市政道路改造拓寬中基礎(chǔ)施工探討

深圳市寶安區(qū)福永街道建設(shè)工程事務(wù)中心 廣東.深圳 518000

摘要：受施工條件的限制，市政道路路基拼寬已經(jīng)成為市政建設(shè)中的一重要課題。本文針對(duì)市政道路高填方拼寬路基處理實(shí)例，介紹PTC樁樁筏基礎(chǔ)在市政道路拓寬改造中的應(yīng)用，該方法能有效地滿足拼寬路基的技術(shù)要求，并為類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：市政道路；改造工程；基礎(chǔ)施工；PTC樁

隨著我國(guó)城市建議發(fā)展的加快，為了有效解決日益加劇的市政道路擁堵問(wèn)題，市政道路快速化改造工程正在迅速實(shí)施中。快速化改造一般是對(duì)原主、次干道進(jìn)行拓寬改造、高填方拼寬路基也屢見(jiàn)不鮮。某道路擴(kuò)建工程地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，區(qū)域軟基發(fā)育，屬于典型的海積淤泥，淤泥覆蓋厚度深，最大厚度約24m。為保證高填方路基滿足路基沉降和穩(wěn)定要求，經(jīng)方案比選采取PTC管樁樁筏基礎(chǔ)進(jìn)行處理，有效地滿足了高填方拼寬路基的技術(shù)要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)老路標(biāo)高，發(fā)現(xiàn)老路標(biāo)高土后已沉降20cm，現(xiàn)已趨穩(wěn)定。新拼寬軟土地基處理的目的是同時(shí)滿足路基穩(wěn)定性和沉降要求，相對(duì)非拼寬路段軟基上路堤填筑而言，拼寬路堤變形控制要求更高，除要求控制總沉降和工后沉降外，最重要的是控制工后差異沉降，新老路基差異沉降控制成為軟基處理需解決的最關(guān)健問(wèn)題。

1.施工工藝

采用PTC管樁處理深層厚軟土地基，其工藝原理是：PTC管樁群樁進(jìn)入持力層并達(dá)到設(shè)計(jì)要求承載力后，通過(guò)樁頂現(xiàn)澆樁帽及樁帽上鋪設(shè)的雙向鋼塑復(fù)合土工格柵和級(jí)配石砂墊層形成“樁-網(wǎng)”結(jié)構(gòu)，讓路基上部荷載均勻傳遞到持力層，起到加固軟土地基、形成復(fù)合地基、提高地基承載力的作用，有效控制工后沉降。PTC管樁處理加寬路段軟土地基橫斷面圖見(jiàn)圖1所示，PTC管樁處理深層厚軟土地基處理施工工藝流程見(jiàn)圖2。

圖1 PTC管樁處理拼寬段軟基橫斷面圖

圖 2 PTC管樁地基處理施工工藝流程框圖

1.1施工準(zhǔn)備

（1）現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備。施工場(chǎng)地要達(dá)到“三通一平”，先清除地表的雜草，樹根，耕植土等，整平地表，在路基外側(cè)開挖臨時(shí)排水溝，確保排水暢通。在地表水或?qū)嵍冗_(dá)到90%，以防地基軟弱“陷機(jī)”，并形成不小于2%的橫坡。當(dāng)?shù)乇硭荒苁韪蓵r(shí)，填砂至高十水面50 cm以上，整平后壓實(shí)，壓實(shí)度達(dá)到90%，形成不小于2%的排水衡坡。

（2）樁機(jī)選擇。PTC管樁施工必須配備性能可靠，符合標(biāo)準(zhǔn)，種類齊全的施工機(jī)械和設(shè)備，根據(jù)具體工程的地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)的單樁承載力要求，采用zYJ系列型全液壓靜力壓樁機(jī)，壓樁機(jī)的選型一般按 1.2～1.5倍管樁極限承載力取值，壓樁速度）1 m/min，一次壓樁行程1.5～2m，靜壓機(jī)自帶壓力表并經(jīng)過(guò)標(biāo)定，并根據(jù)單樁承載力選擇合適的機(jī)型。本工程選擇zYJ-800B型全液壓靜力壓樁機(jī)。該樁機(jī)工作時(shí)，依靠自身重量平衡壓樁過(guò)程中的阻力，當(dāng)靜壓力大十樁柱的入土阻力時(shí)，樁柱就沿著入土方向按加壓設(shè)備的工作速度逐步壓入土中。這種壓樁方法完 全避免了錘擊打樁所產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲和污染，稱為環(huán)保型樁機(jī)。本樁機(jī)壓樁架上部設(shè)有起吊裝置，可通過(guò)自身進(jìn)行喂樁。

