预应力管桩在高速公路软基处理中的应用

第44卷第12期

2 0 1 8 年 4 月

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Vol. 44 No. 12Apr. 2018

文章编号：1009-6825 (2018) 12-0132-02

预应力管桩在高速公路软基处理中的应用

高好李伟

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安710075)

摘要:通过探讨预应力管桩的实用性及特点，对预应力管桩的施工方法进行了介绍，同时总结了预应力管桩在高速公路软基处 理应用过程中存在的问题，提出了相应的解决措施。针对工程案例,就预应力管桩的应用优化提出意见，以为相关工作人员提供 参考。

关键词:预应力管桩，高速公路，软基处理

中图分类号:U416.1

文献标识码:A

高速公路软基处理的预应力管桩大多由工厂统一生产，这些 预应力管桩的质量比较高，强度等级也相应较高。PTC预应力管 桩和PHC预应力管桩的尺寸参数通常相同,仅在强度等级上存在 差异，后者等级更高，使用对桩体强度要求较高的工程。每批预 应力管桩在投人使用之前都需要严格进行质量检验筛选,才能将 其应用在软基处理中。在进行质检时，需要满足以下几点要求: 第一，要对原材料进行检验，形成完善的检查报告。第二，检验桩 体的强度，并进行压力测验。第三，要对预应力管桩的产品标识 进行识别。第四，要复查桩体的尺寸偏差是否在合理范围。第 五，严格测试预应力管桩的抗弯性能。第六，要复测管桩桩体的 保护层厚度[2]。

〇引言

随着我国基础建设的大力兴起，国家路网的规划以及各地路 网的建设都日新月异，高速公路路网的建设进度也逐渐加快。在 开展高速公路建设的过程中，需要面对各种复杂的软土地基，为 了有效的处理软基，减少路基工后不均匀沉降，确保路基的稳定 和安全，必须对其采取针对性的处理。预应力管桩是目前软基处 理采用比较广泛的一种有效处理深层软基的技术,可以大幅提升 高速公路的整体质量，保证高速公路的稳定性。预应力管桩桩身 采用高强度混凝土预制而成,通常为空心薄壁构造，出厂前施加 好设定的预应力，在现场通过各种机械压人地基中的一种线形加 固体，依靠其较大的桩侧摩阻力和桩尖端承力以及其和桩间土之 间的复合作用来提高地基承载力。如何选用预应力管桩以及如 何进行有效的施工是必须要仔细研究的重要技术问题，对确保软 基处理效果有着十分重要的意义。

2_ 2适用条件及布设情况

目前来看，常用的预应力管桩主要分为两种:PTC预应力管

桩和PHC预应力管桩。该两种方法在使用前，均需要对现场的软 土厚度进行复测。PTC预应力管桩主要适用于软土厚度10 m ~ 20 m,要求压桩机的最大压力超过180 t。当软土深度超过20 m 时,应采用PHC预应力管桩，此时需要的最大压力超过270 t。在 对预应力管桩进行布设时，需要根据现场实际地形和布设条件， 设置合理的桩位平面布置图，具体布设时应考虑到填高、地下水 位等对桩间距的影响。

1项目工程概述

江苏省某高速公路旧路加宽改扩建工程建设,原老路路基的

全长为80 km左右，设计时速为100 km/h，为双向四条车道公路， 路基宽度为26 m，该高速作为当地的重要交通干线，目前已难以 满足当地交通量的需求，应当地政府的要求，该旧路需进行加宽 扩建，左右两侧分别加宽后的路基为40 m宽的整体式双向八车 道高速公路。

该项目沿线主要位于微丘平原区，地形起伏较小，地表主要 为水稻田和农田，平原区的大范围分布软土。该地的软土厚度不

一

3预应力管桩的施工准备

水对预应力管桩的施工影响较大，施工现场必须要确保有效

截排地表水。预应力管桩对存放场地的要求较高,存放地环境越 高，越利于保证预应力管桩的质量。各粧体在施工时应逐桩做好 编号施工记录。在压桩过程中，桩机操作人员的经验和水平直接 影响着预应力管桩的使用效果，因此需要提高桩机操作人员的素 质，做好桩机压人施工的监督。

