公路软基处理中预应力管桩施工技术的运用

杜季恩

(山西路桥第一工程有限公司，山西 太原 030000)

0 前 言

在社会进步发展下，越来越多的新技术形式开始被人们应用到建筑工程施工中，其中，预应力管桩就是一种应用比较广泛的施工技术形式。从整个建筑工程施现场实际情况来看，预应力管桩技术具有可靠的成桩质量、规模化的生产管理模式、耐久性和承载力强、价格低廉、应用范围广泛的特点。基于预应力管桩独有的特点，其开始成为建筑施工中的主导桩型。为了更好地促进建筑工程施工建设发展，文章结合实际就预应力管桩施工技术在公路软基处理中应用问题进行探究。

1 工程案例概况

某工程常年遭受雨水的浸泡，地势比较低，所在地形区域水网密集分布，位于山前海积平原区，上部为厚层的海积相流塑状淤泥土，下部为海积相软塑状粉质黏土。为了保证高填方路基的安全稳定，该工程拟采用预应力管桩施工技术。

2 预应力管桩施工技术

和一般性的软土地基处理技术相比，预应力管桩施工技术具备以下应用优势：第一，预制形式采用离心技术形式，桩身强度比较高，能够达到C60的水平；第二，经济性较强，管桩空心混凝土的含量比较少，加上预应力钢筋含量较低，导致预应力管桩施工技术在应用时所消耗的成本比较低；第三，较高的穿透力，预应力管桩表面砂石土层在静力压桩的作用下能够直接被穿透；第四，成桩质量比较高，桩身质量有保障，焊接技术工艺的使用使得桩身渗透力比较强，加上桩身高度比较理想，导致土层对管桩的影响较小，成桩质量有所保障。

3 预应力管桩施工技术在工程软基处理中的应用

3.1 施工准备

水资源对预应力管桩施工技术的应用有着十分重要的影响，为此，在将预应力管桩施工技术应用到工程软基工程中的时候需要做好地表水的截排工作。同时，各个桩体在正式施工的时候需要做好逐级编号工作，在具体压桩操作的时候，还需要着重提升桩机操作人员的基本工作水平，具体要求施工人员在制定好施工方案之后根据施工现场实际情况来调节之前的施工设计方案，应用切实可行的技术和方法来使得管桩处理达到理想的效果。

另外，试验桩试验也深刻影响整个工程的施工质量，为此，在施工之前需要相关人员做好试验桩工作，根据试验桩的测试结果来修正以往的设计参数，实现管桩安排布置和现场情况的适应。

3.2 测量放线

在公路软基建模完成之后需要根据工程建设的需要来计算出每一个管桩的坐标，按照坐标点的布置要求将预应力管桩铺设成等边三角形的形状，并将预应力管桩之间的间隔距离控制在1.8～2.4 m。多个桩体的聚集会形成半径为2 500 m的曲线，会对中心地基产生挤压，这个时候就需要使用水准仪及时矫正管桩设计的偏差。

在安排布置桩位的时候要注意逐个放样，目的是减少施工误差，使得试验桩获得的资料能够为整个工程施工提供重要的支持。

3.3 桩机的就位、吊桩

在开展试验测试时候确保承载力能够满足支撑桩基的支撑需要，而后对桩基零部件、电压开展检测，按照既定的压桩顺序来调节桩基的位置。管桩1/4的位置要进行必要的套牢处理，而后将其传达到规定的桩位上，按照既定方向起吊，管桩的起吊方向要和吊机的中线保持一致。

在吊桩移动到夹桩器正上方的时候，将吊桩放入到夹桩器的内部，缓慢降落，并将夹桩器的力度调节为压桩操作时的75%左右压力，在对夹桩器固定之后拆除丝绳套。

3.4 桩尖的焊接

根据工程地质的实际情况在原有设计基础上进一步完成桩板墙的支撑，并根据地质情况来进行桩尖的焊接设计。在管桩进入到夹桩器内部的时候还需要借助压桩液压缸将其调整到指定的位置上，在调整到管桩和地面间距1 m的时候开始进行桩尖的焊接。

3.5 正式压桩

首先，用全站仪建站，确定好业主给出的坐标系，在其中分别输入站点，后视点坐标，测量下后视点，复核。其次，输入或调用放样坐标，把仪器转到dHD为0度0分0秒处，然后在前面用棱镜对着仪器测距，根据结果来进行前进或后退。最后，在结果已经到了±1 cm 时可以打桩，打好桩后在桩上打钉，继续精确放样。

