软土路基中现浇混凝土管桩施工技术的应用

吴鹏

摘 要：近年来，随着社会的不断发展，公路工程建设规模日益扩大，人们对公路的安全性和稳定性越来越重视。软土路基作为公路建设中的重要内容，直接影响着公路的整体质量，施工人员需要不断提高施工技术，合理优化施工工序，对公路中出现的塌陷和沉降问题进行深入分析，通过高效经济的现场浇筑混凝土管桩技术来提高公路强度，保证公路整体质量。本文以某软土路基加固工程为例，简要减少了施工准备工作，重点分析了现浇混凝土管桩施工工艺，以期能为有关方面的需要提供借鉴和参考。

关键词：软土路基；现浇混凝土管桩；施工工艺

中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）11-0129-02

我国虽然具有辽阔的地域，但地质条件却比较复杂，尤其是许多复杂的软土地基存在于沿海地区及内地湖河沉积地区，施工单位只有进行相应的软基处理以后才能够进行高质量的公路及建筑物的修建，从而使地基的稳定性不断增加，使地基的沉降情况有效减少，软基处理方法的恰当与否直接影响着工程工期、质量以及经济效益。现场浇筑混凝土管桩施工技术因其特有的优势被广泛应用于软土路基施工中，其具有较高的承载力、较低的成本投入以及较短的施工周期等特点，不但能够增加地基的强度，提高地基的稳定性，而且能够延长公路的使用寿命，有效弥补了预制管桩和实心桩存在的缺陷。

1 现浇混凝土管桩技术概述

近年来，为满足公路建设发展的需求，现浇混凝土管桩技术应运而生，其与现浇混凝土管桩比较相似，施工工艺包括以下步骤，一是震动，二是沉管，三是拨管，四是浇筑混凝土。现如今，国内分为预制钢筋混凝土桩尖和活瓣桩靴两种施工方式。它们具有相同的原理，均是在预制桩头（或活瓣桩靴）保护下将内外双层套管所形成的环形腔体通过沉腔上部锤尖的振动打入预定的设计深度，混凝土浇筑在腔内以后，边振动边拔管，土体与外部的土体之间在环形中形成混凝土管桩。一般情况下，作为复合地基对浇筑混凝土管桩进行使用，使常规复合地基的单桩承载力通过刚性桩施工工艺得到提高，防止基础土层因为淤泥震陷出现脱空。

现浇混凝土管桩技术具有众多优势，不断吸收了预应力混凝土管桩和振动沉管桩的优点，而且与振动沉模薄壁防渗墙技术优点进行有效结合。现浇混凝土管桩具有较高的强度，直径能够达到150cm左右，管桩长度超过20m，具有简单的施工工艺和较强的可操作性，能够有效控制桩身质量，具有较低的单桩造价。目前在高级公路软基加固中，现浇混凝土管桩复合地基技术的应用不但使施工成本得到节约，而且施工周期大幅缩短，同时进一步提高了工程质量，受到众多施工单位的青睐。

2 施工准备工作

（1）对施工区域的水文地理情况进行详细勘察，对施工路段的地上、地下的建筑物和管线进行认真调查，及时保护或迁移部分障碍物，确保施工场地平整无杂物且路基夯实，要及时换填松软的土质。

（2）对桩位进行认真检查，确保桩位正确，如果存在偏差，需要由技术人员联合施工人员对桩位进行重新定位，如果桩位与设计尺寸相符，需要将木桩的铁钉位置作为标准，将桩中心的骑马桩进行放样，一般情况下，护筒内径要大于钻头直径20cm，通过3cm左右的厚钢板焊成护筒，将吊耳焊在护筒顶端。要将护筒顶部位置偏差控制在4—6cm的范围内，护筒倾斜度必须小于1%。

（3）泥浆调制。在钻孔中灌入泥浆时，在一般地层，其比重的最佳状态为1.1-1.3，在松散易塌的地层，其比重的最佳状态为1.4-1.6。水域粘土拌和形成粘土，塑性指数的选择一般超过17。如果当地没有适合的粘土，可以选用质量一般的粘土，并将部分塑性指数大于25的粘土掺入其中。如果在砂粘土使用时，其塑性指数尽可能大于15，其中泥浆内不得有6%以上的超过0.1mm的颗粒。施工人员需要提前准备好粘土的备料数量，对于砂、卵石层河床，其粘土備料数量为钻孔体积的100%～120%；对于砂质河床时，其数量约为钻孔体积的80%～100%。

