公路軟基處理中預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)的運(yùn)用

杜季恩

(山西路橋第一工程有限公司，山西 太原 030000)

0 前 言

在社會(huì)進(jìn)步發(fā)展下，越來(lái)越多的新技術(shù)形式開(kāi)始被人們應(yīng)用到建筑工程施工中，其中，預(yù)應(yīng)力管樁就是一種應(yīng)用比較廣泛的施工技術(shù)形式。從整個(gè)建筑工程施現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)看，預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)具有可靠的成樁質(zhì)量、規(guī)?；纳a(chǎn)管理模式、耐久性和承載力強(qiáng)、價(jià)格低廉、應(yīng)用范圍廣泛的特點(diǎn)?；陬A(yù)應(yīng)力管樁獨(dú)有的特點(diǎn)，其開(kāi)始成為建筑施工中的主導(dǎo)樁型。為了更好地促進(jìn)建筑工程施工建設(shè)發(fā)展，文章結(jié)合實(shí)際就預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)在公路軟基處理中應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行探究。

1 工程案例概況

某工程常年遭受雨水的浸泡，地勢(shì)比較低，所在地形區(qū)域水網(wǎng)密集分布，位于山前海積平原區(qū)，上部為厚層的海積相流塑狀淤泥土，下部為海積相軟塑狀粉質(zhì)黏土。為了保證高填方路基的安全穩(wěn)定，該工程擬采用預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)。

2 預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)

和一般性的軟土地基處理技術(shù)相比，預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)具備以下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：第一，預(yù)制形式采用離心技術(shù)形式，樁身強(qiáng)度比較高，能夠達(dá)到C60的水平；第二，經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，管樁空心混凝土的含量比較少，加上預(yù)應(yīng)力鋼筋含量較低，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)在應(yīng)用時(shí)所消耗的成本比較低；第三，較高的穿透力，預(yù)應(yīng)力管樁表面砂石土層在靜力壓樁的作用下能夠直接被穿透；第四，成樁質(zhì)量比較高，樁身質(zhì)量有保障，焊接技術(shù)工藝的使用使得樁身滲透力比較強(qiáng)，加上樁身高度比較理想，導(dǎo)致土層對(duì)管樁的影響較小，成樁質(zhì)量有所保障。

3 預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)在工程軟基處理中的應(yīng)用

3.1 施工準(zhǔn)備

水資源對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)的應(yīng)用有著十分重要的影響，為此，在將預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)應(yīng)用到工程軟基工程中的時(shí)候需要做好地表水的截排工作。同時(shí)，各個(gè)樁體在正式施工的時(shí)候需要做好逐級(jí)編號(hào)工作，在具體壓樁操作的時(shí)候，還需要著重提升樁機(jī)操作人員的基本工作水平，具體要求施工人員在制定好施工方案之后根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)調(diào)節(jié)之前的施工設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用切實(shí)可行的技術(shù)和方法來(lái)使得管樁處理達(dá)到理想的效果。

另外，試驗(yàn)樁試驗(yàn)也深刻影響整個(gè)工程的施工質(zhì)量，為此，在施工之前需要相關(guān)人員做好試驗(yàn)樁工作，根據(jù)試驗(yàn)樁的測(cè)試結(jié)果來(lái)修正以往的設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)管樁安排布置和現(xiàn)場(chǎng)情況的適應(yīng)。

3.2 測(cè)量放線

在公路軟基建模完成之后需要根據(jù)工程建設(shè)的需要來(lái)計(jì)算出每一個(gè)管樁的坐標(biāo)，按照坐標(biāo)點(diǎn)的布置要求將預(yù)應(yīng)力管樁鋪設(shè)成等邊三角形的形狀，并將預(yù)應(yīng)力管樁之間的間隔距離控制在1.8～2.4 m。多個(gè)樁體的聚集會(huì)形成半徑為2 500 m的曲線，會(huì)對(duì)中心地基產(chǎn)生擠壓，這個(gè)時(shí)候就需要使用水準(zhǔn)儀及時(shí)矯正管樁設(shè)計(jì)的偏差。