在压桩的过程中，压力缸、桩帽、桩身要始终处于同一个直线上，并将测量偏差控制在0.8%以内，在偏差超过0.8%的时候要及时查找原因并予以解决。在桩尖进入到更硬的土层中的时候不能使用移动桩架来予以纠正，而是要根据孔位的深度先对中间桩开展施工，再对周围桩进行施工，且施工速度要保持在一次压桩行程的1 m左右，在实施操作的时候要予以全程的监控记录。

在接桩的过程中要合理把握接桩最理想的时间，即在桩身剩余0.7 m的时候进行接桩，接桩的长度要参考压桩时的压力系数。在接桩操作的时候采取焊接或者法兰盘连接的方式，上下桩之间不能够出现间隔缝隙，如果不可避免地出现了间隔缝隙，则需要使用金属来进行填实处理。在桩节彻底被固定之后拆除桩。在施工的过程中接头和接缝之间不能出现缺陷，要保证焊接的饱满和牢固。

3.6 地梁施工

采取抽样调查的方式案检查管桩的完整与否，具体抽样比例是100个管桩至少抽取5个管桩开展检测，总体工程管桩的检测数量不能够少于30根。

在承载压力测试的过程中，要利用静载荷试验来计算承载数值，检测数量不能够少于3根，在检测完成之后将管桩和地梁进行刚性连接，制作出适合管桩的金属笼套。制作好的金属套笼需要漏出管桩顶面和地梁进行连接，将漏出的顶面和地梁使用铁丝进行绑扎。

3.7 测量公路软基现场沉降数值

使用有限元分析方法对路基变形沉降进行测量，之后打造出完善的模型来对公路工程施工不同阶段进行测量，实现对天然地基和持力之后地基沉降量的审慎分析。一般情况下，公路软基分成五层，每一层的软基沉降数值计算都需要因地制宜的选择适合的方式进行分析。

4 预应力管桩技术应用中存在的问题和解决对策

1)桩身倾斜。在实际施工中可以发现，在施工场地不平整、倾斜度和坡度比较大的情况下桩机会出现倾斜，在桩机出现倾斜之后还会伴随出现沉桩倾斜问题，导致桩的桩锤、桩帽、送桩器不在一个水平面上。为了处理这个问题，在施工之前需要施工人员做好土地平整工作，通过平整土地来确保压桩过程中桩身始终保持在垂直的状态。在实际施工中桩机之间的间隔距离还需要控制在20 m之内，在倾斜90°的方向上设置一台经纬仪，在经纬仪布置好之后检查桩身的垂直度，就桩身的垂直度进行记录。

2)桩身断裂。在沉桩期间桩身倾斜错位，桩身在错位之后虽然桩尖所在的土壤环境不会出现变化，但是伴随施工的深入进行，桩身本身会出现回弹的问题，回弹问题加深最终会导致桩身出现断裂。经过现场调查研究分析出现这种问题的原因是施工过程中桩身出现了弯曲，在弯曲程度不断加重的情况下会出现桩身的断裂。在桩身压力超过混凝土抗压强度的情况下还会出现混凝土破碎的问题。为了能够解决以上问题，在施工之前需要施工人员将地下障碍物清除干净。在沉桩操作的过程中如果出现了不垂直的问题需要及时纠正。在压入桩达到一定的深度之后要采取措施纠正其出现的倾斜问题。在接桩时应当确保两节桩位于同一轴线上。

3)桩顶位移。在沉桩期间，邻近桩会出现横向位移情况，导致该种现象的原因主要是桩数量比较多，土层密实饱和，桩之间的间距比较小。为了解决这个问题，在压桩的时候需要严格按照“从内侧向外侧，每根桩先长桩后短桩”的顺序施工，在压后一排桩之前要检查前一排桩的偏位情况。

5 结束语

预应力管桩技术在公路软基施工中的应用是公路工程施工的一种创新体现，为了更好地验证预应力管桩在高速公路软基处理中的应用效果，文章设计模拟试验来进行沉降量的对比分析，在公路软基模拟软件中输入相同参数，分别使用传统路基处理方式和预应力管桩处理方式来分别施工，在施工中施加压力，持续相同的时间，测量沉降量，将测量数值绘制成图。经过实验对比分析发现，预应力管桩在高速公路软基处理中的应用和传统地基处理相比，公路软基沉降量会减少12 cm，且总体施工效率高、质量检测方便、处理质量稳定，值得在高速公路工程中广泛应用。

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