軟土路基施工中現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)的應(yīng)用

王志峰

摘 要：作為軟基處理的主要施工技術(shù)之一，現(xiàn)澆混凝土管樁（PCC樁）為沉管—澆注—振動提拔一次性直接成管樁施工新工藝，相比預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、振動沉管樁等更具優(yōu)勢。本文介紹了PCC樁工作原理，并結(jié)合某公路工程軟基處理中PCC樁的應(yīng)用，對其施工準(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；PCC樁

中圖分類號：U416.16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）08-0114-02

隨著我國社會的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速提升，交通運輸行業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人們不斷提高的生活質(zhì)量對交通運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。

1 現(xiàn)澆混凝土管樁工作原理

現(xiàn)澆混凝土管樁也可簡稱為PCC樁，相比振動沉管樁，其施工機械基本相同。由2層鋼管構(gòu)成振動沉管，20到30cm為內(nèi)外管徑差范圍，振動體系豎向反復(fù)振動，向地層內(nèi)沉入腔體模板。當(dāng)激振力（R）>刃面法向力N豎向分力+刃面摩擦力F豎向分力+腔體模板附近摩阻力P時，即可向地層內(nèi)沉入模板。當(dāng)R=N+F+P時，模板則不會繼續(xù)向下沉。在振動力影響下，腔體模板因強迫振動出現(xiàn)剪脹、液化破壞現(xiàn)象，此時將大大降低土體的摩擦力，減小其阻力，并達(dá)到腔體模板沉入速度提升的作用。于樁側(cè)土體而言，因振動下沉作用將減弱其排土功效，且呈現(xiàn)出環(huán)形腔體模板，并將混凝土現(xiàn)澆注入，隨后振動提拔鋼管，通過擠壓、振密等工序，可壓密環(huán)形腔體模板內(nèi)的土芯、附近相應(yīng)位置的土體。且原位土體性質(zhì)直接影響著振密范圍、環(huán)形腔體模板的厚度。除此之外，由環(huán)形腔體模板下混凝土可直接向環(huán)形槽孔內(nèi)注入，進(jìn)而完成沉管—澆注—振動拔管一次性直接成管樁的施工工藝，確保在槽孔內(nèi)混凝土的充盈性、穩(wěn)定性良好。

2 軟土路基施工中現(xiàn)澆混凝土管樁施工準(zhǔn)備

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。其施工準(zhǔn)備具體如下：

（1）材料準(zhǔn)備。選取C20混凝土用于PCC樁，保證混凝土現(xiàn)場攪拌時必須具備良好和易性，且在6到10cm之間控制其塌落度?；炷涟柚茣r要求其選取粗、細(xì)骨料應(yīng)滿足設(shè)計要求，在30mm以內(nèi)控制碎石粒徑，也可選取中粗砂，水泥一般以32.5普通硅酸鹽水泥為主。拌制混凝土的施工場地應(yīng)與施工段相近，盡可能減短車輛運輸時間，避免混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

（2）清理場地。PCC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)行場地平整施工。

（3）測量放樣。按照施工規(guī)范規(guī)定，根據(jù)設(shè)計尺寸將PCC樁位置準(zhǔn)確放出，且將小木樁釘?shù)礁鱾€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)到場地附近，為實時進(jìn)行樁位校對提供便利。

（4）試樁。選取PCC-1000型樁機作為施工設(shè)備，施工前，必須進(jìn)行工藝性試樁，要求各個施工點試樁數(shù)控制在3根以上，進(jìn)而對機具性能及其他技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢驗，該工程應(yīng)選取振動沉模施工法。

3 軟土路基施工中現(xiàn)澆混凝土管樁施工流程

3.1 樁機就位

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

3.2 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)，避免混凝土灌注時無法開啟活瓣。

3.3 振動沉管

因地質(zhì)情況各異，沉管下沉到相應(yīng)深度后，即可將振動錘開啟，隨后再向設(shè)計要求樁深下沉。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。

3.4 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，應(yīng)指派工作人員對管壁進(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)。

3.5 振動拔管

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，施工前必須對試樁數(shù)據(jù)加以充分利用，保證各項施工參數(shù)符合設(shè)計要求。

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

3.6 移機

完成以上施工工序后，即可向下個樁位移機，要求先處理好剛施工后的管樁，且將剩余混凝土等材料運出施工現(xiàn)場。

4 軟土路基施工中現(xiàn)澆混凝土管樁施工質(zhì)量控制

（1）施工前應(yīng)對施工段的標(biāo)高進(jìn)行準(zhǔn)確測量，保證測點數(shù)量充足。施工時還需對地面凹凸現(xiàn)象進(jìn)行實時測量，避免打樁樁頂標(biāo)高產(chǎn)生較大改變。如標(biāo)高發(fā)生極大改變，則需及時停止作業(yè)，找出原因后，應(yīng)采取行之有效的措施進(jìn)行處理。樁體完成施工后為避免因側(cè)向擠壓影響出現(xiàn)損壞，可選取一行一行隔排跳打的方法進(jìn)行施工。

（2）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)指派專人做好各項施工記錄工作，及時發(fā)現(xiàn)問題并處理。

（3）按照設(shè)計樁長，在沉管上進(jìn)行樁長標(biāo)注，以此更好地控制樁長?；炷凉嘧r，應(yīng)多灌一些，并保證樁頂浮漿鑿除后樁頂混凝土強度依舊能夠與施工規(guī)定相符。沉管施工中要求對沉管垂直度等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)檢查。

（4）在施工過程中，如遇池塘等路段，要將淤泥及時挖出，并采用具有較好透水性的建筑施工材料進(jìn)行填筑。在處理軟土路基過程中，施工人員需要隨時觀測沉降度，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)語

綜上所述，現(xiàn)澆混凝土管樁施工作為公路軟基工程施工中至關(guān)重要的施工環(huán)節(jié)，直接影響著整個路基工程的施工質(zhì)量。在我國公路施工中，軟基現(xiàn)澆混凝土管樁施工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，給我國公路工程施工提供了技術(shù)支撐。在實際施工中，施工人員需要根據(jù)設(shè)計要求，對各個環(huán)節(jié)的施工要點認(rèn)真掌握，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，使施工工期大幅縮短，施工成本有效減少，進(jìn)而提高整體工程質(zhì)量，促進(jìn)了我國公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉博，賈俊召.關(guān)于現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)在市政道路中的運用[J].江西建材，2013年06期.

[2]王愛云.現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù)及應(yīng)用[J].山西科技，2012（02）.

[3]高興權(quán).現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁復(fù)合地基（PCC樁）施工工法[J].福建建材，2016年03期.

[4]時貞祥.現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁施工技術(shù)[J].水利水電施工，2016（04）.

[5]母煥勝.大直徑現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁處理軟土地基技術(shù)及其應(yīng)用前景[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006（06）.

[6]周劍偉，袁航新，朱曉艷.廢舊輪胎樁靴現(xiàn)澆薄壁管樁施工技術(shù)及其工程應(yīng)用[J].浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011（02）.