中建市政工程有限公司 100071
摘要：台州湾大桥及接线工程软土路基承载力不足，需要对路基沉降进行控制。预应力管桩以承载力高、施工便捷、穿透力强、桩身强度高等优势应用于软基处理。本文主要介绍了预应力管桩处理软土地基的施工方法，并对施工方法进行了总结分析，对类似软基处理有借鉴意义。
关键词：路基沉降；预应力管桩；软基处理
0 引言
随着我国基础设施建设的发展投资趋势，道路桥梁建设的施工规模逐渐扩大，各地区的道路桥梁建设与规划线路数量逐渐提升。当工程建设遇到软土地基时，若处理不到位，就会导致路面沉降，塌陷，桥头跳车，小则影响交通运行，大则危害生命安全。尤其是，在沿海软土地基修建高速公路，高速铁路等，需要对软土地基进行加固，以提高路基的承载能力[1~3]。
预应力管桩以桩身强度高、承载力高、穿透力强、施工方便等优点，被广泛用于高速公路的软基处理[4]。对天然地基承载力较低，无法满足工程需求，且工程所在场地地下水位较高，采用常规桩型成桩困难，采用高强预应力管桩作为竖向增强体来进行复合地基处理，能有效的控制地基沉降[5]。预应力管桩复合地基用于处理高速公路软基路段时，管桩与桩间土能共同分担上部荷载，能有效地提高路基的承载力、减少总沉降量、降低工后沉降等问题[6]。
本文以沿海高速接线工程软土路基承载力不足为背景，分析预应力管桩处理软基加固技术，为类似工程提供技术借鉴。
1 工程概况
浙江省台州湾大桥及接线工程软土路基段起讫桩号K106+500～K111+900段，路线全长5.4km。路基工程是本段的重点工程，本地区的路基处于软土（淤泥和淤泥土），路基的承载能需要加固提高。依据设计K106+500～K111+900区段，主线一般路段软土采用预应力管桩或者水泥搅拌桩处理，目的以提高路基的承载能力，防止建成后由于路面动载作用产生路面沉降，塌陷等病害。
2施工流程与方法
2.1施工流程
施工顺序如下：清表→回填35cm清宕渣→测量放线→桩机就位 →复核桩位→ 起吊桩→ 初步加压→ 检查该桩身垂直度→ 正式压桩→ 观测校正桩身垂直度→压至桩顶至地面1米时，需要接桩时候，再吊入桩就位→焊接接桩→继续压桩 →作压力值记录→ 成桩→截桩→预应力管桩检测→施工桩帽，工艺流程图如图1所示。
2.2测量放线定位
根据测量控制网，并在施工现场打桩影响范围外设置坐标和高程控制点，并经监理复核无误确认后方可投入使用。
2.3桩起吊
桩现场驳运采用二吊点法、喂桩时采用一吊点，吊点设置在0.3L处，起吊过程中，用托绳稳住桩的下部，吊机尽量减小吊臂仰角（并尽量减少吊臂促出长度），缓慢地将桩拖至桩机就近处后再开始垂直起钩，平稳地把桩喂至桩机夹持器中。
2.4预应力管桩布置
根据试桩及检测总结报告，管桩施工按照设计桩长和终压静压力值两种方式进行控制，桥头台后20m范围内按照终压静压力值控制，静压力值通过设计填土高度计算获得；桥头20m-25m设置过渡段，过渡段按照每排减短1m阶梯递减；一般路段按照设计长度施打。预应力管桩布置按照正方形布置，桥台部位布桩时，应注意留出桥台灌注桩的位置，并适当调整与灌注桩有冲突的桩位，与灌注桩净距不应小于1m，预应力管桩处理软基图，如图2、3所示。
2.5竖桩与插桩
根据已设定的控制点用坐标法对桩位进行二次复核，正确后下放首节桩，首节桩桩尖的中心点与桩位的偏差控制在20mm以内。
2.6垂直度控制
当桩尖进入土层500mm后，用经纬仪调整桩机桩架处于垂直位置，然后再调整首节桩的垂直度，使桩架与桩身保持平行，其精度误差小于桩长的1%（首节管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.5%），即可压桩，并在压桩过程中进行跟踪监测，指挥桩架保持其精度。
3桩帽与褥垫层施工
3.1开挖桩帽
根据设计要求撒出白灰线，按照施工顺序依次开挖桩帽，从底层宕渣顶面向下开挖35cm，露出桩头为止。绑扎钢筋前应清理干净桩头上的浮土和铁锈。
3.2桩帽
桩帽钢筋在加工厂集中加工，后运输至现场固定。混凝土采用自建站混凝土，在桩基检测合格后，能够提供桩帽施工工作面时，开始进行桩帽施工，管桩嵌入桩帽0.05m，桩帽为1.0m×1.0m、1.1m× 1.1m、1.2m×1.2m三种尺寸，厚0.35m，采用C30混凝土现浇。桩帽施工前应先根据设计图纸进行测量放样，施工顺序按照整平开挖、支设模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土、养护、拆模进行。管桩与托板连接按照设计图纸相关要求施工。施工中应保证钢筋位置准确，钢筋保护层为5cm。C30混凝土质量符合设计要求，保证桩帽混凝土和管桩连成整体。混凝土浇筑完成后应进行覆盖养护，桩帽施工如图4所示。
3.3绑扎钢筋
