软土路基施工中现浇混凝土管桩技术的应用

王志峰

摘 要：作为软基处理的主要施工技术之一，现浇混凝土管桩（PCC桩）为沉管—浇注—振动提拔一次性直接成管桩施工新工艺，相比预应力混凝土管桩、振动沉管桩等更具优势。本文介绍了PCC桩工作原理，并结合某公路工程软基处理中PCC桩的应用，对其施工准备、施工工艺等内容进行了分析与探究。

关键词：软土路基；现浇混凝土管桩；PCC桩

中图分类号：U416.16 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）08-0114-02

随着我国社会的不断进步和经济的快速提升，交通运输行业得到了突飞猛进的发展，人们不断提高的生活质量对交通运输提出了更高的要求。在我国基础设施中，公路作为重要组成部分推动了我国城市化建设进程和经济发展。软土地基作为公路工程施工的主要病害之一，为提高施工质量，必须选取科学有效的处理方法进行施工，如现浇混凝土管桩技术，通过不断提升其技术水平，规范施工工艺，才能做好质量控制工作，才能确保公路工程建设质量，才能为公路建设事业的发展贡献一份力量。

1 现浇混凝土管桩工作原理

现浇混凝土管桩也可简称为PCC桩，相比振动沉管桩，其施工机械基本相同。由2层钢管构成振动沉管，20到30cm为内外管径差范围，振动体系竖向反复振动，向地层内沉入腔体模板。当激振力（R）>刃面法向力N竖向分力+刃面摩擦力F竖向分力+腔体模板附近摩阻力P时，即可向地层内沉入模板。当R=N+F+P时，模板则不会继续向下沉。在振动力影响下，腔体模板因强迫振动出现剪胀、液化破坏现象，此时将大大降低土体的摩擦力，减小其阻力，并达到腔体模板沉入速度提升的作用。于桩侧土体而言，因振动下沉作用将减弱其排土功效，且呈现出环形腔体模板，并将混凝土现浇注入，随后振动提拔钢管，通过挤压、振密等工序，可压密环形腔体模板内的土芯、附近相应位置的土体。且原位土体性质直接影响着振密范围、环形腔体模板的厚度。除此之外，由环形腔体模板下混凝土可直接向环形槽孔内注入，进而完成沉管—浇注—振动拔管一次性直接成管桩的施工工艺，确保在槽孔内混凝土的充盈性、稳定性良好。

2 软土路基施工中现浇混凝土管桩施工准备

某公路工程合同段内局部存有较为严重的软土路基，在软基处理中，本工程选取现浇混凝土管桩施工，其中现浇混凝土薄壁管桩（PPC桩）施工起止桩位为K66+634.052—K66+705.689。长度为7514m，10到14m为桩长范围，1m为管径，0.12m为管壁厚度，3m为桩间距，布设形状为正三角形。其施工准备具体如下：

（1）材料准备。选取C20混凝土用于PCC桩，保证混凝土现场搅拌时必须具备良好和易性，且在6到10cm之间控制其塌落度。混凝土拌制时要求其选取粗、细骨料应满足设计要求，在30mm以内控制碎石粒径，也可选取中粗砂，水泥一般以32.5普通硅酸盐水泥为主。拌制混凝土的施工场地应与施工段相近，尽可能减短车辆运输时间，避免混凝土出现离析现象。

（2）清理场地。PCC桩施工前期，必须将施工段内的杂物清理干净，不仅要清理干净地上的杂物，还需彻底清除地下的障碍物，只有这样才能保证施工安全。因施工段内存有河床地段，要求必须将其表层淤泥挖除，并回填符合施工要求的粘土，随后进行场地平整施工。

（3）测量放样。按照施工规范规定，根据设计尺寸将PCC桩位置准确放出，且将小木桩钉到各个桩位上，要求在5cm以内控制单桩中心位置误差，并将相应数量的护桩安设到场地附近，为实时进行桩位校对提供便利。

（4）试桩。选取PCC-1000型桩机作为施工设备，施工前，必须进行工艺性试桩，要求各个施工点试桩数控制在3根以上，进而对机具性能及其他技术指标进行检验，该工程应选取振动沉模施工法。

3 软土路基施工中现浇混凝土管桩施工流程

3.1 桩机就位

桩位放出后，即可移动桩机将其放置到指定位置，就位后需及时对其水平度、垂直度等进行适当调整，要求通过经纬仪对其垂直度进行准确测量，且在1%以内控制偏差。同时选用水平尺进行水平度测量，同样在1%以内控制其偏差。

