预应力管桩在公路软基处理中的应用

2019年第33期（11月 下）

预应力管桩在公路软基处理中的应用

黄希望

（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 050000）

摘要：传统的公路软基处理方法对于软基沉降的处理效果不佳，因此需在公路软基处理的施工中利用预应力管桩来解决软基沉降的问题。基于此，主要对预应力管桩的施工过程进行详细阐述。最后进行实验对比分析，实验结果表明，利用预应力管桩处理后的公路软基沉降量比传统方法减少了12.0cm，验证了公路软基施工中预应力管桩的有效性。关键词：预应力管桩；公路软基；沉降 中图分类号：U445.55

文献标识码：B

钢筋，利用混凝土进行浇筑，这样可以增加预应力管桩的强度，利用压桩机将其打入地基时，能够减少沉降量[2]。管桩的长为7～12m。桩径固定为400mm，允许偏差值为[-2mm，5mm]；壁厚为95mm。1.2 测量放线、试桩

随着公路软基模型建立的完成，根据施工需要计算每个管桩的施工坐标。根据平面上已经布好的点，将预应力管桩铺设成正三角形，预应力管桩之间的距离控制在1.8～2.4m，由于群桩会形成一个半径为2500m的曲线，造成对中心地基的挤压，需要采用全站仪和水准仪对管桩进行矫正。在布置桩位时，必须逐个放样以减少施工误差，试桩需要选择试桩的合理位置，试桩要选择不同位置不同地质且不少于3根，根据试桩得到的数据进行资料汇总并确定施工方案。

1.3 桩机就位、吊装、喂桩

经K30.4的实验测试，承载力足够支撑桩机后，对桩机的零部件及电压进行检测，确保设备运转正常，按照压桩顺序调整好桩机位置，管桩桩端1/4位置要套牢并传送到指定桩位[3]，按照规定方向起吊，方向要与吊机中线保持一致。起吊过程中吊机周围20m内要进行人员疏散，确保安全作业。在吊桩移动到夹桩器正上方时，要垂直向下放入夹桩器内。操作过程为：夹持高出桩机部分的顶面慢慢平移至桩机中心后，将桩缓慢降落放入夹桩器中，夹桩器力度调整为压桩时压力的 75% 左右，将其固定后拆除丝绳套。1.4 焊接桩尖

图1 软基处理主要施工步骤

0 引言

随着广东的快速发展，交通流量不断增大。由于珠江三角洲附近特殊的地质构造，软土分布广泛，很多公路修建过程中都需进行软基处理。公路软基也称为公路软弱地基，是地基中的一种不良状态。由于地基土质强度较低、压缩性高，亲水性好，但透水性却极差，在这样的土质上修建公路或其他建筑物，会因为软弱地基中孔隙水压力而导致地基变形。传统的公路工程软基处理方法能够降低软弱土质的压缩性，但对于变形沉降的处理效果并不好。运用预应力管桩对公路软基进行处理，可解决软基处理中变形沉降的问题并提升公路的稳定性。

[1]

1 预应力管桩在公路软基处理中的应用

在公路进行施工时，为了保证各结构体不发生沉降，路基软基处理十分关键。在公路软基处理施工中，对于不同的地质和施工条件采用适合的处理方法可事半功倍。采用预应力管桩进行公路软基处理的主要施工步骤如下：

根据工程的实际地质情况，利用原设计进行桩板墙的支撑，桩尖后方采用碎石建筑。根据不同的质地进行桩尖焊接的设计，结合工程中的设计要求来对桩尖进行焊接。当管桩进入夹桩器时，经过压桩液压缸向下调整至管桩距地面1m左右时，开始桩尖的焊接。桩尖焊接前清理桩尖与管桩底部的杂屑，使用二氧化碳焊条连续焊接两圈，直到桩尖与管桩底部之间空隙填充饱满。1.5 压桩

当第一节管桩在焊接桩尖的位置就位后，要对桩身的

下面对预应力管桩公路软基处理施工中的几个重要步骤加以详细说明。1.1 管桩前期准备

根据相关部门提供的项目概况，结合实际施工条件，对管桩放置的位置进行合理布点。依据图纸测量放线划分出施工的场地进行安全隔离，同时划分管桩桩位的施工边界。管桩的结构主要包括三部分：桩身、桩尖和桩帽。桩帽中配备