（3）材料準(zhǔn)備。PTC管樁采用購(gòu)買成品樁，在每批次進(jìn)場(chǎng)之前，應(yīng)隨機(jī)抽樣檢查，其規(guī)格、質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)要求，并附檢查單及出廠合格證?，F(xiàn)場(chǎng)質(zhì)

檢工程師按要求進(jìn)行驗(yàn)收。根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、運(yùn)輸條件和工程地質(zhì)情況對(duì)樁進(jìn)行分節(jié)設(shè)計(jì)，初步理定樁長(zhǎng)為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度選擇6、8、10、12 m四種。樁基處理深度>24m時(shí)，不超過(guò)3節(jié)組合；樁基處理深度≤24m時(shí)，不超過(guò)2節(jié)組合。

（4）PTC管樁的起吊、運(yùn)輸及堆放。PTC管樁樁身混凝土達(dá)到放張強(qiáng)度脫模后及可水平吊運(yùn)，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度及28d齡期后方可沉樁。PTC管樁由于長(zhǎng)細(xì)比大，自重大，過(guò)大的動(dòng)載易使樁身產(chǎn)生破壞，在起吊、運(yùn)輸、裝卸過(guò)程中輕起輕放，嚴(yán)禁拋擲、碰撞、滾落。正確的起吊方式是兩支點(diǎn)法或兩頭勾吊法，禁止采用拖吊的方法，避免產(chǎn)生較大的動(dòng)荷載。汽車運(yùn)輸時(shí)用長(zhǎng)拖車，樁的懸臂長(zhǎng)不超過(guò)1.0m，支點(diǎn)必須滿足兩點(diǎn)法的位置（支點(diǎn)距離樁端0.207L）處，并墊楔形木，防止?jié)L動(dòng)，保證層與層間墊木與樁端距離相等，應(yīng)綁扎固定，重疊層數(shù)最多不超過(guò)5層。在施工現(xiàn)場(chǎng)堆放時(shí)，管樁應(yīng)堆放在樁機(jī)前進(jìn)方向，并按每6～12m必要根數(shù)分堆堆放，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，支點(diǎn)位置放在枕木上，層與層之間要隔開，堆放高度不超過(guò)5層，并有可靠的防滾、防滑對(duì)策。

（5）技術(shù)準(zhǔn)備。編制軟土地基處理施工方案并經(jīng)審批，對(duì)施工操作人員進(jìn)行技術(shù)交底、安全交底。確定壓樁施工順序：PTC管樁壓入土層時(shí)，會(huì)擠壓周圍土體，能使土體密實(shí)，但同時(shí)在樁距較近時(shí)一會(huì)使相鄰樁或構(gòu)筑物相互影響，造成后壓樁下沉困難或后壓樁擠壓先壓樁“上浮”或“偏移”。施工順序遵循的原則：當(dāng)樁較密，距離周圍構(gòu)筑物較遠(yuǎn)，宜從中間向四周進(jìn)行壓樁；當(dāng)一側(cè)靠近構(gòu)筑物時(shí)，宜從靠近建筑物的一側(cè)開始，向遠(yuǎn)離構(gòu)筑物方向逐排進(jìn)行。在樁長(zhǎng)變化過(guò)渡段施工時(shí)，宜先施工長(zhǎng)樁后施工短樁。

（6）樁位測(cè)量放樣。根據(jù)設(shè)計(jì)文件及技術(shù)交底所取得確定的坐標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行樁位放樣。施工前采用全站儀對(duì)己定好的軸線進(jìn)行復(fù)核，準(zhǔn)確施放樁位，然后用石灰（以樁徑大小的圓圈）標(biāo)示。

