张磊 赵如雄 李兵
四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610031
摘要：随着我国交通运输业的发展，公路施工项目随之增多。目前，预应力管桩施工技术被广泛应用于公路软基处理中，预应力管桩施工技术具有多种优势，如桩身具有较好的耐锤击性与较强的穿透力。基于此，本文对公路软基处理中预应力管桩施工技术的运用进行了深入研究，具有重要意义。
关键词：公路；软基处理；预应力管桩；设计运用；施工技术
引言
目前，预制桩基础在软土地基中已经得到广泛应用。自20世纪90年代以来，沿海软土地区大量采用高强预应力混凝土管桩进行地基处理，以其可靠的质量和合理的造价，在房屋建筑、道路交通、港口码头等工程中得到了广泛的应用。本工程位于城区，周围都是居民区，环保要求严格。如采用柴油锤击入桩时噪声大且拌有浓烟油污，不仅对环境造成污染，还不符合文明施工要求。桩基础工程采用全液压静力压桩机代替锤击桩机。降低了噪声影响，减少了环境污染。桩基施工采取静力压入法具有很强的适应性，体现了巨大的优势和广阔的前景。
1预应力管桩施工技术的优点
1)单桩承载力较高。预应力管桩的桩身由混凝土制成，具有较高的强度，约50～80MPa，通过运用静压力或者锤击力，能够向较高密实度的砂层或者较高强度的风化层中打入管桩，管桩桩尖附近的持力层会产生极为强烈的挤压加固作用，有助于管桩桩身承载力的提高。
2)适用范围较大。预应力管桩具有多种不同的规格，一般厂家均能够对其进行生产。另外，预应力管桩的长度范围为10～12m，在实际中，能够根据施工现场具体情况进行灵活搭配与合理调整。
3)便于施工。预应力管桩的长度范围为10～12m，常选用吊钩钩住管桩两端，以起吊预应力管桩的桩身。一般情况下，主要选用锤击桩机和静压桩机这两种方法打入管桩。通过选用电焊法，进行接桩，通过焊接两节管桩端头的预埋钢板，以形成一个整体，安排两个焊工同时焊接同一个接头，焊接时间为10～15min。
4)成桩长度不受机械的约束。在前一节桩身打入地下以后，方可在其上对后一节桩身进行焊接，因此，能够自由掌握管桩的桩长，不会受到机械的约束。
5)具有较强穿透力。因为管桩桩身具有较强的强度，在经受上千次的锤击以后，桩身也不会发生损坏，同时能够穿透密集的砂层。桩身的损坏率不到0．5%，具有极强的耐打性。
2预应力管桩的施工工艺
2.1施工准备工作
施工现场经平整、夯实处理后，为确保桩位准确，测量人员借助全站仪等数字测量设备进行测量放线，按设计单位提供的基准点测放高程、水平测量网，确定管桩中心点并记录，复核无误后规划桩机行走路线。测量网轴线偏差控制在10mm以内，桩位偏差控制在20mm以内，联合验收通过后施工。
2.2桩位的放样
在某公路工程中，管桩设计包括桥头一级路段与桥头二级路段，选用梅花形布置方式。其中，在桥头一级路段，桩间距为2．2m，桩长30m，桩径为40cm;在桥头二级路段中，桩间距为2．6m，桩长27m，桩径为40cm。在正式施工之前，应先对道路边线、中心线进行放样，然后根据设计要求，对全部桩位进行确定，利用石灰作标记。
2.3起吊插桩
通常采用单绳起吊插桩的方式，吊点位于距离桩顶800~1200处，匀速起吊；还要避免桩与钢梁的碰撞损伤，可以利用悬挂于桩架的旧轮胎进行缓冲，使之面向吊桩一侧的水平钢梁表面，达到预期的缓冲效果。同时，要注意桩下端与桩点之间垂直对正，具体操作方法为：将桩插入桩架—送至桩孔—平旋180°，注重控制垂直偏差，通常要控制在0.5%以内。
2.4沉桩
