樁板式路基施工技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用研究

郭 馳

（河北衡通工程項(xiàng)目管理有限公司，河北 衡水 053000）

0 引言

公路工程建設(shè)過程中，常遇到高填方和軟土路基等問題，在部分無法采用CFG 復(fù)合地基進(jìn)行處理，淺層換填又無法達(dá)到預(yù)期處理效果的路段，可采用樁板路基這一新型路基施工技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用還能擺脫路基施工對(duì)取土的依賴，有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 工程概況

某公路工程總長在47km 左右，其所處場地地貌單元以河漫灘與一級(jí)階地為主。地面下部20m 范圍內(nèi)包括黏性土、粉土與砂層，可能發(fā)生砂土液化，對(duì)路基施工造成較大影響。此外，該場地地勢相對(duì)較低，為滿足防洪要求，該路段路基填高相對(duì)較高，達(dá)4m 以上。

2 樁板式路基

如今我國正大力發(fā)展綠色公路，以此保證公路結(jié)構(gòu)耐久性和整體環(huán)保性，但當(dāng)前公路工程建設(shè)仍面臨諸多問題，主要表現(xiàn)在以下幾方面。一是土地資源日趨緊張，甚至面臨無地可占和無土可用的局面，形勢十分嚴(yán)峻；二是無論占地或取土都要付出很大代價(jià)；三是土質(zhì)處理與土地復(fù)墾需要投入大量成本。在這種情況下，過去將土地與土體作為核心的建造方式受到極大沖擊，降低工程的適用性與經(jīng)濟(jì)性。

因此，公路工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)嚴(yán)格實(shí)行工業(yè)化與結(jié)構(gòu)化，減少公路工程建設(shè)用土，甚至實(shí)現(xiàn)無土建設(shè)，這是應(yīng)對(duì)當(dāng)前挑戰(zhàn)和滿足綠色公路建設(shè)與發(fā)展的重要趨勢。新型樁板路基應(yīng)運(yùn)而生[1]。

樁板式路基屬于樁板梁結(jié)構(gòu)范疇，采用在工廠預(yù)制加工的板梁和管樁構(gòu)成。作為新型結(jié)構(gòu)，其與傳統(tǒng)路基相比，不僅具有更大的剛度，可減小路基施工后沉降，還能減少或徹底取消放坡，這對(duì)提高土地資源實(shí)際利用率十分有利，從而減小征地面積；施工時(shí)使用的管樁與板梁事先在工廠內(nèi)進(jìn)行加工，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場即可便捷快速組裝，能有效加快施工效率。

該新型路基最先在改擴(kuò)建工程中使用，大量實(shí)踐表明，該新型路基在減少土地資源占用、縮短工期和減小施工影響等多方面具有顯著優(yōu)勢，特別是對(duì)改擴(kuò)建項(xiàng)目而言，具有顯著的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

3 路基施工

3.1 方案選擇

該路段從多個(gè)河流段中穿過，沿線范圍內(nèi)分布大量溝塘，場地地勢較低，且軟基分布密集。根據(jù)該路段的實(shí)際情況，初步制定以下三套施工方案：

一是采用淺層換填法處理。該方法的適用范圍為填高不大的一般路段，主要優(yōu)勢為工程造價(jià)較低，施工工藝較為簡單、方便，缺點(diǎn)為局限性強(qiáng)，只能在低填與工后沉降要求不高的情況中使用。

二是采用樁板式路基。其適用范圍為缺方情況較為嚴(yán)重，土地征用困難和填高達(dá)到4m 以上的情況，主要優(yōu)勢為施工效率高、可節(jié)省土地資源、經(jīng)濟(jì)性好，缺點(diǎn)為作為一項(xiàng)新技術(shù)，還缺乏相關(guān)成熟經(jīng)驗(yàn)。

三是采用復(fù)合地基的方式。其適用對(duì)象主要為飽和軟黏土，主要優(yōu)勢為有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，且造價(jià)水平相對(duì)較低，缺點(diǎn)為水泥土強(qiáng)度需要一段時(shí)間才能增長，導(dǎo)致工期較長，同時(shí)借方數(shù)量較大，可能對(duì)基本農(nóng)田造成一定程度的侵占。

通過綜合考慮以上三套方案，最終選擇樁板式路基方案作為推薦方案。

3.2 主要構(gòu)造

上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制板，采用鋼混結(jié)構(gòu)，其標(biāo)準(zhǔn)跨徑為6m，一聯(lián)包含15孔，每聯(lián)的長度為15×6m=90m，在聯(lián)端設(shè)置伸縮裝置，其寬度為4cm，同時(shí)在內(nèi)、外兩側(cè)分別設(shè)置寬度為0.5m 的防撞護(hù)欄[2]。

