探析高填方下PHC管樁加固軟土路基的應(yīng)用

聶金龍 邵亮

摘 要：本文主要對(duì)PHC管樁、樁帽、褥墊層組合的深層軟基加固處理技術(shù)進(jìn)行探析，使PHC管樁、樁帽、褥墊層有效結(jié)合，提高地基承載力。同時(shí)，通過(guò)路堤填筑形成土拱效應(yīng)，避免樁（帽）土頂面的差異沉降反射到路面，減少路基沉降引起的道路病害。

關(guān)鍵詞：PHC管樁；深層軟基處理；樁帽；褥墊層

1 引言

本文主要以安慶高新區(qū)山口片外環(huán)西路建設(shè)工程軟土地基處理為實(shí)例，對(duì)PHC管樁深層軟土路基處理技術(shù)進(jìn)行探析，形成一套完整先進(jìn)的施工工藝，以提高工程質(zhì)量，節(jié)約工期及成本。本工程采用全液壓靜力壓樁機(jī)施工，預(yù)制管樁采用PHC-Ф300mm預(yù)應(yīng)力管樁，壁厚70mm，管樁類型為A型，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C80。

2 主要施工工藝

2.1 主要工藝流程

樁基平臺(tái)填筑→PHC管樁施工→成樁檢測(cè)→樁帽施工→褥墊層施工→路堤填筑

2.2 施工準(zhǔn)備

（1）測(cè)量定位：準(zhǔn)確測(cè)量放樣出各個(gè)樁位，樁機(jī)就位。

（2）復(fù)核樁位：測(cè)量人員要對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)測(cè)、校核。

（3）根據(jù)施工圖繪制樁位編號(hào)圖，并合理確定配樁方案。

（4）施工前應(yīng)逐根檢查管樁質(zhì)量。

2.3 吊裝、插樁

用一臺(tái)25t吊車配合打樁機(jī)進(jìn)行吊裝，人工配合打樁機(jī)準(zhǔn)確快速地卡入樁，然后移至樁位，過(guò)程中有專人指揮協(xié)調(diào)。插樁入土30～50cm為宜，然后進(jìn)行調(diào)校，校核樁的垂直度可采用垂直角，即用兩個(gè)方向（互成90°）的經(jīng)緯儀使導(dǎo)架保持垂直，調(diào)較垂直度滿足要求方可沉樁。插樁前應(yīng)注意相鄰樁的接頭位置錯(cuò)開(kāi)，同一斷面接頭不超過(guò)25%。

2.4 壓樁

整個(gè)壓樁過(guò)程中，要使樁錘、樁帽、樁身保持在同一軸線上。每根樁宜連續(xù)一次壓完，不要中斷，以免難以繼續(xù)壓入。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0.5-1.2m時(shí)，即可進(jìn)行焊接接樁。接樁時(shí)可在下節(jié)樁頭上焊接2根鋼筋，以便新接樁節(jié)的引導(dǎo)就位。上節(jié)樁找正方向后，對(duì)稱點(diǎn)焊4—6點(diǎn)加以固定，然后進(jìn)行施焊，最后將導(dǎo)向鋼筋拆除。管樁焊接施工應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的焊工按照技術(shù)規(guī)程的要求認(rèn)真進(jìn)行；施焊第一層時(shí)，宜適當(dāng)加大電流，加大熔深。采用手工焊接，第一層用ф3.2或ф4.0的E43型焊條，第二層以后用ф4.0—ф5.0的E43型焊條，要保證焊接質(zhì)量。焊接完畢應(yīng)自然冷卻，5-10分鐘后方可再施打。

2.5 送樁

送樁采用送樁器，送樁器用鋼管制作，長(zhǎng)度一般比原地面至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高的距離長(zhǎng)50cm左右。設(shè)計(jì)送樁器的原則是打入阻力不能太大，容易拔出，能將沖擊力有效地傳到樁上，并能重復(fù)使用。

送樁工具緊接樁頂部分，安放保護(hù)樁頂?shù)挠材緣|層，安放前要先將樁頂損傷部分清除并修理平整。樁與送樁工具的縱軸線要盡量保持在同一直線上，送樁必須與打樁一樣連續(xù)打到規(guī)定標(biāo)高，不得中斷。送樁應(yīng)特別注意最后貫入度，即最后100cm樁長(zhǎng)的錘擊及樁的貫入度。

2.6 截樁

當(dāng)PHC管樁由于某種原因無(wú)法施打至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，在征得設(shè)計(jì)方的同意后，對(duì)于高出設(shè)計(jì)標(biāo)高的部分進(jìn)行截除，截除樁頭宜用鋸樁器截割，嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊或強(qiáng)行扳拉截樁。

2.7 樁帽施工

樁帽是將褥墊層中的土壓力傳至樁身的重要構(gòu)件，樁頂位于樁帽正中心并插入樁帽一定厚度。樁帽施工時(shí)先按設(shè)計(jì)要求的樁帽尺寸及標(biāo)高開(kāi)挖到位后立樁帽四周側(cè)模，綁扎鋼筋，檢驗(yàn)合格后進(jìn)行混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)。

