺寸可參照?qǐng)D紙的規(guī)定。一般需提前預(yù)制，可在工地外事先預(yù)制好達(dá)到28 d左右的強(qiáng)度后運(yùn)至工程現(xiàn)場(chǎng)，樁尖采用鋼筋混凝土樁尖，并設(shè)置好與塑料套管連接的接頭。接頭采用塑料的或鐵鋼管接頭，要能與套管緊密連接，與套管的尺寸配套。

2.3 塑料套管準(zhǔn)備及制作

套管應(yīng)采用單壁螺紋PVC塑料套管?？刂茦?biāo)準(zhǔn)為：?jiǎn)伪凇?nèi)外均是螺紋的PVC塑料套管，最大外徑不小于160 cm，最小內(nèi)徑不小于142 mm，扁平試驗(yàn)（變形40%時(shí)）不分層、無破裂。接頭采用標(biāo)準(zhǔn)的160 mm PVC管材直通接頭，平均內(nèi)徑應(yīng)在160.1～160.7 mm之間，承口最小深度不小于45～50 mm，標(biāo)準(zhǔn)墜落試驗(yàn)應(yīng)無破裂，參數(shù)可見相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 5836.2－2006），并進(jìn)行必要的試驗(yàn)檢測(cè)。

根據(jù)不同的深度對(duì)套管的壁厚及環(huán)剛度進(jìn)行控制及搭配，具體來講塑料套管的強(qiáng)度指標(biāo)要求與不同的打設(shè)深度和地質(zhì)條件有關(guān)。不同深度對(duì)塑料套管的壁厚及環(huán)剛度要求也不同，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件及試樁情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。根據(jù)浙江練杭高速、杭金衢高速浦陽(yáng)互通、南京243省道等多個(gè)工程的應(yīng)用情況看，對(duì)直徑160 mm的樁體，可參考以下強(qiáng)度指標(biāo)選用塑料套管：埋深在10 m以內(nèi)，采用壁厚不小于1.0 mm、環(huán)剛度kN/m2不小于6級(jí)；埋深在10～16 m區(qū)間采用壁厚不小于1.5 mm、環(huán)剛度（kN/m2：）不小于10級(jí)；埋深在16～20 m區(qū)間采用壁厚不小于1.8 mm、環(huán)剛度（kN/m2）不小于15級(jí)。

塑料套管的強(qiáng)度作用主要體現(xiàn)在澆注混凝土之前的保護(hù)作用，當(dāng)混凝土澆注成樁后對(duì)套管的強(qiáng)度要求就降低了。

2.4 將打設(shè)設(shè)備移機(jī)就位

一般設(shè)備可由普通沉管機(jī)等同類設(shè)備改造而成，或者由大型挖機(jī)改造。但根據(jù)以往國(guó)內(nèi)的施工經(jīng)驗(yàn)，建議采用專用的塑料套管樁機(jī)，類似予小型的振動(dòng)沉管樁機(jī)，以減少施工過程中對(duì)樁周土的擾動(dòng)，軟土層以液壓為主。直徑160 mm的樁體沉管的最大外徑要求不大于221 mm，若遇到硬夾層可以開啟振動(dòng)穿過。

設(shè)備中必須設(shè)置注水裝置，設(shè)置導(dǎo)向架及垂直度定位裝置，保證沉管打設(shè)過程的垂直度，以及邊打設(shè)邊能往塑料套管內(nèi)注水保護(hù)塑料套管。有條件時(shí)可以在沉管上安裝壓樁力測(cè)試設(shè)備，以較精確控制打設(shè)深度（國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的準(zhǔn)確性受影響因素較多，準(zhǔn)確性還有待提高，所以現(xiàn)在暫不作強(qiáng)制要求）。

2.5 放置套管及打設(shè)

確定合理的施工順序，橫向以路基中心線向兩側(cè)的方向推進(jìn)；縱向以結(jié)構(gòu)物部位向路堤的方向推進(jìn)。然后將帶有樁尖的套管從鋼管底部放入鋼管中，樁尖與樁位對(duì)準(zhǔn)，然后開機(jī)將鋼管打設(shè)至預(yù)定的深度，打設(shè)過程中要控制好垂直度。