3 现浇混凝土管桩施工工艺

本文以某公路工程为例，该公路地基的深粉质粘土层大概为7m-19m左右，设计路堤的最大填土高度为6m，通过比较粉喷桩、真空预压、堆载预压等方案，最后将地基加固方案确定为浇筑混凝土管桩施工技术，该方案设计6m—10.5m不等的桩长，设计直径大概为1m，壁厚控制在12cm左右，C20为混凝土等级，塌落度控制在大于5cm且小于8cm的范围内，桩体保持3m的横向间距，保持3.5m的纵向间距，整体工程布置为正方形，设计长管桩为7.8m，控制竖向最大承载力为600KN左右。

（1）试桩。在开始管桩浇筑以前，需要选择合适位置进行二根试桩，对地质资料进行复核，对混凝土配合比进行适当调整，对施工工艺参数进行确定，对设备运行状态进行检查，同时根据施工方案全面检测试桩的单桩承载力以及小应变试验，按照试验所得数据对施工参数进行复核和修正，当工艺试验桩的参数与设计要求和质量相符合后，才允许进行正式施工。

（2）静载荷试验。在完成试桩28d土体完成固结以后，需要再次进行小应变试验和单桩静载试验，对桩身的单桩承载力进行检测，对桩身的完整性进行复核，另外能够对地质情况能够满足设计要求进行准确判断。

（3）制作及埋设桩尖。在进行桩体制作时，需要保证有平整、密实的桩尖，不允许掉角深度超过2cm，另外局部掉角和蜂窝缺损总面积必须小于桩尖表面全部面积的1%。内外面圆度偏差要小于1%的桩尖直径，桩尖上端内外支承面低于10mm的平整度。施工人员要将编号和制作日期在预制桩尖位置全部标明。在进行沉桩以前，需要先清除1.5m×1.5m范围内的填碴，再进行桩尖埋设，以便成桩后进行垫层及盖板的浇筑施工。随后，要移动桩机使其就位，对桩机的垂直度和水平度进行适当调整，保证其小于1%的垂直度偏差，同时确保水平度小于1%的误差。

（4）振动沉管。施工人员在将沉管压到一定深度以后，需要根据地表层的不同条件将开启振动锤，直到满足设计深度。如果要控制贯入度的大小，则需要在以最后2min的下沉速度或电流控制最终的沉管深度。施工人员要连续进行沉管施工，确保施工所需深度能够一次实现，如果在施工途中需要将沉管拔出地面，则需要将管中的淤土进行清除，经活瓣固定以后在进行沉管作业。如果地面有丰富的水资源，且水量较大时，当沉管沉到一定深度后，需要将适量的干拌混凝土在桩长的1/2处加入，随后继续下沉作业，直至符合设计要求。

（5）浇注混凝土。当管桩下沉的深度与施工要求相符后，可以将混凝土灌注。另外，逐渐向上拔出内护壁管和外护壁套管。与此同时，管桩与内外管分离，在软地基中同混凝土管体连成一体埋入。随后，充盈系数的计算按照混凝土的实际方量和理论方量进行，最终对地下土层的地质情况进行确定。在对通过振动、拔管和浇注混凝土过程中，要对混凝土的质量进行有效控制，根据相关要求控制控制沉管桩质量，浇筑面要比设计桩顶高出50cm左右。混凝土要控制在90s以上的拌和时间，坍落度控制在大于6cm且小于10cm的范围内。

（6）现场检测。施工人员要根据现场施工情况完成相应的加固监测，避免桩周地表土出现位移情况。施工人员需要及时测试沉桩过程中的土压力变化，将孔位在适当的位置钻好，按照打孔位置的不同进行不同深度的垂直埋设。在桩机施工完成以后，施工人员需要对侧壁的土压力盒埋设情况进行全面分析，确保随沉桩深度的不断变化。

4 结语

通过以上内容能够看出，在公路施工中，软土路基加固技术对于公路的稳定性和舒适性有着极其重要的作用，能够进一步提高公路工程的整体质量。随着公路工程的快速发展，人们对公路的安全行驶越来越重视，同时对施工材料也提出了更好的要求。在这种情况下，施工单位要根据实际对加固施工技术进行合理选择，使软土地基的强度不断加强，使其使用年限得到进一步延长。现浇混凝土管桩施工技术的出现给软土路基加固提供了保障，该管桩具有较薄的结构，而且具有便捷的施工方式、较低的成本，同时现浇混凝土管桩不会产生任何污染，是在改进预制管桩技术的基础上延伸而来，在软土路基处理中发挥着重要作用，有效避免了各种质量问题和安全隐患的出现。

参考文献

[1]姜振春.软黏土中超长预应力高强度混凝土管桩竖向承载特性试验研究[J].岩土力学，2012（09）.

[2]刘春原，李光宏，李兵.预应力管桩振动台试验的数值分析[J].岩土力学，2012（S1）.