（7）試樁。為了獲取適應(yīng)本工程的施工工藝和驗(yàn)證工程樁的承載力，同時(shí)通過(guò)試樁檢驗(yàn)靜壓機(jī)設(shè)備的技術(shù)性能、工藝參數(shù)及其技術(shù)措施是否合適，正式大面積施工前按照設(shè)計(jì)工藝和規(guī)范進(jìn)行試樁。試樁可在工程樁樁位上進(jìn)行，并作為工程樁使用，試樁不少于2根。

1.2PTC管樁施工

（1）插樁（底樁）。喂樁前應(yīng)先按設(shè)計(jì)要求把鋼樁尖焊接在第一節(jié)管樁的下端板上。起吊樁身，小心喂入樁機(jī)內(nèi)，開動(dòng)縱橫兩向油缸移動(dòng)樁基調(diào)整對(duì)中，同時(shí)檢查垂直度，開始要輕輕壓下，認(rèn)真檢查，若有偏差及時(shí)糾正，必要時(shí)要拔出重壓。第一節(jié)樁入土30～50 cm后檢查和校正垂直度，垂直度控制在0.5%以內(nèi)，校核樁的垂直度可采用垂直角方法，調(diào)整垂直度可通過(guò)樁機(jī)導(dǎo)架的轉(zhuǎn)、滑動(dòng)及停留進(jìn)行調(diào)整。

（3）接樁。施工時(shí)根據(jù)各個(gè)樁位的樁長(zhǎng)，按“長(zhǎng)樁在上，短樁在下”的原則進(jìn)行組合。前一節(jié)樁壓完開始接下一節(jié)樁，接樁時(shí)要注意新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致，兩施焊面上的泥土、油污、鐵銹等要預(yù)先清刷干凈。當(dāng)下節(jié)樁的樁頭距地面0.5～1 m時(shí)，即可進(jìn)行焊接接樁。接樁時(shí)可在下節(jié)樁頭上安裝導(dǎo)向箍，以便新接樁節(jié)的引導(dǎo)就位，錯(cuò)位偏差不應(yīng)大于2 mm，上節(jié)樁找正方向后，對(duì)稱點(diǎn)焊4～ 6點(diǎn)加以固定，然后拆除導(dǎo)向箍。管樁焊接施工由2個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的焊工按照技術(shù)規(guī)程的要求認(rèn)真進(jìn)行對(duì)稱焊接，層數(shù)不得少于兩層，焊縫飽滿，焊縫質(zhì)量達(dá)到三級(jí)焊要求，焊接好自然冷卻至少8 min，嚴(yán)禁用水冷卻，保證焊接質(zhì)量。

焊接好后繼續(xù)進(jìn)行壓樁作業(yè)。連接一次接頭普遍焊接一般需要30 min左右，而二氧化碳保護(hù)焊焊接時(shí)間可縮短至10 min，建議采用二氧化碳保護(hù)焊可加快施工速度。

（4）送樁及終止壓樁。為將管樁打到設(shè)計(jì)高程，需要送樁，送樁采用送樁器。送樁前用水準(zhǔn)儀確定地面標(biāo)高，在送樁桿上作好標(biāo)記，送樁過(guò)程中檢查深度，送樁器下端設(shè)置樁墊，樁墊厚度均勻并與樁頂全端面接觸。送樁達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后要持續(xù)10 min，且每分鐘沉降量不超過(guò)2 mm后方可結(jié)束送樁，當(dāng)壓樁至設(shè)計(jì)深度后，壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則終止壓樁。否則按雙控標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，需申請(qǐng)變更增加長(zhǎng)度。施工過(guò)程中均詳細(xì)做好施工原始記錄。

（5）截樁。當(dāng)PTC管樁己達(dá)到設(shè)計(jì)承載力（終止壓樁標(biāo)準(zhǔn)）但再也無(wú)法壓至設(shè)計(jì)高程時(shí)，在征得設(shè)計(jì)方的同意后，對(duì)高出設(shè)計(jì)高程的部分進(jìn)行截除，截除樁頭時(shí)宜用鋸樁器切割，嚴(yán)禁用大錘硬敲擊或強(qiáng)行扳拉截樁。

