預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)在高速公路路基加固中的應(yīng)用

楊捷

【摘要】在高速公路工程中，軟質(zhì)地基較為常見，軟質(zhì)地基容易造成高速公路不均勻沉降問題，進(jìn)而影響道路通行安全和高速公路使用壽命。本文結(jié)合某高速公路工程項(xiàng)目，深入研究了預(yù)應(yīng)力管樁在高速公路工程中的應(yīng)用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，利用預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)能夠有效改善高速公路地基沉降問題，地基經(jīng)處理后，路基沉降量為10mm，表明本工程采用預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)有效。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力管樁;高速公路;路基加固

軟土地基在我國分布廣泛，尤其是東南沿海地區(qū)淤泥質(zhì)海相地質(zhì)較多，對高速公路工程建設(shè)造成一定影響。軟質(zhì)地基屬于不良地質(zhì)，由于地基強(qiáng)度較低、親水性好、壓縮性高，在高速公路建設(shè)中會因軟基中孔隙水壓力較大而造成的路基變形、不均勻沉降等問題。傳統(tǒng)的軟基加固方法多采用拋石換填施工技術(shù)，能夠有效提高軟基承載力，但由于孔隙水的存在，導(dǎo)致傳統(tǒng)軟基加固效果不佳。預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)能夠有效解決傳統(tǒng)軟基加固技術(shù)存在的不足，提高高速公路軟基加固效果。

1、工程案例

本工程為某高速工程加寬改建項(xiàng)目，原高速公路全長為80km，設(shè)計時速為100km/h，為雙向四車道高速公路，路基寬度在26m，難以滿足區(qū)域通行要求。根據(jù)高速公路改造規(guī)劃，現(xiàn)狀高速公路改建為雙向八車道高速公路，加寬后路基寬度為40m。

經(jīng)現(xiàn)場地質(zhì)勘察，本工程沿線主要為微丘平原區(qū)，地形起伏較小，現(xiàn)狀地表為農(nóng)田，軟土分部范圍較廣，軟土厚度不宜，部分軟土厚度達(dá)40m。根據(jù)巖土勘察報告，該區(qū)域軟土性質(zhì)較差，具有高孔隙率、高壓縮性、高含水率和承載力低等特點(diǎn)，主要為第四系湖相沉積淤泥質(zhì)淤泥質(zhì)黏土。

通過對現(xiàn)狀路基進(jìn)行分析，原高速公路軟土處理不當(dāng)，導(dǎo)致局部路基沉降問題嚴(yán)重，且本工程作為沿線城市重要交通要道，在改擴(kuò)建施工中不能采取封路施工方法，必須保持原路通行條件。針對該問題，為解決高速公路路基不均勻沉降問題，需對軟質(zhì)路基進(jìn)行加固處理。結(jié)合該地區(qū)軟基處理經(jīng)驗(yàn)，本工程在高速公路拼接段采用預(yù)應(yīng)力管樁軟基加固技術(shù)。

2、預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

在預(yù)應(yīng)力管樁施工中，樁基操作人員操作經(jīng)驗(yàn)直接影響預(yù)應(yīng)力管樁使用效果，因此，施工單位應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)交底，加強(qiáng)崗前培訓(xùn)和考核，選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的人員進(jìn)行壓樁施工。同時，為準(zhǔn)確掌握預(yù)應(yīng)力管樁施工參數(shù)，施工單位落實(shí)試驗(yàn)段試樁施工，試驗(yàn)樁數(shù)量5根，選擇代表性路段進(jìn)行試樁，確保預(yù)應(yīng)力管樁施工參數(shù)準(zhǔn)確、可靠。

2.2 底板壓實(shí)

在預(yù)應(yīng)力管樁施工前，為滿足樁機(jī)行走要求，施工單位在路基紅線外開挖排水溝，保持路基及時排水、干燥。加強(qiáng)路基壓實(shí)，分層壓實(shí)厚度為20cm，壓實(shí)系數(shù)不低于0.95。針對難以壓實(shí)路段摻入5%的石灰材料改良路基表層土。

2.3 測量放樣

根據(jù)工程設(shè)計，為滿足高速公路改擴(kuò)建樁位精度控制要求，本工程安排專業(yè)測量人員測量路基中心線、邊線，并根據(jù)工程設(shè)計測量預(yù)應(yīng)力管樁樁位中心點(diǎn)，落實(shí)樁位控制線保護(hù)措施。

2.4 樁尖預(yù)制

本工程中，預(yù)應(yīng)力管樁樁尖由施工單位加工制作，樁尖為刃口型，樁尖定位采用十字架法，由經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員對稱焊接。