收稿日期：2019-07-14

作者简介：黄希望（1986—）男，工程师，本科，主要从事路桥工程管理工作。

44交通世界TRANSPOWORLD垂直度偏差进行校正。在此过程中，先用水准尺进行粗校正，再用两台经纬仪搭配吊线锤，选择两个互为垂直关系的两个方向进行检测，保证桩身垂直度偏差不超过 0.5%。静压过程中，应保持压力缸、桩帽和桩身在同一条直线上，并随时检查桩的垂直度，当偏差大于0.8%时，要找出误差原因并校正，但当桩尖进入硬土层之后，不能采用移动桩架等行为强制纠正。根据孔位的深度，配桩时遵循先压长桩，后焊短桩，先施工中间桩，再施工周围桩的原则，且速度保持在一次压桩行程1m左右，全程监控并记录，出现异常情况要及时上报。在进行接桩时，最佳时机就是当桩身剩余0.7m时，配桩的总长宁大勿小，长度需要参照压桩时的压力系数；采用焊接或法兰盘连接，上下节桩之间不允许存在间隙，如有间隙，需先用金属填实，当

层序12345

层滴埋深/m

1.253.755.8510.2515.05

岩土层主要形态

素填土粉质填土淤泥质土粉砂卵石土

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桩节彻底固定后再将其拆除和施焊，施焊的接头不能太密集，要错开施焊，接头和接缝不能有缺陷，要焊接饱满，确保牢固度。预应力管桩在施压到最终条件时，当最后一节管桩仍有一部分露出地表时，利用截桩器将高出管桩顶面设计标高的部分割开，达到分离的目的。1.6 地梁施工

检测管桩的桩身完整性，采用抽样检测，每100个管桩中至少抽取5个管桩进行检测，整个工程的管桩检测量不少于30根。在承载力的检测过程中，利用静载荷实验进行承载力验算，检测数量不少于3根。将管桩与地梁进行刚性连接，制作适合管桩的金属笼套，其底部放置厚度为3cm的金属托盘，笼套要漏出管桩顶面与地梁用铁丝进行绑扎，地梁需使用钢模板进行浇筑。

含水量（%）

19.838.453.631.616.2

承载力基本值/kPa

14519060 110 120

表1 物理力学指标密度/（g·cm-3）

1.93 1.57 1.69 1.77 1.56

1.7 测量公路软基现场沉降量

可以采用有限元法对变形沉降进行测量[5]。通过模型对公路施工过程中不同的阶段进行测量，进一步对天然地基和持力后的地基沉降量进行分析。公路软基一共有5层，根据每一层具有的不同特点，路基的施工需要分别对每一层进行施工，这5次施工中一些物理学指标见表1：

根据表1中的各项指标，可对公路软基的地质条件有一定解，能够在进行预应力管桩的施工时作为一个参考的标准，并顺利完成预应力管桩在公路软基中的施工。

图2 设计的方法施工沉降量

2 实验

为了验证在公路软基处理施工中预应力管桩应用的有效性，设计模拟实验进行沉降量对比。在模拟软件中，在公路软基设置中输入相同参数，分别利用传统的公路软基处理方法和预应力管桩处理方法进行施工，在施工后的公路上施加一定的压力，保持相同的时间后，测量沉降量并将测量结果绘制成图，如图2所示：

从图3可以看出，利用传统方法处理的公路软基沉降量平均为22.4m，利用预应力管桩处理后的公路软基沉降量平均只有10.4cm，验证了预应力管桩在公路软基处理中的优势。

图3 传统方法施工沉降量

参考文献：

[1] 潘延连，李文技，唐晓焰，等. 水泥搅拌桩和预制管桩

在高海拔冰积层软基处理中的应用研究[J]. 建筑施工，2017（9）：1324-1325.

[2] 张雪松. 预应力管桩在高速公路地基处理中的应用研究

[J]. 公路交通科技（应用技术版），2017（8）：98-100.[3] 刘键彬. 预应力管桩在新建南广高铁市区软基地段的应

用[J]. 价值工程，2017（10）.

[4] 李西兴. 预应力管桩施工及其通病处理分析[J]. 建材与装

饰，2018（16）：273-274.

[5] 吴建新. 高速公路扩建工程中控沉预应力管桩的施工技

术[J]. 交通世界，2015（3）：147-148

（编辑：钱宇宁）

3 结语

应用预应力管桩对公路软基进行施工，是公路软基处理的技术的重要突破。经过对比实验结果表明，利用预应力管桩处理后的公路软基沉降量比传统方法减少12.0cm，且具有施工效率高、质量检测简便、处理质量稳定等诸多特点，该技术应得到广泛应用。

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