高速公路工程建設(shè)中的預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基施工工藝

摘要：近年來，高速公路工程建設(shè)中預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛。該技術(shù)能夠有效減少地基沉降問題，使地基承載力得到提升。高速公路是一種大型帶狀構(gòu)筑物，其地基處理長度很大，經(jīng)常需要穿越多種不同的地貌單元，因而面臨的土層條件也十分多變。在當(dāng)前的高速公路施工當(dāng)中，預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基已經(jīng)成為了施工中必不可少的一項(xiàng)重要技術(shù)，其施工工藝水平對于高速公路整體施工質(zhì)量將產(chǎn)生直接的影響。

關(guān)鍵詞：高速公路;工程建設(shè);預(yù)應(yīng)力管樁;復(fù)合地基;施工工藝

前言

高速公路是我國公路交通系統(tǒng)中最重要的組成部分，對于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著巨大的作用。以國道主干線系統(tǒng)規(guī)劃為依據(jù)，我國高速公路事業(yè)近年來取得了很大的發(fā)展，工程數(shù)量和工程規(guī)模也不斷擴(kuò)大。但是，高速公路病害問題也日益嚴(yán)峻，特別是面對軟土地基的情況，容易發(fā)生沉降，造成橋頭跳車等不良情況，對高速公路運(yùn)行安全造成了不良的影響，甚至可能引起嚴(yán)重的交通事故。因此，要高度重視對高速公路工程地基的處理技術(shù)及施工工藝，以保證高速公路的運(yùn)行安全。

一、高速公路工程的工程概況

以某高速公路工程為案例，全長125.409km，在里程起訖樁號(hào)K35+080-K56+807段，21.727km范圍內(nèi)，沿線軟弱土較多。施工現(xiàn)場環(huán)境情況，氣候環(huán)境、地下水、軟弱土厚度等，都會(huì)對施工過程產(chǎn)生影響。由于軟弱土穩(wěn)定性較低，因此如果采取直接施工的方式，將會(huì)對施工質(zhì)量造成不利影響。基于此，采用了預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基的施工方法，將地基條件改善后再行施工，保證了施工質(zhì)量和工程安全。

二、高速公路工程預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基的技術(shù)原理

在預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基當(dāng)中，其技術(shù)原理主要在于，管樁和樁頂褥墊層之間，能夠?qū)崿F(xiàn)緊密的結(jié)合，將施工穩(wěn)定性進(jìn)一步提升。通過對置換作用的發(fā)揮，使預(yù)應(yīng)力管樁負(fù)荷狀態(tài)得到優(yōu)化，能夠傳送到較深的土層。同時(shí)可將樁間土負(fù)荷降低，提升復(fù)合地基承載力，滿足工程設(shè)計(jì)要求，減少地基變形沉降情況的發(fā)生。預(yù)應(yīng)力管樁可對土層發(fā)揮擠壓作用，保證樁間土結(jié)合度緊密，使土體凝固時(shí)間及孔隙率得到保證，進(jìn)而達(dá)到理想的施工效果[1]。

三、高速公路工程預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基的施工工藝

施工前做好準(zhǔn)備，在路基兩側(cè)開挖臨時(shí)排水溝，將地表積水徹底排凈。同時(shí)將施工現(xiàn)場的石塊、樹根等雜物清理干凈，鋪設(shè)巖渣墊層40cm。檢測管樁基礎(chǔ)承載力，遵循施工規(guī)程，確保承載力在6.37MPa以上。使用靜力觸探儀檢測，與監(jiān)理工程師共同完成，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確記錄。開展管樁試樁施工，根據(jù)施工圖紙確定相關(guān)參數(shù)，參照施工樁機(jī)型號(hào)進(jìn)行管樁試樁，同時(shí)檢查靜壓樁和其它設(shè)備性能參數(shù)，得出荷載沉降曲線。沉樁作業(yè)前要先進(jìn)行樁位放樣，明確樁位中心和樁位軸線，使用竹片標(biāo)記，在中心延長線設(shè)置控制樁，發(fā)揮保護(hù)作用，以免偏移。確認(rèn)無誤后，安排樁機(jī)就位，先加固處理軟土地基。根據(jù)長度、深度、規(guī)格等參數(shù)，明確打樁順序，從長到短、從深到淺、從大到小的順序施工。

結(jié)合工程實(shí)際情況，確定施工方法，如靜壓法、錘擊法。在錘擊法施工中，緩慢將樁吊起至垂直，將錘頭下部固有送樁器套在樁頭上部，對準(zhǔn)樁位后勻速打入土內(nèi)，深度在1.0cm，然后檢查垂直度。在靜壓法施工中，緩慢勻速將樁吊入井中，利用抱緊樁完成打壓，深度在10cm[2]。利用經(jīng)緯儀檢查垂直度，第一節(jié)樁垂直度偏差在0.5%以內(nèi)，最終樁身傾斜率在1%以下，樁位偏差在d/4以下。吊裝作業(yè)中，固定位置在管樁上端4m位置，使用鋼絲繩固定，保證垂直。放置在預(yù)定位置后調(diào)整固定，與地面相距50cm時(shí)停止，對中調(diào)直后沉樁。觀察樁身磨損情況，檢測樁端及樁身垂直度及壁厚。使用回彈儀檢測混凝土性能，確保強(qiáng)度符合要求。