钢筋制作，钢筋绑扎前，钢筋作业人员、现场工长、技术员、质量检查员应全面熟悉图纸，并对照图纸及配料单检查钢筋品种、规格、尺寸及使用部位，全部符合要求后，才进行钢筋的绑扎施工。钢筋安装时，钢筋表面要洁净，粘着的油污、泥土、浮锈使用前必须清理干净，钢筋安装时，保护层厚度必须符合施工图纸及施工质量验收规范的要求。为控制保护层厚度，制作水泥砂浆垫块，其厚度等于保护层厚度。
3.4浇筑混凝土
钢筋绑扎检查合格后，方可浇筑C30混凝土，混凝土采用搅拌站集中拌制，混凝土运输车运输，混凝土用料应严格按照配合比计供料，混凝土采用插入式振动棒振捣密实。混凝土浇注后，要及时抹面、收光，保持大面平整。
3.5养护
混凝土浇注完2h后、12小时内，应对混凝土加以覆盖并进行保湿养护，养护时间不得小于7天。浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；混凝土养护用水应与拌合用水相同，采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水；混凝土强度达到5Mpa前，不得在其上踩踏。
3.6褥垫层施工
桩帽上先铺设20cm碎砸垫层压实，然后铺设第一层钢丝格栅，再铺设剩余的30cm碎石；对设置多层格栅的，在下层格栅上铺设30cm的路基填料并压实，再铺设上层钢丝格栅。钢丝格栅采用钢丝度钢丝焊接成网后表面涂覆塑料而成，纵向抗拉强度≥100KN/m，横向抗拉强度≥100KN/m，极限延伸率≤3%，焊点抗剪力≥l600N/结点，单根钢丝直径小于2.5mm。桩帽上先铺设20cm碎石并压实，最后按要求填筑路基材料。
格栅强度大的方向沿路基横向铺设。格栅辐边搭按时，搭接宽度大于30cm，并每隔20cm进行绑扎处理。铺设格栅时，要加强保护，避免格栅破损，格栅铺设时不允许有褶皱，应用人工拉紧并固定。
4成桩质量检测、质量标准
4.1质量检测
桩完成后，待土体恢复固结后，按设计要求需进行静载荷试验，以确定桩身承载力，同时可对地质情况进行一定的判定。土体固结时间按规范具体要求，一般砂土为10-15天，黏土及淤泥土为15—20天，加荷要求为2倍的单桩承载力特征值，操作方法可采用堆载，获得桩身沉降量值，描绘Q—S曲线进行分析，获得桩身极限承载力标准值。本项目质量检测由业主委托的第三分检测单位完成。
4.2质量保证措施
1.压桩前，再次复核桩位，请监理部门验收，及时校正，以免产生错误。
2.压桩前检查桩机各部件和电源情况，以防中途停机较长，土体固结不能施压造成废桩。
3.压桩前认真检查预制桩的质量，如有质量问题，禁止使用，绝对不压不合格的桩。
4.按设计桩位平面图绘制桩位编号图，填写压桩原始记录，监理审批。
5.压桩时，随时注意桩的轴心受压，若有偏移要及时调整。
6.严格按图施工做好压桩记录，已压的桩在桩位编号图上做好日期标出记号，以防多打、漏打。
7.控制桩的垂直度是确保压桩质量的关键之一，以单向线锤和经纬仪控制桩的双向垂直度，确保在压桩过程倾斜度偏差不大于0.5%。
8.严密监视压力值，如发现压力值突然上升或下降，暂时停压桩，待处理正常后才能续压。
9.每根桩必须连接压入，不得无故间断，直到达到设计规定的控制标准。
5总结
本文分析了软土地基地层的施工处理技术，成桩质量的检测。经过现场检测证明：对软土地基的加固处理，采用本预应力管桩施工速度快，节约了工期，能保证应力管桩施工质量，安全可靠，本文对预应力管桩施工技术的总结，为今后类似的软基处理工程建设提供参考。
参考文献：
[1]吴浩宁，李科，黄醒春. 采用预应力高强度混凝土管桩法处理吹填土地基的加固效果[J]. 上海交通大学学报，2013，47（9）：1430-1434.
[2]赵新益，李时亮，汪莹鹤. 铁路软土地基路基沉降控制技术研究[J]. 铁道工程学报，2015，32（5）：18-22.
[3]蒋鑫，耿建宇，邱延峻. 高地下水位软土地基高速公路路基拓宽方式力学行为比较[J]. 中外公路，2013，33（1）.
[4]何旭龙. 预应力管桩在铁路软土地基处理中的应用[J]. 路基工程，2017（1）：174-178.
[5]马中成，丁海方，李玉兰. 高强度预应力管桩在高承载力复合地基处理中的应用[J]. 煤炭工程，2015，47（3）：38-40.
[6]万年华. 预应力管桩复合地基在公路工程软土地基中的应用[J]. 中外公路，2013，33（4）：49-53.
论文作者:翟阳,高志峰,李伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/8
标签：预应力论文; 混凝土论文; 管桩论文; 钢筋论文; 路基论文; 承载力论文; 格栅论文; 《基层建设》2017年第25期论文;