预应力管桩技术在公路软基处理中的应用

陈清华

摘 要：在公路软基处理中已经开始广泛应用预应力管桩技术，该项技术的优势表现在单桩承载力比较高，具有较强的穿透力，桩身耐锤击性良好，经济性比较高。该次研究主要分析了预应力管桩技术在公路软基处理中的应用，希望能够对相关人员起到参考作用。

关键词：预应力管桩技术；公路；软基处理

中图分类号：U41 文献标志码：A

1 工程案例分析

该次所建设的工程路段为长期受雨水浸泡的沿河低洼路段，所在区域地形平坦，水网密布，位于山前海积平原区，上部为厚层的海积相流塑状淤泥、淤泥质土，具高压缩性，力学性质差，夹冲洪积相稍密状含黏性土角砾及碎石；下部为海积相软塑状粉质黏土或洪积相中密状含黏性土碎石及角砾。为了保证高填方路基的安全稳定，该次工程拟采用预应力管桩施工技术。

与其他同类软土地基处理横向比较，预应力管桩施工技术有很多优势。一是预制且采用离心技术，桩身强度高，至少达C60及以上；二是经济，管桩空心混凝土含量小，加上预应力钢筋含量低，成本降低；三是穿透力强，表面细塘渣及砾石土层，静力压桩或锤击沉桩直接穿透；四是成桩质量高，搅拌桩遇泥炭层水泥无法凝结，干取土作业遇含砂量较高的土层无法继续施工，而管桩施工是肉眼看得见的隐蔽工程，桩身质量有保障，只要再改进焊接技术工艺，釆用CO2气保焊，焊水渗透力强，焊缝质量有保障，冷却时间缩短，无焊渣；焊完冷却后焊缝刷防腐材料，再静压或锤击沉桩至设计桩顶标高，土层对管桩的影响较小，这一切其他桩基出现的难题都可迎刃而解。

2 施工原理分析

2.1 锤击原理

使用液压驱动方式，使锤体中的活塞向上运动到预设高度，之后进行自由落体，下落所产生的冲击力会作用于管桩桩顶，使管桩沉入土中，待管桩沉入一定深度有土体与桩身之间的摩擦力和桩尖的端阻力作用力，这样就能够实现设计承载力的施工方法。

2.2 静压原理

借助静压桩机自重，利用抱压管桩桩身使管桩沉入预设深度，之后利用管桩桩身与土体之间的摩擦力和桩尖的端阻力作用力，这样就能够达到设计承载力的施工方法。该次工程结合施工条件和所处地理环境，决定采用静压原理。

3 施工准备工作

第一，在施工前做好压桩机械设备的保养、试机工作，确保在施工期间正常工作；第二，采购构件，在每个工厂每批次的预应力管桩进场之前，进行随机抽样检验，并附检验单，报监理工程师批准方可进场；第三，扩宽和加固临时便道，并做好平整验收处理；第四，将施工传输通道的杂物清除干净，避免存在妨碍高空作业的障碍物。第五，仔细检查地下管线，并且制定加固措施。第六，布设和测量控制网，并且设置在影响打桩范围之外。

4 静压桩施工方法分析

第一，在施工之前需要设定测量水准点和基线，基线应当设置在合理位置，确保不会对施工造成影响。

第二，桩混凝土必须达到设计强度之后才能够运输进场，在起吊时必须确保绑扎牢固性，保证起吊点满足力学原理要求。在与桩顶部距离0.21 L（L为单节桩长）处设置吊点吊索，并且将衬垫增设在桩与桩之间，在起吊时必须确保起升平衡性，防止出现震动和碰撞问题。在堆放桩时必须按照长度分类别进行堆放，对桩堆放场地进行平整处理，必须选择坚实平整的场地或垫木支承，堆高不应超过5层。修建供工程施工所用的临时便道，做好施工时的排水措施。

第三，对于桩的吊点定位来说，则可以应用桩架附设的起重钩吊桩就位。

第四，使用静压法施工技术，需要将预应力管桩镶嵌在桩帽与桩架挺杆之间。在对桩位置和垂直度进行校正之后才能够进行沉桩施工，在确定桩就位之后需要对桩身质量进行检查。在运输桩期间需要使用将桩头放置于钢制送桩器上将桩送入。在施工过程中应当保证工程桩与送桩器对齐，并且将轴线重合作为准则。再将工程桩压入设计深度时可以拔起送桩器，并且使用桩架上的导向滑轮绳子上的吊钩将起拔送桩器挂好，之后将卷扬机启动缓慢进行拔起。