下部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力管樁，在不同地質(zhì)條件設(shè)置不同樁型，當(dāng)路段地質(zhì)條件一般時(shí)，設(shè)置A 型樁，即PRC-I500AB 與PHC500AB 相結(jié)合，上部采用前者，下部采用后者，施工方法以打入法為宜；當(dāng)路段地質(zhì)條件良好時(shí)，設(shè)置B 型樁，即預(yù)制管樁與混凝土澆筑相結(jié)合，在基礎(chǔ)封底之后先將預(yù)制管樁插入到位，再于基礎(chǔ)周圍進(jìn)行混凝土澆筑，其施工方法以植入法為宜。在確定樁長時(shí)應(yīng)充分考慮現(xiàn)場地層條件和樁頂反力。

對(duì)于樁頂和板之間連接，在樁頂外部套入圓形鋼管，其直徑根據(jù)樁頂尺寸確定，然后進(jìn)行鉆孔，在孔內(nèi)插入普通螺栓，并搭在下部管樁端板表面，為圓形鋼管提供可靠支撐，在鋼管的上下部均需使用橡膠條做好密封處理，借助梁板上的預(yù)留孔澆筑強(qiáng)度等級(jí)為C50 的無收縮混凝土，以此實(shí)現(xiàn)和預(yù)制板之間的可靠與穩(wěn)固連接。

3.3 施工注意事項(xiàng)

（1）施工中需要用到的吊裝平臺(tái)與承梁托架，均由施工方法結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。在吊裝過程中，應(yīng)防止由于操作不當(dāng)導(dǎo)致樁板遭到破壞。此外還要注意，濕接縫的縫寬存在一定限度，因此預(yù)留鋼筋應(yīng)進(jìn)行錯(cuò)位放置[3]。

（2）預(yù)制板表面的橫縱方向坡度采用在樁頂部設(shè)置聚合物墊片的方法形成，土路肩搭接處的地基，承載力應(yīng)達(dá)到200kPa以上，且工后產(chǎn)生的沉降不能超過1.0cm。

（3）安全護(hù)欄立柱應(yīng)深入所處位置的混凝土層中至少10cm，并在縫隙處進(jìn)行混凝土灌注，以此更好地實(shí)現(xiàn)承載與受力，避免在縱向產(chǎn)生太大的制動(dòng)力。

（4）在濕接縫兩側(cè)使用的板應(yīng)借助定位裝置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，找出具體的對(duì)接位置，在連接完成后進(jìn)行混凝土澆筑。在焊接固定定位裝置以前，應(yīng)先在周圍混凝土的表面覆蓋一層浸濕后的土工布，經(jīng)常進(jìn)行灑水實(shí)現(xiàn)物理降溫，以免高溫灼傷。

（5）在鋪裝層施工開始前，應(yīng)先將預(yù)制板表面清理干凈。當(dāng)發(fā)現(xiàn)浮漿時(shí)，應(yīng)通過真空拋丸加以清理，經(jīng)檢查無誤后才能開始防水層及鋪裝層的施工[4]。

3.4 效益分析

該項(xiàng)目路段地形相對(duì)平坦，地表地層以淤泥和粉質(zhì)黏土為主，且中下部還含有砂巖與砂礫石，軟土層厚在8 ～15m 范圍內(nèi)。該段路基施工前應(yīng)先做好軟基處理，但經(jīng)考察得知無適宜的取土點(diǎn)。通過對(duì)傳統(tǒng)路基形式和樁板路基的綜合對(duì)比，在該項(xiàng)目中，對(duì)填高超過3.5m 的部分采用樁板路基具有較大優(yōu)勢，可從根本上解決無土可取的現(xiàn)實(shí)問題，并能加快現(xiàn)場施工效率，縮短工期，保證路基成型后的效果[5]。

該項(xiàng)目會(huì)受到設(shè)計(jì)水位直接控制和影響，實(shí)際填高基本超過4m。在這種情況下，采用樁板路基后，與采用傳統(tǒng)方式相比，能減少20%左右的造價(jià)，并且采用樁板路基后無需進(jìn)行取土，不會(huì)造成施工污染和噪音及振動(dòng)干擾，無論經(jīng)濟(jì)效益還是社會(huì)效益均十分顯著，印證了樁板路基在該項(xiàng)目軟土段使用的合理性、可行性與有效性[6]。

根據(jù)實(shí)踐結(jié)果可以看出，在填高處在4 ～8m 范圍內(nèi)的軟基路段以及連續(xù)填高達(dá)到5m 以上的一般路段，通過采用樁板路基，能減少近300 萬方的借方，進(jìn)而減少400 畝左右的土地資源占用，并且能減少涵洞，真正實(shí)現(xiàn)了將公路建設(shè)給環(huán)境造成的影響降至最低的目標(biāo)。

4 結(jié)語

綜上所述，樁板路基是一種新型無土路基，能從根本上解決取土困難的問題，并能減小施工污染和環(huán)境破壞，減少取方的成本，在地質(zhì)條件復(fù)雜且填高較大的路段有良好的適應(yīng)性。以上對(duì)該新型路基的施工進(jìn)行了分析和總結(jié)，旨在為實(shí)際施工中應(yīng)用這種新型路基提供可靠的技術(shù)參考，保證施工質(zhì)量和成型后的效果。