在安排布置樁位的時(shí)候要注意逐個(gè)放樣，目的是減少施工誤差，使得試驗(yàn)樁獲得的資料能夠?yàn)檎麄€(gè)工程施工提供重要的支持。

3.3 樁機(jī)的就位、吊樁

在開(kāi)展試驗(yàn)測(cè)試時(shí)候確保承載力能夠滿足支撐樁基的支撐需要，而后對(duì)樁基零部件、電壓開(kāi)展檢測(cè)，按照既定的壓樁順序來(lái)調(diào)節(jié)樁基的位置。管樁1/4的位置要進(jìn)行必要的套牢處理，而后將其傳達(dá)到規(guī)定的樁位上，按照既定方向起吊，管樁的起吊方向要和吊機(jī)的中線保持一致。

在吊樁移動(dòng)到夾樁器正上方的時(shí)候，將吊樁放入到夾樁器的內(nèi)部，緩慢降落，并將夾樁器的力度調(diào)節(jié)為壓樁操作時(shí)的75%左右壓力，在對(duì)夾樁器固定之后拆除絲繩套。

3.4 樁尖的焊接

根據(jù)工程地質(zhì)的實(shí)際情況在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)一步完成樁板墻的支撐，并根據(jù)地質(zhì)情況來(lái)進(jìn)行樁尖的焊接設(shè)計(jì)。在管樁進(jìn)入到夾樁器內(nèi)部的時(shí)候還需要借助壓樁液壓缸將其調(diào)整到指定的位置上，在調(diào)整到管樁和地面間距1 m的時(shí)候開(kāi)始進(jìn)行樁尖的焊接。

3.5 正式壓樁

首先，用全站儀建站，確定好業(yè)主給出的坐標(biāo)系，在其中分別輸入站點(diǎn)，后視點(diǎn)坐標(biāo)，測(cè)量下后視點(diǎn)，復(fù)核。其次，輸入或調(diào)用放樣坐標(biāo)，把儀器轉(zhuǎn)到dHD為0度0分0秒處，然后在前面用棱鏡對(duì)著儀器測(cè)距，根據(jù)結(jié)果來(lái)進(jìn)行前進(jìn)或后退。最后，在結(jié)果已經(jīng)到了±1 cm 時(shí)可以打樁，打好樁后在樁上打釘，繼續(xù)精確放樣。

在壓樁的過(guò)程中，壓力缸、樁帽、樁身要始終處于同一個(gè)直線上，并將測(cè)量偏差控制在0.8%以內(nèi)，在偏差超過(guò)0.8%的時(shí)候要及時(shí)查找原因并予以解決。在樁尖進(jìn)入到更硬的土層中的時(shí)候不能使用移動(dòng)樁架來(lái)予以糾正，而是要根據(jù)孔位的深度先對(duì)中間樁開(kāi)展施工，再對(duì)周圍樁進(jìn)行施工，且施工速度要保持在一次壓樁行程的1 m左右，在實(shí)施操作的時(shí)候要予以全程的監(jiān)控記錄。

在接樁的過(guò)程中要合理把握接樁最理想的時(shí)間，即在樁身剩余0.7 m的時(shí)候進(jìn)行接樁，接樁的長(zhǎng)度要參考?jí)簶稌r(shí)的壓力系數(shù)。在接樁操作的時(shí)候采取焊接或者法蘭盤連接的方式，上下樁之間不能夠出現(xiàn)間隔縫隙，如果不可避免地出現(xiàn)了間隔縫隙，則需要使用金屬來(lái)進(jìn)行填實(shí)處理。在樁節(jié)徹底被固定之后拆除樁。在施工的過(guò)程中接頭和接縫之間不能出現(xiàn)缺陷，要保證焊接的飽滿和牢固。

3.6 地梁施工

采取抽樣調(diào)查的方式案檢查管樁的完整與否，具體抽樣比例是100個(gè)管樁至少抽取5個(gè)管樁開(kāi)展檢測(cè)，總體工程管樁的檢測(cè)數(shù)量不能夠少于30根。

在承載壓力測(cè)試的過(guò)程中，要利用靜載荷試驗(yàn)來(lái)計(jì)算承載數(shù)值，檢測(cè)數(shù)量不能夠少于3根，在檢測(cè)完成之后將管樁和地梁進(jìn)行剛性連接，制作出適合管樁的金屬籠套。制作好的金屬套籠需要漏出管樁頂面和地梁進(jìn)行連接，將漏出的頂面和地梁使用鐵絲進(jìn)行綁扎。

