1工程概况

 

　　连霍高速郑州段改建工程N0.5标，全长2.15公里，大部分地段填土高度大于6米，设计加宽路基全部采用静压管桩进行地基加固处理。先张法薄壁预应力管桩直径为400mm，壁厚60mm，桩间距270cm，呈梅花型布置。设计桩长5~20米，共59189米/5594根。管桩由专业生产厂家供应，按标准长度接长组合，标准长度选择5m、6m、7m、8m、10m五种，接长采用焊接法接桩。桩顶设现浇桩帽，通过桩塞砼与管桩连接，桩帽呈正方形，边长100cm。压桩时桩顶标高低于地表25cm，便于施工桩帽。桩帽完成后摊铺30cm碎石垫层，层间铺设一层加强型钢塑土工格栅，形成复合地基，很好地保证了新老路基的良好衔接。

 

　　根据地质报告显示，路基工程涉及地基土均属第四系全新统地层，上层多为黄色，灰黄色低液限粉土和低液限粘土，该层厚度一般在5～15米，呈软塑或流塑状态，天然含水量及孔隙较大，固结较差，为软弱土层，是新老路基产生不均匀沉降的主要因素。下层多为黄色或灰黄色中细砂层，并夹有粘土或粉土薄层，呈中密￣密实状，工程性质较好。

 

　　2静压桩机选择

 

　　压桩机的选型一般按1.2~1.5倍管桩极限承载力取值，静压桩机采用抱压式。本工程选用ZYJ680B液压静力压桩机两台，该机最大配重达680吨，最大压桩力23.5Mpa，并配备边桩器、起重机及压力表。压桩速度为1.8m/min。

 

　　3施工工艺

 

　　3.1工艺流程

 

　　平整场地-测量放样-桩机就位-复核桩位-吊桩插桩-桩身对中调直-静压沉桩-焊接接桩-压第n节桩-送桩-终压-桩机移位

 

　　3.2压桩顺序

 

　　施工前了解现场的地质条件、土层土质情况，根据设计文件的要求和施工组织设计的要求确定合理的压桩顺序，按照“长桩在下、短桩在上”、“先外侧、后内侧”的顺序进行施工，以充分发挥静压管桩的挤土效应，提高地基承载力。

 

　　3.3静压法施工的技术要求

 

　　3.3.1场地要求

 

　　现场的坡度不得大于1/100，地基承载力应不小于140Kg/m2，采用换填处理的地基压实度不小于91%，以防地基软弱“陷机”。作业区内的既有结构物基础、石块、树根应清理干净。桩机最小工作半径：采用中桩器时为桩位中心距周边建（构）筑物应大于1/2压桩机宽度+1米；采用边桩器时为桩位中心距周边建（构）筑物应不小于0.8米且外侧场地满足桩机占位的要求。

 

　　3.3.2管桩堆放

 

　　管桩应堆放在桩机前进的方向，并按每10~15米需要根数分堆堆放。现场场地应平整、坚实，按支点位置放在枕木上，层与层之间要隔开，堆放高度不超过四层，并有可靠的防滚、防滑措施。

 

　　3.3.3桩位测量定位

 

　　根据路基加宽断面和基准点进行测量放样。桩位可打钢钉并撒白石灰醒目标识。

 

　　3.3.4压桩

 

　　桩机移至压桩位置，将桩机调平，使其压桩器的中心对正桩位中心。用桩机上的吊车吊起就近管桩，送至桩机的压桩器中，打开压桩器的夹口，慢慢将管桩放入。当管桩下放至地面10cm处停住，打开压桩器抱箍把管桩夹紧，吊车的吊钩放松。夹桩的压力不大于5Mpa，并应逐次加压。复核管桩对中情况和桩身竖直度，调整桩机使桩身垂直度偏差大于0.5%。开启压桩器液压千斤顶进行沉桩。压至一个行程后，松开抱箍，液压千斤顶回油提升，再次夹紧管桩重复进行压桩。

 

　　3.3.5接桩

 

　　当管桩需要接长时，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.8~1.0m，便于接桩焊接操作。接桩时上下节桩段应保持垂直，错位偏差不大于2mm。对接前上下端板表面要用铁刷子清刷干净，坡口处刷至露出金属光泽。端板接口一般为“U”形坡口，焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4~6点，再分层施焊，施焊由2个焊工对称进行。焊接层数不得少于2层，焊缝应饱满连续。焊接结束后，停歇时间不少于2min，焊缝质量经检查合格后再进行沉桩。焊缝严禁用水冷却。为缩短接桩时间，本工程桩接头采用CO2气体保护焊。

