市政道路改造拓宽中基础施工探讨

深圳市宝安区福永街道建设工程事务中心 广东.深圳 518000

摘要：受施工条件的限制，市政道路路基拼宽已经成为市政建设中的一重要课题。本文针对市政道路高填方拼宽路基处理实例，介绍PTC桩桩筏基础在市政道路拓宽改造中的应用，该方法能有效地满足拼宽路基的技术要求，并为类似工程提供借鉴。

关键词：市政道路；改造工程；基礎施工；PTC桩

随着我国城市建议发展的加快，为了有效解决日益加剧的市政道路拥堵问题，市政道路快速化改造工程正在迅速实施中。快速化改造一般是对原主、次干道进行拓宽改造、高填方拼宽路基也屡见不鲜。某道路扩建工程地质构造复杂，区域软基发育，属于典型的海积淤泥，淤泥覆盖厚度深，最大厚度约24m。为保证高填方路基满足路基沉降和稳定要求，经方案比选采取PTC管桩桩筏基础进行处理，有效地满足了高填方拼宽路基的技术要求。根据现场实测老路标高，发现老路标高土后已沉降20cm，现已趋稳定。新拼宽软土地基处理的目的是同时满足路基稳定性和沉降要求，相对非拼宽路段软基上路堤填筑而言，拼宽路堤变形控制要求更高，除要求控制总沉降和工后沉降外，最重要的是控制工后差异沉降，新老路基差异沉降控制成为软基处理需解决的最关健问题。

1.施工工艺

采用PTC管桩处理深层厚软土地基，其工艺原理是：PTC管桩群桩进入持力层并达到设计要求承载力后，通过桩顶现浇桩帽及桩帽上铺设的双向钢塑复合土工格栅和级配石砂垫层形成“桩-网”结构，让路基上部荷载均匀传递到持力层，起到加固软土地基、形成复合地基、提高地基承载力的作用，有效控制工后沉降。PTC管桩处理加宽路段软土地基横断面图见图1所示，PTC管桩处理深层厚软土地基处理施工工艺流程见图2。

图1 PTC管桩处理拼宽段软基横断面图

图 2 PTC管桩地基处理施工工艺流程框图

1.1施工准备

（1）现场准备。施工场地要达到“三通一平”，先清除地表的杂草，树根，耕植土等，整平地表，在路基外侧开挖临时排水沟，确保排水畅通。在地表水或实度达到90%，以防地基软弱“陷机”，并形成不小于2%的横坡。当地表水不能疏干时，填砂至高十水面50 cm以上，整平后压实，压实度达到90%，形成不小于2%的排水衡坡。

（2）桩机选择。PTC管桩施工必须配备性能可靠，符合标准，种类齐全的施工机械和设备，根据具体工程的地质资料和设计的单桩承载力要求，采用zYJ系列型全液压静力压桩机，压桩机的选型一般按 1.2～1.5倍管桩极限承载力取值，压桩速度）1 m/min，一次压桩行程1.5～2m，静压机自带压力表并经过标定，并根据单桩承载力选择合适的机型。本工程选择zYJ-800B型全液压静力压桩机。该桩机工作时，依靠自身重量平衡压桩过程中的阻力，当静压力大十桩柱的入土阻力时，桩柱就沿着入土方向按加压设备的工作速度逐步压入土中。这种压桩方法完 全避免了锤击打桩所产生的振动、噪声和污染，称为环保型桩机。本桩机压桩架上部设有起吊装置，可通过自身进行喂桩。

（3）材料准备。PTC管桩采用购买成品桩，在每批次进场之前，应随机抽样检查，其规格、质量必须符合设计要求，并附检查单及出厂合格证。现场质

检工程师按要求进行验收。根据设计桩长、运输条件和工程地质情况对桩进行分节设计，初步理定桩长为标准长度选择6、8、10、12 m四种。桩基处理深度>24m时，不超过3节组合；桩基处理深度≤24m时，不超过2节组合。

（4）PTC管桩的起吊、运输及堆放。PTC管桩桩身混凝土达到放张强度脱模后及可水平吊运，达到设计强度及28d龄期后方可沉桩。PTC管桩由于长细比大，自重大，过大的动载易使桩身产生破坏，在起吊、运输、装卸过程中轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落。正确的起吊方式是两支点法或两头勾吊法，禁止采用拖吊的方法，避免产生较大的动荷载。汽车运输时用长拖车，桩的悬臂长不超过1.0m，支点必须满足两点法的位置（支点距离桩端0.207L）处，并垫楔形木，防止滚动，保证层与层间垫木与桩端距离相等，应绑扎固定，重叠层数最多不超过5层。在施工现场堆放时，管桩应堆放在桩机前进方向，并按每6～12m必要根数分堆堆放，现场场地应平整、坚实，支点位置放在枕木上，层与层之间要隔开，堆放高度不超过5层，并有可靠的防滚、防滑对策。

