试论现浇混凝土管桩技术在公路软基施工中的应用

杨金磊

摘 要：现浇混凝土管桩技术吸收了预应力管桩、振动沉管桩等技术的优点，施工工艺简单，可操作性强，是一种适合于软土地区的新型高效优质桩型，具有较大的推广应用价值。作为一种全新的桩型，本文介绍了现浇混凝土管桩的工作原理，并结合具体工程案例，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；施工准备

1 工程概况

某公路工程地基土层为8m～18m深粉质粘土，设计路堤填土最大高度为6.0m。通过堆载预压、真空预压、粉喷桩等方案比较，最终确定了浇筑混凝土管桩复合地基加固技术方案。设计桩长从6m～11.8m不等，设计直径1000mm，壁厚120mm，混凝土等级C20，坍落度5cm～8cm，桩间距横向3.0m，纵向间距排与排之间3.5m，采用正方形布置，设计7.8m长管桩竖向极限承载力600kN。

2 现浇混凝土管桩工作原理

现浇混凝土管桩是近年新发展的一种新型桩技术，类似沉管灌柱桩，涉及震动、沉管、拨管、浇筑混凝土等工艺。目前国内做法有两种，一是桩头采用预制钢筋混凝土桩尖，二是采用活瓣桩靴。其工作原理基本一致，即依靠沉腔上部锤尖的振动将内外双层套管所形成的环形腔体在预制桩头（或活瓣桩靴）保护下打入预定的设计深度，在腔内现浇混凝土，之后振动拨管，在环形城中土体与外部的土体之间形成混凝土管桩。浇筑混凝土管桩作为复合地基使用，利用刚性桩（类似沉管灌柱桩）的施工工艺提高常规复合地基（如水泥土桩）的单桩承载力作为复合地基，充分利用土体的承载桩、土共同作用共同变形，避免基础由于淤泥震陷造成基础土层脱空。本工程采用预制混凝土桩尖的振动机。

3 公路软基施工中现浇混凝土管桩施工准备

1、施工前调查清楚施工区域内地上、地下管线和周围建筑物情况，采取保护或迁移措施，施工场地应整平夯实，土质松软时，应予换填。

2、认清桩位并检查桩位是否正确，若有偏差报请有关技术人员重新定位，如符合交底尺寸，既以木桩的铁钉为准，放出本桩中心桩，护筒内径通常比使用钻头直径大（旋转钻大20CM），常用护筒用2～4CM厚钢板焊成，顶端焊有吊耳。护筒顶部位置偏差不得大于5CM，护筒斜度不得大于1%。

3、调制泥浆。灌入钻孔中的泥浆，其比重在一般地层以1.1～1.3为宜，松散易塌的地层以1.4～1.6为宜。泥浆由粘土与水拌合而成，一般选择塑性指数大于17.当缺少适宜的粘土时，可用较差的粘土，并掺入部分塑性指数大于25的粘土。若采用砂粘土时，其塑性指数不宜小于15，其中大于0.1MM的颗粒不宜超过6%.新制泥浆含量不宜大于4%，循环泥浆不得超过8%.粘土的备料数量：砂质河床时，粘土备料数量約为钻孔体积的70%～80%，砂、卵石层河床时其数量约为钻孔体积的100%～120%。

4 公路软基施工中现浇混凝土管桩施工工艺

1、清理场地

现浇混凝土管桩施工前期，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。

2、测量放样

按照施工规范规定，根据设计尺寸将现浇混凝土管桩位置准确放出，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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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%桩长位置，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。

7、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。

8、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。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。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 结束语

综上所述，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。

参考文献

[1]刘博.贾俊召；关于现浇混凝土管桩技术在市政道路中的运用[J].江西建材.2013年06期

[2]王爱云；现浇混凝土薄壁管桩技术及应用[J].山西科技.2012年02期

[3]高兴权；现浇混凝土大直径管桩复合地基（现浇混凝土管桩）施工工法[J].福建建材.2016年03期

[4]时贞祥；现浇混凝土薄壁管桩施工技术[J].水利水电施工.2016年04期

[5]周剑伟，袁航新，朱晓艳.废旧轮胎桩靴现浇薄壁管桩施工技术及其工程应用[J]. 浙江交通职业技术学院学报. 2011（02）