现浇管桩技术在城市道路软基加固施工中的应用

宋丽微

摘 要：在城市建设的大项目中，城市道路建设非常重要，目前我国城市道路建设已将取得了不小进步，然而众多困难及问题仍会出现在公路施工过程中，尤其以软土地基最为突出，也是在公路施工中普遍存在的难题。文章将结合以往案例中存在的问题及施工经验，对软土地基加固技术的应用作出详细分析。

关键词：软基加固；道路施工；混凝土；粉喷桩

引言

自古以来我国疆土面积辽阔，地质情况非常复杂，尤其是软土地基范围广的地域，当修建的公路和建筑物选择在这样地质条件下时，都要对地基进行软基处理，这样可以提高地基的稳定性能，同时减少地基下沉的现象，软基处理方法决定着整个道理施工工程质量及工期，进而影响经济利益，目前在建筑工程行业里最为紧要的问题是找到一种新桩，既使用少量的混凝土，还可以降低成本，但承载力却高，同时可以显著提高地基的稳定性能，由于当前缺乏实心桩和预制管桩，因此在施工过程中，研发出薄壁管桩软土地基加固技术和施工工艺，既有经济价值，提高效率，同时具有现场浇筑混凝土的特点，这种技术在我国已经应用到很多高等公路的修建中。

1 软土地基路基病害类型

当前道路施工中，软土地基仍然存在很大的危害性，对此不进行适当处理或者处理不恰当，都会引起地基缺乏稳定性，导致路面下沉，程度或大或小不均匀，给道路带来了不小的危害。淤泥和淤泥质土统称为软土，软土最大的特点是相对多的天然含水性、较低的承载能力及较高的压缩性等。我国软土地区遍布沿海平原和内陆湖泊河川地区。软土地基中含有很大的天然孔隙，1.0左右大小，受到外界因素的影响较大，在现代城市中道路建设的基本要求中软土地基不符合标准。针对软土地基的处理，加固是目前最主要的方式，处理过程中不得当会引起道路出现下沉和断裂的现象。软土地基还有个危害，会产生滑动现象，此时路基会不稳，路面变形，尤其在填土时受到负荷压力，软土地基会不同程度沉降，路面凹凸不平，破坏道路结构，尤其是和桥梁的接口位置，如果出现沉降，将直接引起道路安全问题。

2 道路软土地基处理的一般原则

在软土地基的处理过程中，对于材料的选择，建议选择天然材料，包括那些符合填充标准的建筑垃圾或者工业废料等，但不是所有工业垃圾都可以用于加固地基，比如有机含量多及含有腐蚀性的垃圾避免应用到加固地基中。之所以要加固地基，是由于只有对地基进行加固处理，才可以提高地基的抗剪性，同时避免下沉现象；软土的动力性能得到改善，有效预防出现在软土地基中震动变形和液化现象；软土地基压缩性降低，将沉降控制在合理的数值内；软土地基的渗透性得到降低，有效防止渗漏对地基产生的破坏。

3 现浇混凝土管桩技术简介

当前的现浇混凝土管桩具有很多优势，其不仅融合了预应力混凝土管桩技术，还融合了振动沉管桩及振动沉模薄壁防渗墙等技术。此种管桩具有很高强度的桩身，其直径甚至达到1.5米，加固深度在25米，其施工单一，易于操作，有利于对质量的把控和监督。

4 现浇混凝土管桩技术优点

在高级公路软土地基加固过程中应用到现浇混凝土管桩复合地基技术，对于解决一般道路工程中出现的问题有很大帮助，减少资金投入，提前完成施工，同时还能保证施工质量。文章将分析其与粉喷桩复合地基技术的区别，说明其优势所在。

4.1 施工适用性

现浇管桩：属于刚性桩，桩身强度较高，可达到C20～C25，桩径可达1.5m，采用边振动边加压的沉管方式，处理深度大于25m。

粉喷桩：属于柔性桩，桩身强度低，桩径小，一般0.5m左右，处理深度小，目前国内现有粉喷桩机最大处理深度15m左右，且深度大于10m以后，下部压力增大，喷灰困难，粉喷桩固结往往较差。