 

　　3.3.6送桩

 

　　为便于桩帽施工，每根管桩的桩顶应低于地面标高25cm。送桩采用下根桩的第一节桩施送，也可使用专门的送桩杆。其中心与管桩中心线应吻合一致。送桩杆上作好刻度记号，以保证送桩深度。送桩达到设计高程后要持续5min且每分钟沉降量不超过2mm后方可结束送桩。

 

　　3.3.7终止压桩的标准

 

　　一般情况下，对于摩擦桩以达到持力层（管桩的设计标高）作为终压的标准，压力值作为参考。但当静压力显著增加时要注意提前终止，防止因压力过大，引起管桩“爆桩”，其标准定为：对于Φ400mmPTC管桩，静压力≥100吨时可终压。

 

　　4施工技术要求及注意事项

 

　　4.1管桩检查：管桩出厂时要检查出厂合格证明，包括原材料的合格证、钢筋（预应力筋）检测报告、预应力筋张拉记录、混凝土强度报告、桩体力学性检测、蒸汽养护记录等，并对外观质量进行检查。起吊、运输过程中要轻吊轻放，按规定堆放整齐，严防碰撞。

 

　　4.2施工过程控制

 

　　PTC管桩在压桩施工时应现场检查堆放场地、起吊方法，防止桩体断裂或环裂。第一节桩入土30~50cm后，用相互垂直方向的两台经纬仪检验和校正垂直度，垂直度控制在0.5%以内。施工过程中均应检查和记录每根桩静压机压力表读数、压桩速度，出现异常应及时停止并报告。接桩焊接时应检查桩身垂直度、焊缝质量。送桩时应检查送桩深度，并复核桩顶标高是否达到设计要求。

 

　　4.3预应力管桩质量检验标准：

 

　　4.4施工注意事项

 

　　4.4.1静压桩机要经常进行保养维修，确保机器良好的工作状态和施工的连续进行，特别是所用的油压表和控制桩身垂直度的经纬仪，平时要注意保养、检修和标定，以减少仪器的误差。

 

　　4.4.2压桩应连续进行，中途不得人为停压，确需停压时应尽量缩短停机时间。

 

　　4.4.3在压桩过程中应随时注意观察压力表读数，出现压力值突然增大或桩机身上浮现象，应立即停止加压，并缓慢送开压桩器抱箍使桩机平稳下落，查明原因并排除故障后方可继续施工。

 

　　4.4.4因地质条件变化造成压桩力达到设计极限应力时，应及时终止压桩，上报设计单位修改桩长，已施工的桩体施行截桩。截桩采用机械切割，严禁使用大锤硬砸。

 

　　4.4.5遇大的孤石导致管桩偏位或断桩时，应采取补勘措施，分析清楚原因，进行补桩。对孤石或地下障碍物较多的路段，应清除换填。

 

　　4.4.6施工前应详细调查了解地下管线、架空电线的布设情况，确保施工安全。

 

　　5结语

 

　　静压预应力混凝土管桩作为一种新型的地基处理方式，以其单桩承载力高、穿透力强、施工快、无振动、噪声小、现场易保洁、成桩后质量易保证等优点逐渐受到公路建设单位的青睐，具有广阔的发展前景。特别是近几年随着大吨位压桩机的研制生产，预应力管桩逐渐向大直径、高承载力发展，有替代钻孔灌注桩用于构筑物基础的趋势。但由于管桩的应用时间不长，在研究和应用等方面都还存在不少亟待解决的问题，如管桩与桩帽连接点抗弯性能及其承载力、管桩的水平抗力、抗震防灾效果等，还缺少理论研究和经验，管桩成桩后的质量检测方法还不完善，这些都需要在以后的施工中引起足够的重视。

 

　　参考文献

 

　　[1]李慧鹏.浅谈软土地基碎石桩的施工工艺及检测[J].黑龙江交通科技，2007，(08).

 

　　[2]张广明.振冲碎石桩地基原位检测新方法探讨[J].东北水利水电，2007，(07).