带受力盘塑料套管混凝土桩在处理上海软基路堤中的应用

严佳

(上海弘路建设发展有限公司，上海市 201499)

带受力盘塑料套管混凝土桩在处理上海软基路堤中的应用

严佳

(上海弘路建设发展有限公司，上海市 201499)

带受力盘塑料套管混凝土桩(TC桩)技术目前已在江浙沪地区的道路工程的桥后软基加固"工后沉降"控制方面有一定的工程运用。 主要介绍该项技术在上海市奉贤区奉浦大道新建工程桥头软基加固中的工艺原理、施工流程及操作要点。

带受力盘塑料套管;软基;加固;操作要点

0 引言

塑料套管混凝土桩是我国城市市政道路软基处理新方法，与其它软地基处理中普遍使用的水泥搅拌桩、预应力管桩、各种振动沉管桩等路堤桩相比，它的主要优点在于:先有套管成模，后集中现浇，采用现浇工艺后不需要像预制桩一样采用大量钢筋和大型运输、打设机械，也不需要事先配桩，能很好适应地质变化，造价更低，与水泥搅拌桩等柔性桩相比，TC桩又是刚性桩，承载力高且质量容易控制，整体造价较低，其桩周带有螺纹，可以有较大的桩侧摩阻力，因此在许多情况下，采用TC桩更加经济，加固效果也更好［1］。

1 工程概况

奉浦大道为南桥新城东西主干道，位于环城北路和团南公路之间。本次工程实施范围起点为金海公路交叉口(K0+064.53)，终点为浦星公路交叉口东侧(K3+680.00)，全长约3.615 km，道路红线40 m。

沿线共设桥梁5座，即大庆河桥、齐贤排河桥、老金汇港桥、大寨河桥、金汇港大桥。

工程承包范围包含:施工图范围内的道路、排水、桥梁、绿化、标志标线等附属工程。

奉浦大道新建工程沿线共有桥梁5座，路堤填筑高度都在2.2 m以上，特别是金汇港桥侧填筑高度达3.5 m，填筑范围很大。由于上海地区为软土路基，具有孔隙比大、含水率高、沉降大等特点，因此路堤填筑前必须对软土进行技术处理。本标段桥头接坡路段的软土地基均采用带受力盘TC桩处理方法。该方法具有加固效果好、处理深度深、工期短、质量便于控制、造价合理等优点，在对沉降稳定要求较高的路堤软基加固工程中逐渐得到应用。

2 TC桩施工技术

2.1 成桩方法

TC桩的成桩方法为:将塑料套管按一定的间距采用专用设备逐根打入需要加固的地基中，套管为底部封闭、顶部开口，待分段区块塑料套管全部打设完毕后，再统一对埋设在地基中的套管内用混凝土连续浇筑成桩，套管不再取出，套管与填充物就形成了地基加固桩，桩顶设置桩帽，并铺设垫层和土工格栅，形成桩承式加筋路堤系统［2］。

2.2 施工工艺

施工准备、平整场地、铺设砂砾→制作桩尖、桩机就位→拔套管、移机并检查套管深度→放置套管、打设套管至设计标高→套管内混凝土浇筑→插钢筋→桩体检测→盖板制作、安装→施工完毕→验收合格后进入下道工序。

TC桩由预制桩尖、螺纹塑料套管、混凝土、盖板等组成，见图1。

图1 塑料套管混凝土桩组成示意图

图2 塑料套管混凝土桩施工工艺示意图

2.3 塑料套管混凝土桩的施工要点

(1)塑料套管混凝土桩打设前，先整平和硬化场地，做好排水措施，铺设砂砾垫层:20 cm左右厚度，不允许有大石块，表面平整，否则会影响桩的垂直度。放线布置桩位。

(2)制作桩尖。专用桩尖采用钢筋混凝土制作，直径约30 cm，并设置有固定套管的装置。具体配筋和尺寸可参照图纸的规定。一般需提前预制，可在工地外事先预制好达到28 d左右的强度后运至工程现场。桩尖采用钢筋混凝土桩尖，并设置好与塑料套管连接的接头。接头采用塑料管或铁钢管。接头要能与套管紧密连接，与套管的尺寸配套。

(3)塑料套管应采用单壁螺纹PVC塑料套管。最大外径不小于160 mm，最小内径不小于142 mm，扁平试验(变形40%时)不分层、无破裂。接头采用标准的160 mmPVC管材直通接头，平均内径应在160.1～160.7 mm之间，承口最小深度不小于45～50 mm，标准坠落试验应无破裂。

(4)根据加固桩长的要求，将出厂的套管切割或连接成合适长度，要求打设至加固深度后套管顶部高度不小于要求的桩体顶标高并有适当富裕;再将切割好的套管与桩尖连接密封牢固，连接主要采用专用PVC胶水，必要时增加密封圈;然后，将带有桩尖的套管从钢管底部放入钢管中，起吊钢管，使桩尖与桩位对准，然后开机将钢管打设至预定的深度，并注水对塑料套管进行保护。

