探析高填方下PHC管桩加固软土路基的应用

聂金龙 邵亮

摘 要：本文主要对PHC管桩、桩帽、褥垫层组合的深层软基加固处理技术进行探析，使PHC管桩、桩帽、褥垫层有效结合，提高地基承载力。同时，通过路堤填筑形成土拱效应，避免桩（帽）土顶面的差异沉降反射到路面，减少路基沉降引起的道路病害。

关键词：PHC管桩；深层软基处理；桩帽；褥垫层

1 引言

本文主要以安庆高新区山口片外环西路建设工程软土地基处理为实例，对PHC管桩深层软土路基处理技术进行探析，形成一套完整先进的施工工艺，以提高工程质量，节约工期及成本。本工程采用全液压静力压桩机施工，预制管桩采用PHC-Ф300mm预应力管桩，壁厚70mm，管桩类型为A型，混凝土强度等级C80。

2 主要施工工艺

2.1 主要工艺流程

桩基平台填筑→PHC管桩施工→成桩检测→桩帽施工→褥垫层施工→路堤填筑

2.2 施工准备

（1）测量定位：准确测量放样出各个桩位，桩机就位。

（2）复核桩位：测量人员要对桩位进行复测、校核。

（3）根据施工图绘制桩位编号图，并合理确定配桩方案。

（4）施工前应逐根检查管桩质量。

2.3 吊装、插桩

用一台25t吊车配合打桩机进行吊装，人工配合打桩机准确快速地卡入桩，然后移至桩位，过程中有专人指挥协调。插桩入土30～50cm为宜，然后进行调校，校核桩的垂直度可采用垂直角，即用两个方向（互成90°）的经纬仪使导架保持垂直，调较垂直度满足要求方可沉桩。插桩前应注意相邻桩的接头位置错开，同一断面接头不超过25%。

2.4 压桩

整个压桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上。每根桩宜连续一次压完，不要中断，以免难以继续压入。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0.5-1.2m时，即可进行焊接接桩。接桩时可在下节桩头上焊接2根钢筋，以便新接桩节的引导就位。上节桩找正方向后，对称点焊4—6点加以固定，然后进行施焊，最后将导向钢筋拆除。管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行；施焊第一层时，宜适当加大电流，加大熔深。采用手工焊接，第一层用ф3.2或ф4.0的E43型焊条，第二层以后用ф4.0—ф5.0的E43型焊条，要保证焊接质量。焊接完毕应自然冷却，5-10分钟后方可再施打。

2.5 送桩

送桩采用送桩器，送桩器用钢管制作，长度一般比原地面至桩顶设计标高的距离长50cm左右。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上，并能重复使用。

送桩工具紧接桩顶部分，安放保护桩顶的硬木垫层，安放前要先将桩顶损伤部分清除并修理平整。桩与送桩工具的纵轴线要尽量保持在同一直线上，送桩必须与打桩一样连续打到规定标高，不得中断。送桩应特别注意最后贯入度，即最后100cm桩长的锤击及桩的贯入度。

2.6 截桩

当PHC管桩由于某种原因无法施打至设计标高时，在征得设计方的同意后，对于高出设计标高的部分进行截除，截除桩头宜用锯桩器截割，严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。

2.7 桩帽施工

桩帽是将褥垫层中的土压力传至桩身的重要构件，樁顶位于桩帽正中心并插入桩帽一定厚度。桩帽施工时先按设计要求的桩帽尺寸及标高开挖到位后立桩帽四周侧模，绑扎钢筋，检验合格后进行混凝土浇筑和养护。

2.8 褥垫层施工

（1）褥垫层施工工艺流程：铺设碎石—铺设双向钢塑格栅—铺设碎石—夯实。

（2）铺设褥垫层应在桩帽混凝土强度达到设计强度，经检验符合设计要求后进行，褥垫层厚度应符合设计要求，采用的级配碎石，粒径不得大于规范要求，填土前碾压采用小型打夯机进行压实，褥垫层的摊铺厚度应确保压实厚度不小于设计厚度。

（3）铺双向钢塑格栅前先人工整平，铺设时理顺、拉直、绷紧土工格栅，不得有褶皱和破损。

3 质量控制要点

3.1 静压法施工质量控制要点

（1）压桩机的型号和配重可根据设计要求和岩土工程勘察报告或根据试桩资料等因素选择。（2）沉桩顺序应符合下列原则：①空旷场地沉桩应由中心向四周进行；②某一侧有需要保护的建（构）筑物或地下管线时，应由该侧向远离该侧的方向进行；③根据桩型、桩长和桩顶设计标高，宜先深后浅，先长后短，先大后小；④沉桩机运行线路应经济合理，方便施工；⑤首节桩插入时，垂直度偏差不得大于0.5%；压桩时压桩机应保持水平；沉桩宜连续一次性将桩沉到设计标高，尽量缩短中间停顿时间，应避免在接近持力层时接桩。（3）沉桩过程应有完整的记录。（4）压完一根桩后，若有露出地面的桩段，应先截桩后移机，严禁用压桩机将桩强行扳断。（5）沉桩过程中出现压桩力异常、桩身漂移、倾斜或桩身及桩顶破损，应查明原因，进行必要的处理后，方可继续施工。（6）终压标准应根据工程地质条件、设计承载力、设计标高、桩型等综合考虑，应通过试桩确定终压力及单桩承载力特征值。（7）终压后的管桩应采取有效措施封住管口；送桩遗留的孔洞，应立即回填或覆盖。

3.2 工程质量检验和验收要点

（1）预应力管桩桩基工程应进行桩位、桩长、桩径、桩身质量和单桩承载力的检验。

（2）预应力管桩桩基工程的检验按时间顺序可分为三个阶段：施工前检验、施工检验和施工后检验。

①施工前检验。管桩运到工地后，应作下列内容的检查：管桩规格、型号的核查；管桩的尺寸偏差、外观质量的抽检；管桩端板或机械啮合接头连接部件的抽检；管桩结构钢筋的抽检；管桩堆放及桩身破损情况的检查等。②施工检验。压桩施工过程中工程质量检查和检测的主要内容应包括：桩的定位及压桩就位前的复测；压桩机具的检查；桩身垂直度检测；桩接头施工质量监控，终压监控；压桩记录的审核；桩挤土可能产生挤土效应造成桩身上浮，沉桩时的桩顶标高和全部工程桩沉桩完成后的桩顶标高监测。③施工后检验。施工结束后应对桩进行下列检验：截桩后的桩顶标高；桩顶平面位置；桩身的完整性；单桩承载力。

4 桩基受力分析

加固后地基的承载力由桩间土体和基桩两部分的承载力组成。为确保土拱的形成，充分发挥土拱效应，避免桩（帽）土顶面的差异沉降反射到路面而出现蘑菇状高低起伏的现象，要求管桩处理路段的路堤填筑高度宜大于1.4米。

5 结束语

采用PHC管桩对软基进行加固，其桩身混凝土强度高，可打入密实的砂层和强风化岩层，由于挤压作用，桩端承载力可比原状土质提高70%～80%，桩侧摩阻力提高20%～40%，PHC管桩的承载力要比同样直径的沉管灌注桩、钻孔灌注桩和人工挖孔桩的承载力高，具有造价适宜，施工工期短，施工现场文明整洁等优势。在市政道路工程等深层软土路基处理中得到广泛应用。

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