4.2 施工质量控制

现浇管桩：施工工艺简单，过程清晰，便于质量监督管理，可操作性强，混凝土现场质量易控制。

粉喷桩：水泥灰量输送由高压气流控制，实际施工时，土层变化大，造成送灰压力不均匀，因而喷灰量分布不均匀，极易出现搅拌不均匀，局部固结差，施工隐蔽性强，现场质量监督管理困难。

4.3 桩基检测

现浇管桩：采用小应变或人工开挖进行检测，测试费用低，一般占工程总造价的1%～2%。由于采用无损测试，检测周期短，检测范围广。

粉喷桩：通常采用钻探取芯，静载等方法，检测费用高，一般占工程总造价的3%～5%，检测周期长，范围小（一般占总桩数2%左右），不能全面反映整个工程质量。

4.4 施工注意事项

在施工过程中，有很多问题值得关注。其中包括粉喷桩要足够长，有效控制钻机下钻的深度，喷粉高度和停灰面积；杜绝应用无粉体计量的喷粉机；对粉喷桩的成桩直径和搅拌均匀程度要经过仔细查验；因故障而停止喷粉成桩时，再次喷桩前确保喷粉重叠长度大于或等于1米；在施工粉喷桩过程中，务必保证泵送水泥的连续性；施工过程中，必须保证搅拌机垂直，此时需要严格遵照施工工艺进行操作，时刻记录搅拌机的升降时间，按设计要求达到深度，允许误差小于5秒，同时明确标注钻杆长度；高效处理施工中存在的问题，并认真记录。进行粉喷桩施工过程中，要求严格按照试验结果确定了技术参数操作，对于施工过程中的压力、喷粉量、钻入深度及每根桩的钻进时间等都需要有专业操作人员进行监督和记录，同时监理人员做好监督工作。

5 现浇管桩技术在城市道路软基加固中应用

5.1 工程加固概况

袋装砂井堆载预压软基处理施工工艺为：整平工作层、铺设土工布、摊铺下层不小于lm的砂垫层。包括土工布铺设，按设计要求选择符合要求的土工布，在工作面层标高处铺设土工布，周边用砂袋叠压。土工布铺设前，应清除刺破土工布的杂物，并填平挖坑。相邻土工布块之间采用搭接法连接，搭接宽度大于30cm，土工布的铺设方法应与其上第一层填料的推进方向相适应。土工布铺设完后，应及时摊铺下层不小于lm的砂垫层。

5.2 桩基检测

该桩基工程检测分3种方式进行，即：现场开挖：检查桩身外观质量，该项工作在桩基完工14天后进行，检查数量不得少于3根，开挖结果表明，桩身混凝土结构完整，无断桩和空隙。低应变检测：采用反射波法对桩身完整性进行检测，检测数量为总桩数的25%。检测机构“桩基低应变动力检测报告”表明：桩身混凝土强度等级达到设计C20要求。实测各桩桩身完整，为A类桩。

5.3 现场测试

在桩基实施过程中，进行了现场埋设仪器和测试研究，测试结果如下：

为了测试沉桩过程中的挤土压力，在距施打桩中心1.5m和3m处成孔，在2.5m、5.0m、7.5m深度处埋设垂直向土压力盒。桩机每下沉2m观测一次；施打完成后不同时间进行观测。成桩后在该桩侧壁再埋设两只土压力盒，深度分别为2.5m和4m，目的是为了检测在施打相邻桩时该桩所受到的挤土压力。从距沉桩中心3m处实测资料中反映出的特点：在单桩沉入时，且无相邻桩存在的情况下，沉桩的挤土压力在上部5m范围内近于一致的，下部由于土质较硬挤土作用明显，因此，在5m以下土压力要高于上部压力。随着沉桩深度的变化，下部土压力也随之上升。

6 结束语

文章介绍了现浇混凝土管桩技术及其在某地区高填土城市道路软基加固中的应用，通过现场检测和测试试验表明，承载力满足了设计要求；通过低应变测试分析，所检测桩桩身质量完整。振动沉模现浇管桩是一种软基加固的全新专利技术，由于其地基适应性好、施工质量易控制，所以具有无需预压、承载力高、总沉降量小、检测方便、桥头跳车改善程度好等粉喷桩无法比拟的优点。