（5）技术准备。编制软土地基处理施工方案并经审批，对施工操作人员进行技术交底、安全交底。确定压桩施工顺序：PTC管桩压入土层时，会挤压周围土体，能使土体密实，但同时在桩距较近时一会使相邻桩或构筑物相互影响，造成后压桩下沉困难或后压桩挤压先压桩“上浮”或“偏移”。施工顺序遵循的原则：当桩较密，距离周围构筑物较远，宜从中间向四周进行压桩；当一侧靠近构筑物时，宜从靠近建筑物的一侧开始，向远离构筑物方向逐排进行。在桩长变化过渡段施工时，宜先施工长桩后施工短桩。

（6）桩位测量放样。根据设计文件及技术交底所取得确定的坐标控制点进行桩位放样。施工前采用全站仪对己定好的轴线进行复核，准确施放桩位，然后用石灰（以桩径大小的圆圈）标示。

（7）试桩。为了获取适应本工程的施工工艺和验证工程桩的承载力，同时通过试桩检验静压机设备的技术性能、工艺参数及其技术措施是否合适，正式大面积施工前按照设计工艺和规范进行试桩。试桩可在工程桩桩位上进行，并作为工程桩使用，试桩不少于2根。

1.2PTC管桩施工

（1）插桩（底桩）。喂桩前应先按设计要求把钢桩尖焊接在第一节管桩的下端板上。起吊桩身，小心喂入桩机内，开动纵横两向油缸移动桩基调整对中，同时检查垂直度，开始要轻轻压下，认真检查，若有偏差及时纠正，必要时要拔出重压。第一节桩入土30～50 cm后检查和校正垂直度，垂直度控制在0.5%以内，校核桩的垂直度可采用垂直角方法，调整垂直度可通过桩机导架的转、滑动及停留进行调整。

（3）接桩。施工时根据各个桩位的桩长，按“长桩在上，短桩在下”的原则进行组合。前一节桩压完开始接下一节桩，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 m时，即可进行焊接接桩。接桩时可在下节桩头上安装导向箍，以便新接桩节的引导就位，错位偏差不应大于2 mm，上节桩找正方向后，对称点焊4～ 6点加以固定，然后拆除导向箍。管桩焊接施工由2个有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行对称焊接，层数不得少于两层，焊缝饱满，焊缝质量达到三级焊要求，焊接好自然冷却至少8 min，严禁用水冷却，保证焊接质量。

焊接好后继续进行压桩作业。连接一次接头普遍焊接一般需要30 min左右，而二氧化碳保护焊焊接时间可缩短至10 min，建议采用二氧化碳保护焊可加快施工速度。

（4）送桩及终止压桩。为将管桩打到设计高程，需要送桩，送桩采用送桩器。送桩前用水准仪确定地面标高，在送桩杆上作好标记，送桩过程中检查深度，送桩器下端设置桩垫，桩垫厚度均匀并与桩顶全端面接触。送桩达到设计标高后要持续10 min，且每分钟沉降量不超过2 mm后方可结束送桩，当压桩至设计深度后，压力达到设计要求，则终止压桩。否则按双控标准执行，需申请变更增加长度。施工过程中均详细做好施工原始记录。

（5）截桩。当PTC管桩己达到设计承载力（终止压桩标准）但再也无法压至设计高程时，在征得设计方的同意后，对高出设计高程的部分进行截除，截除桩头时宜用锯桩器切割，严禁用大锤硬敲击或强行扳拉截桩。