施工人员需要以设计方案作为依据，并结合现场实际情况， 动态调整原设计方案，采用切实有效的施工方法，以确保管桩的 处理效果。试粧实验对于整体施工有着至关重要的作用，加固效 果的好坏与实验结果密切相关，因此在施工前一定要做好试桩。 根据试粧的测试结果，以指导和修正原设计参数，从而保证管粧 更适合现场实际情况。试粧工作是预应力管粧软基处理的先导， 试桩的数量一般为五根，必须要挑选有代表性的粧位，以确保试 粧结果的可靠性和准确性[3]。

，部分区域软土厚度较小,而部分区域软土厚度达到了 40 m[1]。

通过地质钻探和室内试验分析查明，该区域软土性质较差，具有 高压缩性、高孔隙率、高含水率以及承载力低下等显著特征，主要 为第四系湖相沉积的淤泥质粉质黏土组成。

经对旧路的检测调查,部分旧路由于原软土处理措施不到 位，导致了局部路段软土沉降问题非常严重。且该高速公路作为 沿线城市的重要交通要道，在后期的改扩建过程中不能采取封路 的措施进行施工，必须要保持原路车辆的正常运行。为了确保高 速公路的安全，减小拼宽段路基的不均匀沉降，需要对软基路段 的拼宽路基基底进行特殊处理，结合该地区的经验习惯，该项目 的拼宽段采用预应力管桩进行深层软基处理，不仅大大节省了施 工工期，而且工后沉降经监测均满足规范要求，实际处理效果较 为理想。

4预应力管粧的施工步骤

在进行预应力管桩施工之前，应做好场区整平工作，以确保

2预应力管粧的实用性及特点

4.1 压实底板

2.1 管桩性能及质检工作

收稿日期:2018-02-06

作者简介:高婷（1986-),女，硕士，工程师；李伟（1985-),男，硕士,工程师

第44卷第12期2 0 1 8年4月

高婷等:预应力管桩在高速公路软基处理中的应用

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桩机施工能有一个较平整的工作面。在路基红线以外，要预留出 一条排水沟渠，用于排除场区水和隔断场区外汇水，且必须保证 沟渠不积水、不溢水。地表压实是施工的基础步骤，施工时需对 地表约20 cm的表土翻松后进行压实，经压实处理后的基底压实 度应不小于90% ,对于难以直接压实路段可以采用掺人5%的石 灰材料改良表层土。

桩应严格控制堆放层数，严禁堆放超过四层。在堆放预应力管桩 材料时，应该尽量选择平整的场地，并在预应力管桩底下应用垫 木进行支撑。经实践经验检验，静压施工是目前采用较多且效果 较好的沉桩施工方法，对各种预应力管粧均适用。

预应力管桩施工的规模较大，施工组织复杂，机械设备较大， 施工过程中危险系数较高。工作人员在施工现场，必须携带必要

的安全用具，应用口哨等对预应力管桩施工进行指挥，避免预应 力管桩出现破损等问题。同时，工作人员需要对压桩机的压力表 进行识读，统计压力表的数据，做好各项记录工作。如果压力表 数据出现异常，工作人员应该将情况立刻上报给有关部门，要求 相关部门对问题进行分析和解决[6]。

由于预应力管桩施工后完全埋人地下，属于性隐蔽工程，在 桩帽施工后，地表根本难以看出实际的处理效果，且在压桩施工 过程中受制约的因素较多，因而在压桩工作完成后，必须对预应 力管桩的深度进行检测，以确保预应力管桩深度达到了设计要 求。在预应力管桩顶端和底部均应用涂料进行标注区分。压桩遵 循先长后短的顺序，工作人员还应当注意预应力管桩的偏位情况。

为了减少预应力管桩对路基的影响，应该做好施工过程前后 的排水工作，可以通过在预应力管桩的中间设置塑料排水板等竖 向排水体进行排水。排水板的布设好坏直接制约预应力管桩的