3.2 活瓣固定

活瓣装置设置于沉管底部位置，其作用为活瓣在沉管中封闭，土体无法向外壁腔（10cm厚）内进入。待沉管深度与设计要求相符后，即可进行混凝土灌注施工，在混凝土自重作用下，活瓣将被开启，便于拔出沉管。沉管施工前，要求在内沉管内通过铁丝将活瓣捆绑到管上，以活瓣无外张作为捆绑松紧程度的标准，避免混凝土灌注时无法开启活瓣。

3.3 振动沉管

因地质情况各异，沉管下沉到相应深度后，即可将振动锤开启，随后再向设计要求桩深下沉。沉管过程中，应保证其匀速下沉，不得出现急停急加速现象，一般每分钟将沉管速度控制在2.5m以下，且严格按照试桩参数确定沉管电流、电压值。必须一次到达沉管施工规定深度，不得出现拔出再下沉现象，如遇特殊情况必须将管拔出，必须先将沉管端部位置的杂物清理干净，再次进行活瓣固定后再重新进行沉管施工。当底部具有大量地下水，需沉管到相应深度，如达到桩长一半时需进行一定量干拌混凝土添加，随后再向施工规定深度下沉。

3.4 灌注混凝土

沉管深度达到施工规定后，需立即进行混凝土灌注施工，尽可能减短停滞时间。灌注混凝土时，需利用提升料斗的方式向成孔器壁墙内送入混凝土，第一次灌注可控制在10%樁长位置，此时可进行首次上拔沉管施工。完成首次拔管后，即可进行混凝土2次灌注施工，此时灌注深度应达到20%桩长位置，随后进行2次拔管，按照以上施工顺序依次进行灌注—拔管反复施工，最终完成成桩作业。施工时，应指派工作人员对管壁进行敲击，以此确定混凝土添加量是否充足，要求在1以上控制灌注量充盈系数。

3.5 振动拔管

于桩身质量而言，拔管是其最为主要的施工步骤，是导致各类病害产生的根源，如扩颈、缩颈、断桩等。因此，施工前必须对试桩数据加以充分利用，保证各项施工参数符合设计要求。

上拔沉管施工中，要求先将振动锤开启，待10s后，即可拔管施工，要求振动与拔管同时进行，只有这样才能确保混凝土密实度良好，同时需在每分钟1m左右控制拔管速度。上拔1m距离时，需暂停拔管施工，并进行5到10s振动，以此循环进行施工，最终完全拔出整个沉管。

3.6 移机

完成以上施工工序后，即可向下个桩位移机，要求先处理好刚施工后的管桩，且将剩余混凝土等材料运出施工现场。

4 软土路基施工中现浇混凝土管桩施工质量控制

（1）施工前应对施工段的标高进行准确测量，保证测点数量充足。施工时还需对地面凹凸现象进行实时测量，避免打桩桩顶标高产生较大改变。如标高发生极大改变，则需及时停止作业，找出原因后，应采取行之有效的措施进行处理。桩体完成施工后为避免因侧向挤压影响出现损坏，可选取一行一行隔排跳打的方法进行施工。

（2）施工结束一周内，在施工路段必须封闭交通，防止施工后的桩体出现损坏。施工中，应指派专人做好各项施工记录工作，及时发现问题并处理。

（3）按照设计桩长，在沉管上进行桩长标注，以此更好地控制桩长。混凝土灌注时，应多灌一些，并保证桩顶浮浆凿除后桩顶混凝土强度依旧能够与施工规定相符。沉管施工中要求对沉管垂直度等技术指标进行详细检查。

（4）在施工过程中，如遇池塘等路段，要将淤泥及时挖出，并采用具有较好透水性的建筑施工材料进行填筑。在处理软土路基过程中，施工人员需要随时观测沉降度，使填料的层厚得到有效控制，另外需要分层进行填筑施工。

5 结语

综上所述，现浇混凝土管桩施工作为公路软基工程施工中至关重要的施工环节，直接影响着整个路基工程的施工质量。在我国公路施工中，软基现浇混凝土管桩施工技术得到了广泛应用，给我国公路工程施工提供了技术支撑。在实际施工中，施工人员需要根据设计要求，对各个环节的施工要点认真掌握，严格控制施工质量，使施工工期大幅缩短，施工成本有效减少，进而提高整体工程质量，促进了我国公路事业的可持续发展。

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