打設(shè)過程中，要開啟注水泵，對(duì)塑料套管進(jìn)行注水保護(hù)，注水：基本上要注滿塑料套管，但又盡量不要溢出塑料套管。

2.6 拔鋼管

將鋼管拔出而將塑料套管留在地下，移機(jī)至下一個(gè)樁位，一根套管結(jié)束，重復(fù)以上工序，打設(shè)下一根。

2.7 截樁和檢查套管的深度

將多余的套管進(jìn)行截樁和整理后，還可以用測(cè)孔器隨時(shí)對(duì)套管深度、變形進(jìn)行檢查，并隨時(shí)保護(hù)套管內(nèi)清潔，盡量不讓雜物進(jìn)入，頂部可以綁扎塑料袋保護(hù)塑料套管。

在塑料套管打設(shè)過程中可以在墊層中沿塑料套管中心開挖直徑約為50 cm（根據(jù)樁帽的尺寸定），高約為20 cm的圓孔，為后面制作蓋板做好土模。當(dāng)然，也可以采用鋼模。

2.8 待場(chǎng)地內(nèi)塑料套管打設(shè)一部分后，可以準(zhǔn)備澆混凝土

打設(shè)塑料套管和澆混凝土應(yīng)間隔進(jìn)行，主要是為了避免擠土效應(yīng)影響混凝土的澆筑質(zhì)量，混凝土注洼場(chǎng)地距塑料套管打設(shè)場(chǎng)地的距離不得小于20 m。不宜采用邊打設(shè)塑料套管邊在后面澆注混凝土的施工方法。

澆注混凝土之前，首先需要抽水，把管內(nèi)的水抽干凈，然后對(duì)管子的深度作最后的檢查，可用12 cm左右直徑，長(zhǎng)度為1 m左右的測(cè)孔器加測(cè)繩檢測(cè)深度和管子的完整性，如果發(fā)現(xiàn)有管子損壞、漏水嚴(yán)重，應(yīng)該補(bǔ)打。

2.9 填充混凝土成樁

將合適流動(dòng)性的混凝土澆注在套管中，混凝土一般采用細(xì)石混凝土（C25，骨料粒徑控制在2 cm之內(nèi)），混凝土塌落度18～20 cm。

澆注過程中用專用加長(zhǎng)振動(dòng)棒（振搗深度應(yīng)達(dá)到樁長(zhǎng)要求）對(duì)填充的混凝土隨時(shí)進(jìn)行振搗使之密實(shí)，使混凝土填充滿整個(gè)塑料套管。

當(dāng)混凝土基本上達(dá)到鋼筋籠設(shè)計(jì)深度位置時(shí)（離樁頂位置3.5 m左右），將制作好的鋼筋籠放入套管，并放置蓋板鋼筋，鋼筋籠長(zhǎng)度一般為3.5 m，采用4根6.5鋼筋，5個(gè)圓形箍筋。箍筋由6.5鋼筋制作。為保障樁與蓋板的整體性，4根鋼筋籠主筋長(zhǎng)度應(yīng)超出樁頂一定長(zhǎng)度，使它們能與蓋板頂層配筋、底層配筋綁扎連接。其中鋼筋籠主筋2根其頂超出樁頂22 cm。與樁帽頂層配筋連接，另外2根頂超出樁頂8 cm，與樁帽底層配筋連接。完成余下樁和蓋板混凝土的澆注施工?；炷翝沧⑦M(jìn)行振搗。

2.10 樁體檢測(cè)

待樁體強(qiáng)度到一定要求后可對(duì)成樁進(jìn)行檢測(cè)（小應(yīng)變檢測(cè)的樁一般先不澆蓋板）。

2.11 樁、蓋板澆注完畢達(dá)到一定強(qiáng)度后，在蓋板頂鋪設(shè)土工格柵

土工格柵目前一般采用2種方式：雙向塑料土工格柵或整體式鋼絲格柵；若采用整體式鋼絲土工格柵，可以將蓋板事先露出鋼筋與鋼絲焊接鍍塑土工格柵連接或者采用釘子固定在蓋板上。