（6）PTC管樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)及要求。每一軟基段PTC管樁施工結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行中間檢查驗(yàn)收，施工質(zhì)量檢驗(yàn)及要求見(jiàn)表1所示。

表 1 PTC 管樁施工質(zhì)量及檢驗(yàn)要求

檢查項(xiàng)目 質(zhì)量要求和允許偏差 規(guī)定檢查頻率 規(guī)定檢查方法

樁位 偏差 ±10cm 抽查2% 經(jīng)緯儀檢查

第一節(jié)樁垂直高度 ≤0.5% 查施工記錄 經(jīng)緯儀檢查

后續(xù)樁的垂直高度 ≤1% 查施工記錄 經(jīng)緯儀檢查

接樁時(shí)錯(cuò)位偏差 ≤2mm 全部 尺量

樁長(zhǎng)度 全長(zhǎng)（扣除上塞長(zhǎng)度） 全部 錘球法測(cè)量

樁頭標(biāo)高 偏差±5cm 全部 水準(zhǔn)儀測(cè)量

單樁復(fù)合地基承載力 不小于設(shè)計(jì)值 抽查 0.2%且不少于 3 根 承載力試驗(yàn)

1.3樁帽施工

PTC管樁施工結(jié)束后，經(jīng)驗(yàn)收合格，方可進(jìn)行樁帽施工。樁帽為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，在樁頭位置開挖樁帽土體，開挖的長(zhǎng)度、寬度和深度以樁帽設(shè)計(jì)尺寸相同，經(jīng)過(guò)整修，形成土模；按照設(shè)計(jì)要求綁扎鋼筋，澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù)；樁帽的質(zhì)量要求符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

1.4加筋褥墊層施工

樁帽施工完成后，在樁帽頂設(shè)置50 cm級(jí)配碎石砂加筋褥墊層，分別在碎石墊層底部以上10 cm和40 cm處鋪設(shè)雙向鋼塑復(fù)合土工格柵。級(jí)配碎石砂墊層以上依次進(jìn)行路堤填筑及路面施工。

2.質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)

（1）嚴(yán)格質(zhì)量驗(yàn)收?qǐng)?bào)檢制度。管樁出廠時(shí)要檢查出廠合格證明，包括原材料的合格證、鋼筋（預(yù)應(yīng)力筋）檢測(cè)報(bào)告、預(yù)應(yīng)力筋張拉記錄、混凝土強(qiáng)度報(bào)告、樁體力學(xué)性檢測(cè)、蒸汽養(yǎng)護(hù)記錄等，并針對(duì)表面質(zhì)量及結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行檢查，不符合管樁規(guī)范要求的，不能使用。起吊、運(yùn)輸整個(gè)過(guò)程中要輕吊輕放，嚴(yán)防碰撞，按規(guī)定堆放整齊。

（2）靜壓樁機(jī)及儀器的保護(hù)。靜壓樁機(jī)要常常進(jìn)行保養(yǎng)維修，確保機(jī)器十分好的工作狀態(tài)和施工的連續(xù)進(jìn)行，特別是所用的油壓表和控制樁身垂直度的經(jīng)緯儀，平時(shí)要注意保養(yǎng)、檢修和標(biāo)定，以減少儀器的誤差。

（3）樁長(zhǎng)控制及檢查。PTC管樁屬地下隱蔽工程，應(yīng)保證每根樁都達(dá)到設(shè)計(jì)深度。在PTC管樁壓入前，應(yīng)檢查其長(zhǎng)度規(guī)格和長(zhǎng)度組合是否滿足設(shè)計(jì)文件要求，宜在PTC管樁的端部用紅色油漆做出長(zhǎng)度和樁位標(biāo)記。壓樁按“從內(nèi)側(cè)向外側(cè)、每根樁先長(zhǎng)樁后短樁”的順序施工，在壓后一排樁之前要檢查前一排樁的偏位情況，壓樁結(jié)束后，用錘球法檢查樁的打入深度，并記錄每個(gè)樁位的實(shí)測(cè)深度。