第五，若第一节桩施压与地面之间的距离为1 m时再将第二节桩吊起，在与底节桩对好并且确保垂直度准确情况下开始进行焊接处理。在满足焊接要求之后再压桩，直至完成整个施工过程。在焊接之前需要对上下桩接触面进行检查，之后再对上下节桩和垂直度进行复核，在确定无误之后全面进行焊接。焊缝需要分为2次进行满焊，确保焊缝饱满。在焊接结束之后需要将焊渣清理干净。

5 静压桩质量控制要点分析

第一，测量人员、施工人员、质量检验人员、电焊工等人员必须持有相关证件才能上岗。

第二，建立和完善质量管理网络，做好技术交底和图纸会审，建立质量评定机制，例会制度以及奖罚制度等，针对工程问题执行相应处理制度。

第三，全面落实和执行施工方案，工程所制定的施工方案必须能够联系该次工程建设的实际情况，保证施工流程和具体措施清晰无误。

第四，监理单位必须考察施工单位的建设资质，并且全面落实责任制度，细化每一个施工参与人员的责任。

第五，详细检验进场原材料设备，重点检查施工过程，在每个工厂每批次的预应力管桩进场之前，进行随机抽样检验。

第六，预应力管桩施工结束后，若有高出地面的桩头，应小心保护，严防施工机械碰撞。机械挖土时，应控制铲斗入土深度，严防挖土机铲斗碰桩，导致桩头破损。压桩完毕，必须进行验收。

6 预应力管桩技术在公路软基处理中的应用问题和处理措施

第一，桩身倾斜问题。由于桩身垂直偏差比较大。导致该种现象的原因主要是由于施工场地不平整，坡度比较大。桩机倾斜导致沉桩时出现倾斜问题。在稳桩期间没有确保桩垂直，桩帽、送桩器与桩不处于同一水平面。为了处理该项问题，在施工之前必须确保场地平整度，在压桩过程中，桩身必须保持垂直。施工时应在距桩机约20 m处，呈90°方向设置经纬仪各1台，检查桩身垂直度并记录，确保打桩机底盘水平度。

第二，桩身断裂。在沉桩期间桩身倾斜错位，导致桩尖在土质环境中无变化，但是贯入度增加，这样就导致桩身产生回弹问题，导致桩身断裂。导致该项问题的原因主要是由于在实际施工期间，桩身存在弯曲问题，在集中荷载作用力下导致桩身不能承受抗弯度。桩身压应力大于混凝土抗压强度时，会导致混凝土出现破碎问题。在制作桩时所使用的材料不满足要求，降低了桩身的强度，导致施工期间出现断裂情况。在处理以上问题时需要从以下几点入手：在施工之前，需要将地下障碍物清除干净。在沉桩期间如果發现不垂直问题，则应当立即进行校正。在压入桩到一定深度时若发生倾斜问题，则不能使用移动架对其倾斜问题进行处理。在接桩时应当确保两节桩位于同一轴线上。

第三，桩顶位移。在沉桩期间，邻近桩会出现横向位移情况，导致该种现象的原因主要是桩数量比较多，土层密实饱和，桩之间的间距比较小。在沉桩期间土被挤压到极限密实度时会向上隆起，这样就会涌起邻近桩。在软土地段进行施工时，沉桩所导致的空隙压力会将邻近桩推向一侧，导致桩位放线不准确。压桩按“从内侧向外侧，每根桩先长桩后短桩”的顺序施工，在压后一排桩之前要检查前一排桩的偏位情况。

7 结语

综上所述，在使用预应力管桩处理软土地基施工问题时，由于牵扯到地质水文因素，设计施工因素以及地理环境因素等，因此需要全面考虑周边环境问题，地质问题，对比不同技术方案的经济性和合理性，这样才能够确保设计方案的适宜性，获得良好的施工效果。

参考文献

[1]唐仪，周国友.高速公路路基施工中软基的处理技术探究[J].智能城市，2018，4（14）：55-56.

[2]周顺文.预应力管桩复合地基处理公路深层软基案例分析[J].公路交通技术，2018，34（3）：4-8.