2.5 樁機(jī)就位

路基壓實(shí)處理后，現(xiàn)場安裝樁機(jī)，并按壓樁順序調(diào)整樁機(jī)位置，調(diào)平樁機(jī)工作平臺。借助起吊設(shè)備將管樁吊運(yùn)至樁機(jī)附近，按規(guī)定方向起吊管樁，確保管樁起吊安全。管樁起吊至樁機(jī)夾樁器上方時，垂直放入夾樁器，夾樁力為壓樁壓力75%。管樁固定后借助樁機(jī)鋼絲繩牽引和固定管樁。樁機(jī)就位時，應(yīng)使樁尖對準(zhǔn)樁位中心，防松樁機(jī)上卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩，借助管樁自重將樁尖壓入土體中。

2.6 靜壓沉管

預(yù)應(yīng)力管樁施工中，為確保預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量，防止出現(xiàn)斜樁、斷樁等問題，本工程加強(qiáng)管樁垂直度監(jiān)測，要求垂直度偏差小于0.5%。如出現(xiàn)管樁垂直度偏差較大的情況，嚴(yán)禁采用強(qiáng)行扳回方法糾偏，避免形成斷樁。超出垂直度偏差時，采用逐步調(diào)整糾偏方法，通過調(diào)整送樁器實(shí)現(xiàn)逐段糾偏。同時，為降低管樁上浮問題發(fā)生風(fēng)險，本工程加強(qiáng)管樁連續(xù)施工，盡量減少管樁施工間隔時間。此外，針對管樁施工過程中出現(xiàn)的樁身位移、傾斜、樁頂上浮等問題，施工單位及時停止施工，待查明原因并制定相應(yīng)解決措施后方可繼續(xù)施工。此外，本工程管樁有效長度采用壓樁長度和壓樁力雙控，以壓樁力控制為主，要求終壓力達(dá)到1800kPa后終壓。

2.7 接樁

預(yù)應(yīng)力管樁施工時，上下兩節(jié)管樁采用采用上螺下頂接樁卡扣連接，接頭卡扣連接強(qiáng)度應(yīng)不小于樁身強(qiáng)度。接樁時，下節(jié)管樁高出地面基準(zhǔn)1.2m，，經(jīng)清理樁端面后對中，錯位偏差小于2mm。在下節(jié)樁端面安放足夠的密封材料（由環(huán)氧樹脂、磨細(xì)砂、芳香胺等按1：2：0.6比例組成的混合材料。在專人指揮下，采用安裝在樁機(jī)上的卷揚(yáng)機(jī)牽引上節(jié)樁就位使上節(jié)樁的插桿與下節(jié)樁的中間螺帽孔對位，上節(jié)樁緩緩插入，嚴(yán)禁插桿與樁端面或中間螺帽緣壁碰撞。兩節(jié)管樁接樁時，如存在縫隙，應(yīng)塞入相應(yīng)厚度的鐵片后焊接。為確保管樁焊接質(zhì)量，焊接前應(yīng)清理樁端坡口露出金屬光澤，并清除鐵銹和油污。

2.8 樁頂處理及加筋

預(yù)應(yīng)力管樁施工完成后，移開樁機(jī)并開挖至設(shè)計標(biāo)高，鋪設(shè)大寬幅加筋體作為樁帽，加筋體拼接處強(qiáng)度不小于加筋體強(qiáng)度70%。加筋體接頭部位設(shè)置在預(yù)應(yīng)力管樁樁頂部位，重疊寬度不小于300mm。加筋體鋪設(shè)后，應(yīng)回填土方和砂石墊層并壓實(shí)處理。

3、施工質(zhì)量檢測

本工程中，試驗(yàn)段預(yù)應(yīng)力管樁共計施工103根，經(jīng)專業(yè)檢測單位檢測，樁端豎向承載力和多樁聯(lián)合承載力特征值均符合工程設(shè)計要求，預(yù)應(yīng)力管樁合格率為97%，最大路基沉降為10mm，有效改善了軟質(zhì)路基沉降問題，達(dá)到預(yù)期軟基加固目標(biāo)。

結(jié)語：

在軟質(zhì)路基施工中，由于地質(zhì)承載力不足和不均勻沉降等原因，難以滿足高速公路路基承載力要求。通過采用預(yù)應(yīng)力管樁軟基加固技術(shù)，結(jié)合工程實(shí)際情況，

開展試驗(yàn)路段管樁施工，能夠合理掌握預(yù)應(yīng)力管樁施工參數(shù)，提高路基承載力，改善道路路基沉降問題，滿足道路施工質(zhì)量要求。

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