采用由内而外、先浅后深、先长后短的顺序，进行沉桩压入操作，使沉桩始终保持轴心受压状态，使之具有一定的受压状态、桩身沉入速度和桩身高度，并要注重送桩器与桩的中心线偏差控制，要将其控制在10mm以内。
2.5压桩
压桩时，卸掉管桩夹具，桩帽与桩周预留5cm～10cm左右间隙，桩帽与桩顶之间填放10cm厚木方作为衬垫，防止管桩桩头损坏。如果是深厚软基地质，为防止静压过大造成管桩变形、倾斜等问题，施工人员采用轻压方式，随压桩深度增加逐步增大压桩压力，压桩速度控制在2m/min以内。管桩入土深度超过500mm时，再次校正管桩垂直度和平台水平度，确保管桩垂直度偏差控制在0.5%范围内。压桩施工应连续进行，以免软土流塑性挤压引起管桩上浮问题。压桩过程中，针对桩身垂直度偏差，通过桩机导杆调整。针对桩机导架垂直度异常，通过滑动、旋转导架方式进行适当调整，确保管桩垂直度偏差控制在1%以内。如管桩垂直度超过允许值范围，应通过多压程调整，禁止强行扳正，避免桩身断裂形成断桩。压桩完成后，施工人员详细记录桩位压桩记录和深度，合理选择管桩上浮观测点，形成真实、准确的管桩施工记录资料，以便于管桩施工完成后交业主和监理单位验收备查。
2.6接桩
当下节桩压入土层后未达到设计要求的深度，须接桩处理时，下节桩须露出地面0.5m～1.0m。接桩时，用铁刷子清理好上下两节桩端头后，先将四角点焊固定，然后对称焊接，以确保焊缝质量和设计尺寸，焊缝应连续、饱满且施焊不少于2层，焊接好后，焊缝冷却不少于8min才能继续施压。为避免应力集中，不能浇水冷却，接桩时上下段应垂直，桩中心线偏差应小于等于1mm。
3公路软基处理中预应力管桩施工技术的质量控制
3.1加强管桩施工质量检查
要注重预应力混凝土管桩植桩前的质量检查和检验，核查管桩的桩径、长度、类型及根数，检查桩头与桩纵轴的垂直度及桩身的弯曲情况，并重点检验管桩是否存在纵、环向裂缝的质量缺陷。
管桩基础施工质量的检查检验尤其重要，要保证桩身的垂直度，使其偏差在1%以内。并要保证桩顶的标高，将其偏差控制在±10mm以内。同时，对于封口型桩尖的管桩而言，可以将低压电灯泡沉入管桩内腔进行照射，直观可视地察觉锥形管桩存在的缺陷；对于开口型桩尖的管桩而言，可以选用动测法检查桩身质量。
要采用现场静载荷试验法或高应变动测法，检测管桩基础工程的单桩竖向承载力，试验中的锚拉桩必须加固试桩的顶部，并不得选用工程桩。对于静载检测不合格的要进行加倍复检，仍不合格则采用高应变分理处测法进行抽样检测，并提出针对性的补强措施。
3.2桩偏位处理
避免管桩位移一是根据设计的桩位布置合理选择压桩顺序，达到减小挤土效应来避免桩身位移。确保桩机施工在软土地基压桩时按顺序行走，避免扰动地面土层，引起管桩位移。二是桩机压桩时确保机身水平，不倾斜。压桩过程需要有一定的垂直行程高度。因此需在压桩机第一、二行程中严格控制桩身垂直度。打桩速度也需相应进行限制，沉桩速度应控制在1m/min左右，能正确反映每层土体的抗剪能力，防止产生桩倾斜。当地基表面有较大的石块和其他较大的坚硬障碍物时，应及时清除障碍物，避免桩压偏，产生位移。
结语
通过选用预应力管桩施工技术，能够有效避免出现桥头跳车现象，有助于桥头路堤工后沉降的显著下降，有效改善行车环境。尽管预应力管桩施工技术的施工成本比较高，不过与其他软件处理技术相比，预应力管桩施工技术能够获取更好的软基处理质量，同时有助于运营条件的改善与养护、运营成本的降低，从长期角度来看，预应力管桩施工技术值得大力推广与运用。
参考文献
[1]GB13476-2009.先张法预应力混凝土管桩[S].北京:中国标准出版社,2009.
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