（中铁七局集团第三工程有限公司，陕西，西安，710032）
【摘 要】随着经济的高速发展，我国许多原有的高速公路交通量已远远大于设计交通量，高速公路扩建成为公路建设市场的又一重要方向。由于南方高速拓宽工程软基地段较多，采取合适的软基处理方案，减少新老路堤的差异沉降是高速拓宽工程的关键所在。PTC桩由于具备单桩承载力高；施工进度快；噪音小、污染少，场地文明；工程地质适应性强；现场施工方便；质量好控制；成本低的特点,在高速公路特殊路段，尤其是新老路基拼接段被广泛采用。本文结合作者施工经验把PTC桩的施工方法及注意事项介绍给读者，以供参考。
【关键词】PTC桩；复合地基；拓宽；软基处理；应用
一、工程概况
作者所参与建设的工程位于福建省内，原高速公路为四车道通行，需进行八车道拓宽改造。拓宽大部分采取两侧加宽的方式进行。由于沿线路基基本处于软基地段，软基深度在10~15米，为了保证路基拼接质量，减少新老路基沉降差，施工减少对老路基的扰动，有效维持既有道路交通正常运营，设计时在新老路堤拼宽段软基部分采用了PTC管桩施工，共设计完成PTC桩30万延米，经各方检测检测，用预应力管桩处理软基段，沉降基本稳定，新老路基拼接处基本无变形，桩基施工质量优良，处理效果良好。
二、PTC桩的特性
1、PTC桩（预应力混泥土薄壁管桩）的适用性
一般适用于10m≤软基深度≤20m的一般软基路段，本路段超过10米的软基地段均采用PTC桩复合地基进行处理。
2、PTC桩复合地基处理依据
本项目由于填筑荷载不一，设计主要以承载力和沉降控制，当高速公路，填土荷载较少时，承载力一般能满足要求，设计及施工中以沉填土较薄降控制为主，即以沉降控制复合桩基理论进行计算；而当填土较高，填土荷载较大时，除了控制沉降外，承载力还需验算是否满足要求。
3、PTC桩基复合地基处理优缺点
本项目PTC桩采用静压法施工，静压法是通过静力压桩机的压桩机械自重及配重作为压力将预制桩压入土中的一种成桩工艺。在工程实际施工中主要有以下优点：
（1）低噪声、无振动、无污染；
（2）施工速度很快，同时场地整洁、施工文明程度高；
（3）由于送桩器与桩头的接触面吻合较好，接头质量可靠。送桩器在送桩过程中不会左右晃动，送桩较深，基础开挖后的截桩量少；
（4）施工中由于压桩由于采取静压，冲击力较少，桩头一般都完好率较高，复压较为容易。
PTC管桩的缺点有：
（1）虽然本项目PTC桩采取开口式减少挤土效应，但仍然具有一定的挤土效应，结构物施工必须先施工PTC桩后才能施工桩基；对于拼宽结构物一定要在新老结构物间设置钢板桩减少挤土效应，附近有建筑物或地下管线时施工PTC桩时需设消力坑；
（2）不适合在地下障碍物或孤石较多的场地施工；狭窄地段无法采用该工艺
三、PTC桩复合地基施工工艺
PTC桩复合地基处理工艺流程为：
清表压实→地板填筑（厚度不少于25cm，压实要求达到90%）→桩位放样→静压机就位→桩位对中、检查垂直度→静压第一根桩→接桩→检查接桩质量及垂直度→静压第二根桩→移位、进行下一根桩施工→检查整桩质量→开挖桩帽土体立模→绑扎桩帽钢筋、浇筑砼、养护→摊铺第一层碎石垫层、整平压实→铺设土工格栅→摊铺第二层碎石垫层、整平压实→铺设土工格栅→摊铺第三层碎石垫层、整平压实。
1、准备工作
（1）、路基地板准备
施工PTC桩前要先清除地表的杂草、树根、耕植土等，整平地表，做好临时排水设施后进行地板填筑，地板填筑厚度不能少于25cm，压实要求不低于设计要求；
（2）、设备准备
PTC桩施工必须配备性能好，种类齐全的施工机械和设备。
（3）、PTC桩成品质量要求及验收
目前我国PTC桩生产均采用工厂化加工，成品桩拉运至工地使用的方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆成品桩在使用前需按照规范相关要求对成品桩的外观质量、管桩尺寸等进行验收，在确定厂家前还用对厂家的资质、管桩的强度等进行调查和检验。
2、PTC桩施工及相关技术要求
（1）清理场地及桩位放样：先清除地表杂草、树根、种植土等整平压实地表，并进行桩位放样，根据设计用石灰、小木桩或竹签桩位做出标记，外面比较醒目的绳子作为标志，并注意保护所作标记。
（2）压桩：用钢丝绳绑住桩身单点起吊，小心移入桩机，开动纵横两向油缸移动打桩机调整对中，同时检查垂直度。第一节桩压入土中30～50cm后检查和校正垂度，垂直控制在0.5%以内，开动压桩装置，记录压桩时间和各压力表读数，保持连续压桩并控制压桩速度1m～2m/min，桥头及结构物附近控制在0.5m～1m/min，减少挤土效应对结构物的影响。按设计桩基承载力进行压桩，最大压桩力不得大于单桩桩身强度的竖向承载力设计值，防止破坏桩基，桩顶标高应低于地面10cm，做好原始施工记录。