（6）PTC管桩施工质量检验及要求。每一软基段PTC管桩施工结束后，应进行中间检查验收，施工质量检验及要求见表1所示。

表 1 PTC 管桩施工质量及检验要求

检查项目 质量要求和允许偏差 规定检查频率 规定检查方法

桩位 偏差 ±10cm 抽查2% 经纬仪检查

第一节桩垂直高度 ≤0.5% 查施工记录 经纬仪检查

后续桩的垂直高度 ≤1% 查施工记录 经纬仪检查

接桩时错位偏差 ≤2mm 全部 尺量

桩长度 全长（扣除上塞长度） 全部 锤球法测量

桩头标高 偏差±5cm 全部 水准仪测量

单桩复合地基承载力 不小于设计值 抽查 0.2%且不少于 3 根 承载力试验

1.3桩帽施工

PTC管桩施工结束后，经验收合格，方可进行桩帽施工。桩帽为现浇钢筋混凝土板，在桩头位置开挖桩帽土体，开挖的长度、宽度和深度以桩帽设计尺寸相同，经过整修，形成土模；按照设计要求绑扎钢筋，浇筑混凝土并养护；桩帽的质量要求符合设计和规范要求。

1.4加筋褥垫层施工

桩帽施工完成后，在桩帽顶设置50 cm级配碎石砂加筋褥垫层，分别在碎石垫层底部以上10 cm和40 cm处铺设双向钢塑复合土工格栅。级配碎石砂垫层以上依次进行路堤填筑及路面施工。

2.质量控制关键点

（1）严格质量验收报检制度。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，并针对表面质量及结构尺寸进行检查，不符合管桩规范要求的，不能使用。起吊、运输整个过程中要轻吊轻放，严防碰撞，按规定堆放整齐。

（2）静压桩机及仪器的保护。静压桩机要常常进行保养维修，确保机器十分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。

（3）桩长控制及检查。PTC管桩属地下隐蔽工程，应保证每根桩都达到设计深度。在PTC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，宜在PTC管桩的端部用红色油漆做出长度和桩位标记。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，压桩结束后，用锤球法检查桩的打入深度，并记录每个桩位的实测深度。

（4）桩身垂直度控制。由于静压管桩桩机驾驶室内一般会悬挂一吊有重锤的绳线，由开机员以此线为准控制桩一个方向的垂直度，因而另一方向的垂直度必须另外控制，方法就是在垂直十桩与此绳线连接的地方（即另一正交方向）另设一吊重锤的绳线（视线要通透），以这两条绳线来控制桩的垂直度。当桩在两个方向都己经垂直的情况下方允许压桩，而且在压桩过程中要经常检查桩身垂直度。测量人员采用两台经纬仪成90夹角跟踪监测，倾斜度控制在0.5%之内。

（5）接桩焊接质量控制。必须保证上节桩己经垂直后方能焊接，电焊工必须取得特殊工种操作证，电焊技术过硬，严格按照技术规程的要求认真进行焊接，确保焊缝饱满，符合质量要求。

（6）桩帽钢筋硅施工质量控制。严格按设计进行桩帽施工，浇筑桩帽混凝土前，PTC管桩顶填芯混凝土要设置防漏 措施，一般采用钢托板或木托板，防止桩帽混凝土遗漏。

3.效果评价

路基填筑完成后，在PTC管桩加固段，设置观测断面，埋设沉降板、测斜管、位移边桩、分层沉降标、静土压力盒及横剖管，按照设计提出的沉降观测要求，进行了连续6个月的变形观测，路基沉降满足设计要求。通车一年，根据工后沉降观测资料表明，经过PTC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，说明采用PTC桩处理深厚层软土地基是十分有效的。

4.结束语

通过该扩建工程软土地基处理工程实例，介绍了PTC管桩在道路拼宽路基深厚软土地基处理中的应用，对其施工工艺原理、施工工艺流程、质量控制及效果评价等方面作了详细介绍，总结经验如下：

（1）采用PTC管桩处理进行道路拼宽路基深厚软土地基处处理，有效控制工后沉降及新老路基差异沉降，成功解决了道路拼宽段路基下深厚軟土地基处理的难题。

（2）采用静压法施工PTC管桩，避免了采用锤击法施工对老路振动的影响，采用静压力及桩长双控措施，确保复合地基承载力满足设计要求，施工质量易于控制。

（3）PTC管桩处理软土地基施工操作方便、施工速度快、处理厚度深、成桩质量监测方便、施工质量易于控制，噪音小、污染少，场地施工文明等优点。

（4）PTC管桩施工成本价格较小孔径钻孔灌注桩要节省约95 /延米，且小孔径钻孔灌注桩必须等28 d后方可检测，同等条件下可缩短工期，为后续工程赢得了时间。采用PTC管桩进行深厚层软土地基处理效益显著。

作者简介：

王招锦（1984—），男，广东陆丰人，大学本科，助理工程师，毕业于深圳大学土木工程学院，研究方向：工程现场管理工作。