2.12 在土工格柵上鋪設(shè)余下的30 cm墊層，若有兩層格柵則在墊層頂再鋪設(shè)一層格柵

3 實(shí)際應(yīng)用效果情況

通過深圳某市政道路軟基施工應(yīng)用實(shí)踐，并對(duì)軟基路段作了沉降觀測(cè)，承載力試驗(yàn)情況（這是粘土作用為樁端土的、巖石作為持力層的，若是軟土，那么承載力是很低的，其實(shí)預(yù)應(yīng)力管樁也是一樣的。這些樁都要注意深度控制）。

4 塑料套管混凝土樁與常用樁塑的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較

塑料套管混凝土樁與當(dāng)前我國(guó)高速公路地基處理中普遍使用的水泥攪拌樁、預(yù)應(yīng)力管樁、各種振動(dòng)沉管樁等路堤樁相比，有其合理性，它的主要優(yōu)點(diǎn)在于：先有套管成模，后集中現(xiàn)澆，這樣與各類振動(dòng)沉管樁相比其混凝土用量可控，沒有充盈、不會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)擠土而引起斷樁。打設(shè)機(jī)械可以連續(xù)施工，混凝土可以連續(xù)澆筑而降低施工費(fèi)用，采用現(xiàn)澆工藝后不需要像預(yù)制樁一樣采用大量鋼筋和大型運(yùn)輸以及打設(shè)機(jī)械，也不需要事先配樁。能很好適應(yīng)地質(zhì)變化，具有造價(jià)更低等優(yōu)勢(shì)，而且與水泥攪拌樁等柔性樁相比，它又是剛性樁，承載力高且質(zhì)量容易控制，其樁周又帶有螺紋，可以有較大的樁側(cè)摩阻力，因此在許多合適的情況下采用 TC樁來代替上述方法，可以起到更加經(jīng)濟(jì)、加固效果或者質(zhì)量容易保證等效果。它最大的優(yōu)點(diǎn)在于打樁深度控制得很好，樁身質(zhì)量有保證，這對(duì)于路基軟基處理過程很重要。

5 塑料套管混凝土樁的適用性

由于塑料套管混凝土樁其直徑目前多采用200 mm以下的樁體直徑（目前國(guó)外的直徑多為150～174 mm，國(guó)內(nèi)廣泛采用的是160 mm、200 mm），為小直徑的剛性樁，因此一般要求軟土下部即樁端土有硬土層或相對(duì)硬土層。若為粘土層，則其承載力特征值一般應(yīng)大于120～140 kPa為宜，而砂、礫或巖作為樁端土其加固效果和經(jīng)濟(jì)性則更佳。其加固深度目前大多控制在20 m以內(nèi)。水泥攪拌樁現(xiàn)在一般只用在8 m以內(nèi)。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，塑料套管混凝土樁與目前公路軟基工程中常用的水泥攪拌樁、預(yù)應(yīng)力管樁或其它振動(dòng)沉管樁相比，具有一定的合理性和先進(jìn)性。在低路堤條件下這種“細(xì)而密”的布樁方式，更具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，且具有檢測(cè)方便、施工質(zhì)量易保證等優(yōu)點(diǎn)，符合我國(guó)當(dāng)前實(shí)際的地基處理工藝水平要求，具有十分廣泛的應(yīng)用前景和實(shí)用推廣價(jià)值。

Plastic Casing Concrete Pile’s Application in Road Soft Ground Teartment

Su Weifeng

The plastic casing concrete pile is a ground treatment method which has the features including high bearing capacity, no soil compaction and broken pile due to vibration, reliable pile quality, little influence on the surrounding environment, quick and easy construction, thus it is widely used in road soft ground treatment.This paper analyzes the method of plastic casing concrete pile and its application in the road soft ground treatment.

plastic casing concrete pile; road soft ground treatment; construction technology

TU74

A

1000－8136（2011）03－0059－02