3.7 測(cè)量公路軟基現(xiàn)場(chǎng)沉降數(shù)值

使用有限元分析方法對(duì)路基變形沉降進(jìn)行測(cè)量，之后打造出完善的模型來(lái)對(duì)公路工程施工不同階段進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然地基和持力之后地基沉降量的審慎分析。一般情況下，公路軟基分成五層，每一層的軟基沉降數(shù)值計(jì)算都需要因地制宜的選擇適合的方式進(jìn)行分析。

4 預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題和解決對(duì)策

1)樁身傾斜。在實(shí)際施工中可以發(fā)現(xiàn)，在施工場(chǎng)地不平整、傾斜度和坡度比較大的情況下樁機(jī)會(huì)出現(xiàn)傾斜，在樁機(jī)出現(xiàn)傾斜之后還會(huì)伴隨出現(xiàn)沉樁傾斜問(wèn)題，導(dǎo)致樁的樁錘、樁帽、送樁器不在一個(gè)水平面上。為了處理這個(gè)問(wèn)題，在施工之前需要施工人員做好土地平整工作，通過(guò)平整土地來(lái)確保壓樁過(guò)程中樁身始終保持在垂直的狀態(tài)。在實(shí)際施工中樁機(jī)之間的間隔距離還需要控制在20 m之內(nèi)，在傾斜90°的方向上設(shè)置一臺(tái)經(jīng)緯儀，在經(jīng)緯儀布置好之后檢查樁身的垂直度，就樁身的垂直度進(jìn)行記錄。

2)樁身斷裂。在沉樁期間樁身傾斜錯(cuò)位，樁身在錯(cuò)位之后雖然樁尖所在的土壤環(huán)境不會(huì)出現(xiàn)變化，但是伴隨施工的深入進(jìn)行，樁身本身會(huì)出現(xiàn)回彈的問(wèn)題，回彈問(wèn)題加深最終會(huì)導(dǎo)致樁身出現(xiàn)斷裂。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究分析出現(xiàn)這種問(wèn)題的原因是施工過(guò)程中樁身出現(xiàn)了彎曲，在彎曲程度不斷加重的情況下會(huì)出現(xiàn)樁身的斷裂。在樁身壓力超過(guò)混凝土抗壓強(qiáng)度的情況下還會(huì)出現(xiàn)混凝土破碎的問(wèn)題。為了能夠解決以上問(wèn)題，在施工之前需要施工人員將地下障礙物清除干凈。在沉樁操作的過(guò)程中如果出現(xiàn)了不垂直的問(wèn)題需要及時(shí)糾正。在壓入樁達(dá)到一定的深度之后要采取措施糾正其出現(xiàn)的傾斜問(wèn)題。在接樁時(shí)應(yīng)當(dāng)確保兩節(jié)樁位于同一軸線上。

3)樁頂位移。在沉樁期間，鄰近樁會(huì)出現(xiàn)橫向位移情況，導(dǎo)致該種現(xiàn)象的原因主要是樁數(shù)量比較多，土層密實(shí)飽和，樁之間的間距比較小。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在壓樁的時(shí)候需要嚴(yán)格按照“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。

5 結(jié)束語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)在公路軟基施工中的應(yīng)用是公路工程施工的一種創(chuàng)新體現(xiàn)，為了更好地驗(yàn)證預(yù)應(yīng)力管樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用效果，文章設(shè)計(jì)模擬試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行沉降量的對(duì)比分析，在公路軟基模擬軟件中輸入相同參數(shù)，分別使用傳統(tǒng)路基處理方式和預(yù)應(yīng)力管樁處理方式來(lái)分別施工，在施工中施加壓力，持續(xù)相同的時(shí)間，測(cè)量沉降量，將測(cè)量數(shù)值繪制成圖。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力管樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用和傳統(tǒng)地基處理相比，公路軟基沉降量會(huì)減少12 cm，且總體施工效率高、質(zhì)量檢測(cè)方便、處理質(zhì)量穩(wěn)定，值得在高速公路工程中廣泛應(yīng)用。

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