中国水利水电第十三工程局有限公司 天津 300384
摘要：本文结合工程实际，介绍了预制管桩在软土路基加固中的应用，阐述了预制管桩的设计分析，深入探讨了预制管桩在软土路基处理中的施工工艺、质量检验与验收等内容。
关键词：预制管桩；软土路基；管桩施工；管桩质量
一、工程概况
安庆市外环西路山口片工程为城市主干道，位于安庆市城区西部，东临石门湖，地貌上属于长江左岸三级阶地及河漫滩相，沿路线分部水塘、淤泥冲填区；其中，穿越石门湖段、杨湖段及淤泥充填区段长度为1.7km，软弱土层较厚，且本段填土较高（约5.5m-10m）。为控制软土地基沉降量，保证路基稳定，提高强度，结合该地区类似工程经验，采用预制管桩对深层软土路基进行处理。
二、预制管桩概述
预制管桩是采用预应力技术、离心成型和蒸汽养护制成的一种空心圆柱型的钢筋混凝土预制桩，是混凝土预制成品新技术和新工艺的新成果。由于其具有质量保证、施工方便、施工时间短、造价低、抗震性能好等许多优点，在建筑桩基、软土地基处理中被广泛应用。按外型（壁厚）预制管桩可分为先张法预应力混凝土管桩（PHC、PC）和先张法预应力混凝土薄壁管桩（PTC），按混凝土强度等级可分为预应力混凝土管桩（PC）和预应力高强混凝土管桩（PHC）。
三、预制管桩设计分析
在设计阶段，应根据结构物的受力、抗震要求以及所处地块地质情况，综合考虑桩体的抗浮、抗拔以及挤土效应对桩体的受力效果、周边建筑物、地下管线等的不利影响等，来确定预制混凝土管桩的型号、管径、桩长、桩头选用、进入持力层深度、施打方式（施工机械选择）等。以控制工后沉降、差异沉降，用控制总沉降来控制工后沉降的设计原则，使设计方案合理经济。
本工程软土主要采用先张法预应力混凝土管桩深层软基处理，管桩桩径300mm，壁厚70mm。布桩形式采用正方形，按平行于路线走向布设，桩长经计算并结合该地区类似工程经验最终确定，平均桩长约10m。机动车道范围内桩间距2.0m，慢行系统范围内桩间距2.5m，并于桩顶设置40cm级配碎石垫层，垫层中设两层土工格栅，土工格栅采用45-45型双向聚醋焊接土工格栅。
四、预制管桩施工工艺
1、测量定位
认真复核管桩桩点位，必要时将坐标控制点、水准控制点按标准设置要求布设在施工现场，标准控制点数量满足施工需要及测量点间互相复核的需要即可，然后依据图纸精确算出尺寸关系或各桩位坐标，对桩位进行精确测放。
定桩基轴线和桩位标志，应从基线开始，测量基线必须与控制平面位置的基线网相联系；桩基轴线和桩位样桩的定位点，宜设置在不受沉桩影响的位置；在施工过程中应经常检查样桩定位点，样桩采用小木桩定好每根桩的设计桩位，作好测量记录。
2、桩机确定
预制管桩需要进入强风化砂岩1m，该层局部夹卵石，允许承载力360KPa，根据相关标准规范和以往的施工经验，对桩的长度、截面积大小和土质等情况综合分析，本工程桩基施工采用ZYJ180型静压打桩机。
3、搭设打桩平台
根据安庆市水文情况，石门湖段和杨湖段选择在枯水季节进行施工，施工时在裸露的淤泥顶面填筑压实一定厚度的素土，为管桩施工机械提供施工平台，填筑的素土可采用清表土等，素土填筑平台应尽量沉降至原淤泥顶面，具体填筑厚度以现场实验段情况确定。在淤泥充填区，如果遇到无法做桩基平台的情况，可以考虑对该段进行灰土改良表层土，以达到能承受桩机荷载的效果。
4、桩机就位
在对施工场地内的表层土质试压后，确保承载力满足静压机械施工及移动过程中不至于出现沉陷，对局部软土层也可采用采用整块钢板铺垫作业。桩机进场后，检查各部件及仪表是否灵敏有效，确保设备运转安全、正常后，按照打桩顺序，移动调整桩机对位、调平、调直。
3、吊装、插桩
用一台25t自行式吊车配合打桩机进行吊装，人工配合打桩机准确快速地卡入桩，然后移至桩位，过程中有专人指挥协调。
插桩在一般情况下入土30～50cm为宜，然后进行调校。桩基驾驶员在工长的组织、指挥下，掌握好双向角度尺，使打桩机纵横方向保持水平，调较垂直度在允许值以内才能沉桩。沉桩过程中施工员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时，应分行程逐渐调直。插桩前应注意相邻桩的接头位置错开，同一断面接头不超过25%。
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4、压桩
通过夹持油缸将桩尖紧，伸直，将压力施加到桩上，在压桩前，按设计单桩承载力要求与试桩实际结果，调整桩机配重，下桩桩尖中心与测定桩位中心偏差不得大于20mm，并用线锤和全站仪调整桩架使桩垂直，其倾斜度偏差不得大于0.5%后开始压桩。在施工过程中，施工员及时进行调整。