4.2放样压桩

根据设计方案，测量人员应现场放样以准确测定预应力管桩 的位置。桩位和圆心要进行标记，施工过程中需要对标记进行保 护。在压桩工作中，工作人员要应将桩体捆扎结实，水平勻速至 挪送到桩机中。施工过程中要随时检查桩体的垂直度，避免预应

力管桩出现偏移问题。第一根预应力管桩的深度为30 cm ~ 50 cm,垂直度不能超过0.5%。在正式启动压桩机后，需要记录 压桩机的运作时间以及压桩压力等[4]。压桩速度会对压桩质量 产生影响，一般来说，压桩的速度为1 m/min~2 m/min。

预应力管桩常见的预制长度为6 m,8 m和10 m三种,预应力 管桩的长度不同，搭配组合原则也不尽相同。一般来说，当桩长 不大于10 m，采用一节预应力管桩。当桩长不小于24 m，采用一 节或两节预应力管桩进行拼接。当桩长大于24 m，只能应用三节 或三节以下的预应力管桩。接桩时头部需要高出地面，下节预应 力管桩上面应该施加导向箍,尽量保证预应力管桩的垂直状态。

施工效率。施工时应做好管桩和排水板的放样定位，合理确定两 当两节预应力管桩出现错位时，应该立刻对错位区域进行刷洗，

者之间的间距，以确保两者在互不干扰的同时，能够发挥出最大

同时应用焊条对其进行焊接。焊接层数要不小于2,坡口应该保

的协作作用。排水板布置工作要在施工之前开展,工作人员需要

持连续。在焊接完成后，要使桩头自然冷却。在送桩时，工作人

采用逐排施工的方法。

员应该应用仪器确定地面高度，及时获取送桩数据。在送桩完成 后，要在预应力管桩上施加压力，确保预应力管桩不会在外力作 用下发生过度沉降。

6结语

以具体的工程实例为依托，在高速公路的软基处理中，合理 的采用预应力管粧处理深层软土效果十分明显，在节省工期的同 时，大幅提升高速公路路基的整体稳定性，减少了工后沉降，从而 保证了高速公路的施工和运营期间的安全。

4.3桩帽施工及断层工作

在预应力管桩压桩施工结束之后，监理单位应立即对桩身完 整性和沉桩效果进行验收，验收完成便可展开桩帽施工工作。管 桩的顶部土层应逐层开挖，深度应满足桩帽设计方案要求。对于尺 寸出现有偏差的桩顶进行细部整修，构建出桩帽模型。在桩帽大体 框架成型后，捆扎钢筋然后开始在桩体上方浇筑桩帽用混凝土。

在进行预应力管桩施工前，需于地层顶面路基基底铺设一定 厚度的垫层材料。垫层材料主要采用砾石和碎石等粒料,并按照 科学的配比率进行配比。垫层材料的颗粒半径通常为2 cm ~ 5 cm之间，过大或过小均难以达到垫层的铺设效果。在制作垫层 材料时，工作人员应该在第一层铺设碎石，并对碎石进行压平。 如果碎石之间的缝隙过大，应该在中间补充石屑。在第一层铺设 完毕后，可以继续开展第二层铺设工作，同时把碎石层的深度控 制在20 cm左右[5]。在应用推土机压实碎石层后,还需要利用压 路机进行土层振压。第三层碎石层的深度仍然为10 cm，施工方 法和第二层相同。

参考文献：

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70.

吴炼忠，梁定.山区高速公路领应力管桩复合地基处治施 工技术[J].广东交通职业技术学院学报,2007 (3) :43-44,

5施工注意事项

在运桩过程中，桩臂长度应该限制在1.5 m以内。预应力管

Application of prestressed pipe piles in soft foundation treatment of expressway

Gao Ting Li Wei

(CCCC First Highway Consultants Co. , Ltd, XV an 710075, China)Abstract ： By discussing the practicability and characteristics of prestressed pipe piles, this paper introduces the construction method of pres­tressed pipe piles. At the same time, it summarizes the existing problems in the application of prestressed pipe piles in highway soft foundation treatment and puts forward corresponding solutions. For engineering cases, opinions were given on the application optimization of prestressed pipe piles to provide reference for relevant parties.Key words ： prestressed pipe pile, highway, soft foundation treatment