(5)依据设计桩长，若试桩中发现打设桩长超过设计桩长3 m 以上，则需要补充静力触探，以详细勘察软土层分布情况，确保桩打设至设计持力层。

(6)如采用塑料套管混凝土桩打设机功率为30 kW，结合静力触探数据，终桩控制标准可参照:打设至设计持力层后，贯入度控制低于25 cm/min为终桩标准;辅以电流控制，电流控制终桩标准为:打设至设计持力层后，电流超过70 A。

(7)拔钢管。将钢管拔出而将塑料套管留在地下，移机至下一个桩位，继续埋设套管。

(8)待场地内塑料套管打设完成后，对塑料套管深度和破损情况进行检查，以此时的深度确定实际打设深度。

(9)抽水并将多余的套管进行截管和整理后，对套管进行深度检查，并随时保护套管内的清洁，不让杂物进入。

(10)在垫层中沿塑料套管中心开挖直径约为50 cm(根据桩帽的尺寸定)、高约为20 cm 的圆孔。

(11)放置钢筋笼。在套管顶部放置一定长度的钢筋笼，钢筋均匀插设，长度3.5 m，钢筋笼采用4根φ6.5 mm 钢筋，5个圆形箍筋，箍筋由φ6.5 mm、长度0.4 m 的钢筋制作而成。4根钢筋笼主筋其顶超出桩顶25 cm，与盖板顶层配筋连接，钢筋笼主筋与盖板底层配筋绑扎连接。

(12)放置盖板底层、顶层配筋，并与连接钢筋绑扎连接。

(13)场地内集中浇筑混凝土完成桩和盖板的施工，混凝土浇筑过程中采用小型加长振捣棒振捣。

(14)待混凝土强度到一定要求后可对成桩进行检测。

(15)桩、盖板浇筑完毕达到一定强度后，设置1层双向土工格栅，可选塑料格栅或整体式钢丝格栅，放置在垫层中间或盖板顶。若设置2 层双向土工格栅，则1 层铺设在垫层中间，1 层铺设在垫层顶部［3］。

3 TC桩适用性与创新

TC桩其直径目前多采用250 mm以下的桩体直径(目前国外的直径多为150～174 mm，国内广泛采用的是160 mm、200 mm)，其适用性为:

(1)一般要求软土地基下部有承载力相对较高的土层作为桩端持力层，并要求桩端持力层静力触探锥尖阻力不小于1 000 kPa。

(2)一般适用于中、低填土高度路段，如填土高度在5 m以下。

(3)加固深度一般为16～20 m。当填土较高时，桩端土为砾、岩等坚硬土层时，加固深度一般以长细比不超过100进行控制;当填土较低时，满足桩体稳定性计算前提下，可适当放宽加固深度。当桩端土体为非坚硬土层时，加固深度可放宽到20 m，但也应满足桩体稳定性要求。

与传统的软基处理施工方法相比，TC桩技术具有以下创新点。

(1)采用带螺纹的塑料管作为桩体套管，有效增大了桩侧摩阻力，提高了混凝土抗弯、抗剪能力，同时利用土工格栅把刚性桩体与软土地基形成一个半刚性的复合地基，承载力高，能有效解决结构的不均匀沉降。

(2)充分利用韧性好及易加工的塑料套管作为承载系统，部件生产工厂化程度高，施工简单，同时采用的机械轻便，可减少机械投入及劳动力投入，受施工场地的限制小，可实现快速的施工安装和维护，缩短施工工期。

(3)TC桩采用先套管成模后集中浇筑的方法，混凝土用量可控，避免过渡充盈，打设可以连续施工，混凝土可以连续浇筑，降低施工费用。

(4)施工采用套管内浇筑桩芯混凝土的施工工艺，不会由于振动挤土而导致断桩，成桩质量可靠。

(5)与其他桩施工相比，该技术桩体施工时采用的机械设备数量少、规格小，对周边环境影响小，产生的废弃品数量少，噪声低，起到节能环保的作用。

4 结语

以奉贤区奉浦大道工程为例，经TC桩加固处理后，路基沉降得到有效控制，总沉降量不大，能满足设计及施工要求，说明TC桩处理软基加固效果较好。预压期结束后，在采用TC 桩处理的桥头路段、桥头过渡段月沉降速率均满足5 mm/月的要求。通过这个改进，提高了水泥搅拌桩复合地基的承载力，有效减少了路堤沉降。故TC桩技术是一种承载力高、不会由于振动挤土断桩、成桩质量可靠、对周围环境影响小、施工快速方便的地基处理方法。

［1］ 陈永辉，王新泉.塑料套管混凝土桩技术及应用［M］.北京:中国建筑工业出版社，2011.

［2］ 方鹏飞，董宏波.TC桩技术及其工程应用分析［J］.岩土工程学报，2011(10):116-119.

［3］ 史佩栋.桩基工程手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，1995.

U416.1

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1009-7716(2015)04-0132-03

2014-12-11

严佳(1988-)，女， 上海人， 助理工程师， 现从事工程管理工作。