当桩顶压至地面需要送桩时，应测出桩的垂直度并检查桩头质量，合格后应立即送桩，压送桩作业应连续进行；送桩应采用专制钢质送桩器，不得用施工用的工程桩作送桩器，将桩送到设计要求。
在整个压桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心受压，以免管桩受弯受权。每根桩宜连续一次压完，不要中断，以免难以继续压入。打桩时采用与桩相适应的桩帽和硬木垫层。打桩时详细、准确地填写打桩记录。
5、接桩
接桩前，再次复核桩位。沉桩前检查各部件和电源情况，为防止中途停机过长，土体固定不能施压而造成废桩。接桩时要注意新接桩节与原桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈等要预先清刷干净。当下节桩的桩头距地面0.5-1.2m时，即可进行焊接接桩。接桩时可在下节桩头上焊接2根钢筋，以便新接桩节的引导就位。上节桩找正方向后，对称点焊4—6点加以固定，然后进行施焊，最后将导向钢筋拆除。
接桩后经检查确认，进行再压桩，重复上述压桩和接桩程序，直至满足桩长要求。试桩因考虑到静载荷要求，桩长应根据标高情况适当加长，沉桩后以不低于地表以上40-50cm为宜。
6、送桩
为将管桩打到设计标高，需要送桩，送桩采用送桩器，送桩器用钢管制作，长度一般比原地面至桩顶设计标高的距离长50cm左右。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上，并能重复使用。
送桩工具紧接桩顶部分，安放保护桩顶的硬木垫层，安放前要先将桩顶损伤部分清除并修理平整。桩与送桩工具的纵轴线要尽量保持在同一直线上，送桩必须与打桩一样连续打到规定标高，不得中断。送桩应特别注意最后贯入度，即最后100cm桩长的锤击及桩的贯入度。
7、截桩
当预制管桩由于某种原因无法施打至设计标高时，在征得设计单位的同意后，对于高出设计标高的部分进行截除，截除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。
8、桩帽施工
桩帽是将褥垫层中的土压力传至桩身的重要构件，桩顶位于桩帽正中心并插入桩帽一定厚度。桩帽施工时先按设计要求的桩帽尺寸及标高开挖到位后立桩帽四周侧模，绑扎钢筋，检验合格后进行混凝土浇筑和养护。
9、褥垫层施工
铺设褥垫层应在桩帽混凝土强度达到设计强度，经检验符合设计要求后进行，褥垫层厚度应符合设计要求，采用的级配碎石，粒径不得大于规范要求，填土前碾压采用小型打夯机进行压实，褥垫层的摊铺厚度应确保压实厚度不小于设计厚度。铺双向钢塑格栅前先人工整平，铺设时理顺、拉直、绷紧土工格栅，不得有褶皱和破损。
五、预制管桩质量检验与验收
1、预制管桩工程质量检验
预应力管桩施工应进行桩位、桩长、桩径、桩身质量和单桩承载力的检验，按照时间顺序可分为三个阶段：施工前检验、施工检验和施工后检验。
（1）施工前检验
管桩运到工地后，监理单位和施工单位应作下列内容的检查和检测：管桩规格、型号的核查，管桩的尺寸偏差、外观质量的抽检，管桩端板或机械啮合接头连接部件的抽检，管桩结构钢筋的抽检，管桩堆放及桩身破损情况的检查等。
（2）施工检验
压桩施工过程中工程质量检查和检测的主要内容应包括下列几项：桩的定位及压桩就位前的复测，压桩机具的检查，桩身垂直度检测，桩接头施工质量监控，终压监控，压桩记录的审核，沉桩时的桩顶标高和全部工程桩沉桩完成后的桩顶标高监测，压桩对周围环境影响的监测。
（3）施工后检验
施工结束后应对桩进行下列检验：截桩后的桩顶标高；桩顶平面位置，桩身的完整性，单桩承载力，对桩身抗压强度出现争议时的全截面抗压能力检测。
2、工程质量验收
当桩顶设计标高与施工场地标高基本相同时，桩基工程的质量验收应待打桩完毕后进行。
当桩顶设计标高低于施工场地标高，需送桩时，在每一根桩的桩顶沉至场地标高时应进行中间检查后再送桩，待全部桩基施工完毕，并开挖到设计标高时，再作质量检验。
结语
上述工程实践证明，经过预制管桩处理后的软土地基，符合路基填筑及涵洞地基承载力要求。在道路工程施工中，采用预制管桩对深层软土路基进行处理，其效果明显，能有效的完成对软土路基的加固处理，从而满足道路施工的工期和质量要求。
参考文献：
[1]姜振春. 软黏土中超长预应力高强度混凝土管桩竖向承载特性试验研究[J].岩土力学.2012（09）
[3]刘春原，李光宏，李兵. 预应力管桩振动台试验的数值分析[J].岩土力学.2012（S1）
论文作者:李兴昌
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：管桩论文; 标高论文; 预应力论文; 桩基论文; 混凝土论文; 土路论文; 褥垫论文; 《基层建设》2015年25期供稿论文;