2.8 褥墊層施工

（1）褥墊層施工工藝流程：鋪設(shè)碎石—鋪設(shè)雙向鋼塑格柵—鋪設(shè)碎石—夯實(shí)。

（2）鋪設(shè)褥墊層應(yīng)在樁帽混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，經(jīng)檢驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行，褥墊層厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，采用的級(jí)配碎石，粒徑不得大于規(guī)范要求，填土前碾壓采用小型打夯機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，褥墊層的攤鋪厚度應(yīng)確保壓實(shí)厚度不小于設(shè)計(jì)厚度。

（3）鋪雙向鋼塑格柵前先人工整平，鋪設(shè)時(shí)理順、拉直、繃緊土工格柵，不得有褶皺和破損。

3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 靜壓法施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）壓樁機(jī)的型號(hào)和配重可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和巖土工程勘察報(bào)告或根據(jù)試樁資料等因素選擇。（2）沉樁順序應(yīng)符合下列原則：①空曠場(chǎng)地沉樁應(yīng)由中心向四周進(jìn)行；②某一側(cè)有需要保護(hù)的建（構(gòu)）筑物或地下管線時(shí)，應(yīng)由該側(cè)向遠(yuǎn)離該側(cè)的方向進(jìn)行；③根據(jù)樁型、樁長(zhǎng)和樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，宜先深后淺，先長(zhǎng)后短，先大后?。虎艹翗稒C(jī)運(yùn)行線路應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，方便施工；⑤首節(jié)樁插入時(shí)，垂直度偏差不得大于0.5%；壓樁時(shí)壓樁機(jī)應(yīng)保持水平；沉樁宜連續(xù)一次性將樁沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，盡量縮短中間停頓時(shí)間，應(yīng)避免在接近持力層時(shí)接樁。（3）沉樁過(guò)程應(yīng)有完整的記錄。（4）壓完一根樁后，若有露出地面的樁段，應(yīng)先截樁后移機(jī)，嚴(yán)禁用壓樁機(jī)將樁強(qiáng)行扳斷。（5）沉樁過(guò)程中出現(xiàn)壓樁力異常、樁身漂移、傾斜或樁身及樁頂破損，應(yīng)查明原因，進(jìn)行必要的處理后，方可繼續(xù)施工。（6）終壓標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)承載力、設(shè)計(jì)標(biāo)高、樁型等綜合考慮，應(yīng)通過(guò)試樁確定終壓力及單樁承載力特征值。（7）終壓后的管樁應(yīng)采取有效措施封住管口；送樁遺留的孔洞，應(yīng)立即回填或覆蓋。

3.2 工程質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收要點(diǎn)

（1）預(yù)應(yīng)力管樁樁基工程應(yīng)進(jìn)行樁位、樁長(zhǎng)、樁徑、樁身質(zhì)量和單樁承載力的檢驗(yàn)。

（2）預(yù)應(yīng)力管樁樁基工程的檢驗(yàn)按時(shí)間順序可分為三個(gè)階段：施工前檢驗(yàn)、施工檢驗(yàn)和施工后檢驗(yàn)。

①施工前檢驗(yàn)。管樁運(yùn)到工地后，應(yīng)作下列內(nèi)容的檢查：管樁規(guī)格、型號(hào)的核查；管樁的尺寸偏差、外觀質(zhì)量的抽檢；管樁端板或機(jī)械嚙合接頭連接部件的抽檢；管樁結(jié)構(gòu)鋼筋的抽檢；管樁堆放及樁身破損情況的檢查等。②施工檢驗(yàn)。壓樁施工過(guò)程中工程質(zhì)量檢查和檢測(cè)的主要內(nèi)容應(yīng)包括：樁的定位及壓樁就位前的復(fù)測(cè)；壓樁機(jī)具的檢查；樁身垂直度檢測(cè)；樁接頭施工質(zhì)量監(jiān)控，終壓監(jiān)控；壓樁記錄的審核；樁擠土可能產(chǎn)生擠土效應(yīng)造成樁身上浮，沉樁時(shí)的樁頂標(biāo)高和全部工程樁沉樁完成后的樁頂標(biāo)高監(jiān)測(cè)。③施工后檢驗(yàn)。施工結(jié)束后應(yīng)對(duì)樁進(jìn)行下列檢驗(yàn)：截樁后的樁頂標(biāo)高；樁頂平面位置；樁身的完整性；單樁承載力。

4 樁基受力分析

加固后地基的承載力由樁間土體和基樁兩部分的承載力組成。為確保土拱的形成，充分發(fā)揮土拱效應(yīng)，避免樁（帽）土頂面的差異沉降反射到路面而出現(xiàn)蘑菇狀高低起伏的現(xiàn)象，要求管樁處理路段的路堤填筑高度宜大于1.4米。

5 結(jié)束語(yǔ)

采用PHC管樁對(duì)軟基進(jìn)行加固，其樁身混凝土強(qiáng)度高，可打入密實(shí)的砂層和強(qiáng)風(fēng)化巖層，由于擠壓作用，樁端承載力可比原狀土質(zhì)提高70%～80%，樁側(cè)摩阻力提高20%～40%，PHC管樁的承載力要比同樣直徑的沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和人工挖孔樁的承載力高，具有造價(jià)適宜，施工工期短，施工現(xiàn)場(chǎng)文明整潔等優(yōu)勢(shì)。在市政道路工程等深層軟土路基處理中得到廣泛應(yīng)用。

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