（4）樁身垂直度控制。由于靜壓管樁樁機(jī)駕駛室內(nèi)一般會(huì)懸掛一吊有重錘的繩線，由開機(jī)員以此線為準(zhǔn)控制樁一個(gè)方向的垂直度，因而另一方向的垂直度必須另外控制，方法就是在垂直十樁與此繩線連接的地方（即另一正交方向）另設(shè)一吊重錘的繩線（視線要通透），以這兩條繩線來(lái)控制樁的垂直度。當(dāng)樁在兩個(gè)方向都己經(jīng)垂直的情況下方允許壓樁，而且在壓樁過(guò)程中要經(jīng)常檢查樁身垂直度。測(cè)量人員采用兩臺(tái)經(jīng)緯儀成90夾角跟蹤監(jiān)測(cè)，傾斜度控制在0.5%之內(nèi)。

（5）接樁焊接質(zhì)量控制。必須保證上節(jié)樁己經(jīng)垂直后方能焊接，電焊工必須取得特殊工種操作證，電焊技術(shù)過(guò)硬，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)程的要求認(rèn)真進(jìn)行焊接，確保焊縫飽滿，符合質(zhì)量要求。

（6）樁帽鋼筋硅施工質(zhì)量控制。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行樁帽施工，澆筑樁帽混凝土前，PTC管樁頂填芯混凝土要設(shè)置防漏 措施，一般采用鋼托板或木托板，防止樁帽混凝土遺漏。

3.效果評(píng)價(jià)

路基填筑完成后，在PTC管樁加固段，設(shè)置觀測(cè)斷面，埋設(shè)沉降板、測(cè)斜管、位移邊樁、分層沉降標(biāo)、靜土壓力盒及橫剖管，按照設(shè)計(jì)提出的沉降觀測(cè)要求，進(jìn)行了連續(xù)6個(gè)月的變形觀測(cè)，路基沉降滿足設(shè)計(jì)要求。通車一年，根據(jù)工后沉降觀測(cè)資料表明，經(jīng)過(guò)PTC管樁處理的軟基路段，沉降很小或基本無(wú)沉降，新老路基拼接處基本無(wú)變形，說(shuō)明采用PTC樁處理深厚層軟土地基是十分有效的。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)該擴(kuò)建工程軟土地基處理工程實(shí)例，介紹了PTC管樁在道路拼寬路基深厚軟土地基處理中的應(yīng)用，對(duì)其施工工藝原理、施工工藝流程、質(zhì)量控制及效果評(píng)價(jià)等方面作了詳細(xì)介紹，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下：

（1）采用PTC管樁處理進(jìn)行道路拼寬路基深厚軟土地基處處理，有效控制工后沉降及新老路基差異沉降，成功解決了道路拼寬段路基下深厚軟土地基處理的難題。

（2）采用靜壓法施工PTC管樁，避免了采用錘擊法施工對(duì)老路振動(dòng)的影響，采用靜壓力及樁長(zhǎng)雙控措施，確保復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求，施工質(zhì)量易于控制。

（3）PTC管樁處理軟土地基施工操作方便、施工速度快、處理厚度深、成樁質(zhì)量監(jiān)測(cè)方便、施工質(zhì)量易于控制，噪音小、污染少，場(chǎng)地施工文明等優(yōu)點(diǎn)。

（4）PTC管樁施工成本價(jià)格較小孔徑鉆孔灌注樁要節(jié)省約95 /延米，且小孔徑鉆孔灌注樁必須等28 d后方可檢測(cè)，同等條件下可縮短工期，為后續(xù)工程贏得了時(shí)間。采用PTC管樁進(jìn)行深厚層軟土地基處理效益顯著。

作者簡(jiǎn)介：

王招錦（1984—），男，廣東陸豐人，大學(xué)本科，助理工程師，畢業(yè)于深圳大學(xué)土木工程學(xué)院，研究方向：工程現(xiàn)場(chǎng)管理工作。