固定首節(jié)管樁后，與對面保持50cm，焊接固定管樁端頭法蘭盤及十字形鋼樁尖，勻速壓入地下，在外露長度剩余100cm時(shí)停止。將管樁吊起送入樁機(jī)，平穩(wěn)壓入地下，深度1.0-1.5m。使用錘擊法沉樁，以冷打作業(yè)方式完成初打，貫入深度達(dá)到100mm以下時(shí)開始正常沉樁。采取重錘輕擊的方式，錘落距離不超過1.5m，連續(xù)進(jìn)行，以免發(fā)生固結(jié)。檢查樁的質(zhì)量后進(jìn)行打樁，將管樁油污灰塵清理干凈，以免影響焊接質(zhì)量。做好標(biāo)記后，隨時(shí)觀察樁體入土深度。第一節(jié)樁完成后，吊裝連接第二節(jié)樁，中心線偏差不超過5mm。拼接區(qū)域坡口槽采取焊接作業(yè)，保證對稱焊接，遵循二級(jí)焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，使用J506電焊條，做好防護(hù)，避免影響周圍結(jié)構(gòu)質(zhì)量。焊接后清理焊渣，檢查質(zhì)量，然后沉樁。樁體與地面相距1m時(shí)暫停，繼續(xù)連接第三節(jié)樁，依次推進(jìn)施工，確保達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

沉樁作業(yè)時(shí)，對于相關(guān)參數(shù)應(yīng)準(zhǔn)確記錄，按照連續(xù)錘擊3陣，每陣錘擊10次的方式進(jìn)行?？刂坪脴督宇^數(shù)量，少于4個(gè)，且位置在不同截面。檢查樁帽混凝土強(qiáng)度，達(dá)到施工要求后，進(jìn)行樁間砂填筑施工，高度比樁帽高度略高，高度差在5-10cm以內(nèi)。對砂的級(jí)配和規(guī)格嚴(yán)格控制，依次分層填筑碾壓，保證壓實(shí)度合格。符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行土工格柵施工，明確承受荷載方向，采取人工捆扎的方式連接，確保平整性符合要求。鋪設(shè)作業(yè)情況要及時(shí)檢查，對褶皺問題做好處理，路基外部填筑層預(yù)留30-50cm。檢查土工格柵鋪設(shè)質(zhì)量合格后，進(jìn)行砂石墊層施工。該項(xiàng)施工需要盡快完成，將土工格柵外露時(shí)間控制在48h以內(nèi)。施工過程中，壓輪不能直接觸碰筋料，在還沒有完成壓實(shí)處理之前，不允許車輛行駛，避免外力作用造成筋料錯(cuò)位的問題。

四、高速公路工程預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基的質(zhì)量控制

在高速公路工程建設(shè)中，對于預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基要做好質(zhì)量控制。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)施工規(guī)程的相關(guān)要求，保證端頭板外側(cè)平面度偏差在0.2mm以內(nèi)，樁體傾斜度在0.5%d以內(nèi)。群樁點(diǎn)及單排樁位偏差方面，前者的偏差要控制在20mm以內(nèi)，后者的偏差要控制在10mm以內(nèi)。在樁頂標(biāo)高偏差控制方面，保證靈活性，不超出±50mm的偏差范圍[3]。上下節(jié)管樁通過順直連接的方式，保證錯(cuò)位偏差不超過2mm。樁端頭板焊接過程中，焊縫需要滿足飽滿性、完整性的要求，結(jié)束檢查接頭焊接作業(yè)后，需要預(yù)留8min的時(shí)間，保證能夠達(dá)到良好的自然冷卻狀態(tài)。施工方法選取靜壓法，對最大壓樁力和單樁豎向承載力之間的關(guān)系做好處理，保證前者壓力達(dá)到后者壓力的1.35倍左右。

結(jié)論：高速公路工程建設(shè)是我國交通發(fā)展中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，對于提高交通運(yùn)行效率有著直接的影響。而高速公路由于建設(shè)里程較長，面臨的環(huán)境情況較為復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)遇到軟土地基的不良情況。為了保證高速公路的施工質(zhì)量和建成后的運(yùn)行安全，采用了預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基的施工方法。該方法污染小、效率高、質(zhì)量好，運(yùn)用科學(xué)的施工工藝，做好各個(gè)環(huán)節(jié)的處理，進(jìn)而保證施工質(zhì)量合格。

參考文獻(xiàn)：

[1]王本法，劉世清，王瑞.水工建筑物PHC管樁復(fù)合地基的塑性混凝土褥墊層施工方法[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2019，26（15）：166-168.

[2]王承罡，魏贛英.預(yù)應(yīng)力管樁在高速公路地基處理中的應(yīng)用研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018，34（22）：177-179.

[3]梁建鋒，黃擎洲，李富有，等.深厚泥漿池預(yù)應(yīng)力管樁與就地固化復(fù)合路基施工技術(shù)[J].四川建筑，2020，40（2）：153-155.

作者簡介：姓名：李鳳偉（1976.8.26-）男，漢，黑龍江省青岡縣，初級(jí)工程師，大專，單位：黑龍江迅騰建設(shè)工程有限公司，研究方向：公路工程專業(yè)，單位所在省市及郵編：黑龍江省哈爾濱市道里區(qū)，150016。