（3）接桩：施工时根据各个桩位的桩长，按“长桩在下，短桩在上”的原则进行组合接桩。接桩时桩头应高出原地面1m左右，下节桩桩头应加上定位板，然后将上节桩吊放于下节桩端板上，依靠定位板将上下节桩接直便于上节桩就位。
（4）送桩：送桩前用水准仪确定地面标高，并在送桩杆上作标记，送桩过程中要跟踪，动态检查送桩深度，送桩器下面设置桩垫，桩垫应厚度均匀并且与桩顶全断面接触。
（5）终止压桩：正常情况下按设计压桩力送桩，达到设计高程后持荷（正常压力）10min且每分钟沉降时不超过2mm后方可结束送桩；若在同一地质类型的地段。若出现静压力显著增加或减少等异常情况，应及时分析查找原因后提出措施。
（6）截桩：当管桩静压力超过设计承载力且管桩无法下沉时，需对管桩进行截除，截桩采取专用桩头切除机进行，严禁使用大锤硬砸。
3、预应力管桩的质量要求及检验
每一软基段预应力管桩施工结束后，应申报监理及业主进行中间检查验收，实测结果根据规范填写。
在一段PTC桩软基处理施工完后，应根据设计及规范要求按0.2%的抽查频率进行单桩复合地基承载力试验，试验应根据《建筑基桩检测技术规程》（JGJ106-2003）相关要求进行。其主要检测方式为静载试验，按照《建筑基桩检测技术规程》的规定由安装在桩顶的油压千斤顶进行逐级加荷，千斤顶所需的反力由预制块堆重平台承担，桩顶沉降由对称方向安装的大量程百分表测读，试验加荷方式为快速维持荷载法。
4、桩帽的施工
管桩施工结束后，经监理验收合格，进行桩帽施工。桩帽施工采用钢模，按照设计要求绑扎钢筋，浇筑混凝土并养护。达到强度要求后施工碎石砂垫层施工，作者所在项目采用50cm碎石砂垫层，分别在碎石砂垫层底部以上10cm 和40cm处铺设钢塑复合土工格栅。碎石砂垫层以上填筑路基。级配碎石砂垫层参量要求为碎石70%，砂30%，要求含泥量不超过5%；加筋复合土工格栅采用双向钢塑复合土工格栅，格栅强度要满足设计要求。
四、施工控制注意事项
（1）PTC预应力管桩采用静压法施工，压桩速度一般应为0.5～2.0m/min，静力压桩机采用顶压法压桩，禁止采用抱压法压桩。
（2）第一节管桩起吊就位插入地面的垂直度偏差不得大于0.5％。施打中，送桩器、桩帽、桩身中心线应重合，当桩身倾斜率超限时，应找出原因并设法纠正。
（3）压桩按“从内侧向外侧、每根桩先长桩后短桩”的顺序施工，在临近结构物、管线时需设置消力坑，桥台位置钻孔桩基施工原则要求在PTC桩施工后1~2个月才开始施工，尽量减少挤土土效应产生的破坏。
（4）桩长控制及检查。预应力管桩属地下隐蔽工程，应保证每根桩都达到设计深度。在预应力管桩压入前，应检查其长度规格和长度组合是否满足设计文件要求，并在预应力管桩的端部用红色油漆做出长度和桩位标记。
（5）管桩接长时，宜在桩头高出地面1m处进行；对接前，清理干净接驳面和坡口；接桩时，上下接桩段应保持顺直，错位偏差不得大于2mm。
（6）焊接时，先对称点焊6～8点，再对称施焊，焊接层数不得少于二层，内层焊渣必须清理干净后方能施焊外层一层，焊缝应饱满连续，焊后自然冷却，严禁用水冷却或焊好即打。
（7）桩打好后，保护好高出地面的桩头，截桩头宜用锯桩器截割，严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。
五、结束语
由于PTC桩均在工厂集中预制，质量容易保证；通过承载力和桩长双重控制，再浇筑桩帽，铺筑碎石垫层和钢塑格栅构成了复合地基，沉降观测资料表明，经过预应力管桩处理的软基路段，沉降很小或基本无沉降，新老路基拼接处基本无变形，使用效果良好。随着PTC桩施工工艺的不断成熟，PTC桩工程施工成本逐步降低，获得了比CFG桩、小孔灌注桩及其它软基处理方式更好、更有保证的处理效果。特别是在高速拓宽施工中，由于PTC桩施工无噪音、对老路基无扰动、能较好的控制新老路基沉降差、施工速度快、无污染，所以PTC桩施工在施工等求比较严的高速公路扩建工程软基处理方面具有无可比拟的优越性。相信随着高速公路的发展，PTC管桩在高速公路特别是高速扩建工程地基处理中的应用前景将更为广阔。
论文作者:李有阳
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年2月供稿
论文发表时间:2016/5/25
标签：静压论文; 桩头论文; 管桩论文; 路基论文; 预应力论文; 承载力论文; 碎石论文; 《工程建设标准化》2016年2月供稿论文;