摘要:本文借助工程实例,对利用预应力砼管桩进行软基处理的设计原理进行阐述,并根据预应力砼管桩主要工艺流程,对各施工工序及现行质量标准提出了明确要求,现将相关内容整理如下,以供各位业内同行共同学习互勉。

　　一、工程概况

　　本工程是广东省G206线公路工程,设计时速为100km/h,双向八车道。本施工段的不良地质主要是软弱土层,分别是淤泥质土及淤泥层,软土埋深一般在2.0～6.0米,软土层厚度多在10.0～25.0米之间,局部埋深达30米左右,软土中多含砂层和薄亚粘土层或淤泥与砂互层状分布,经统计分析本标段软土的含水量高,一般为35.3%～80.1%;压缩性大,α0.1～0.2一般为0.52～1.89MPa-1;强度低,标贯击数一般为1～6击,天然地基承载力一般为60～80KPa;空隙比大,一般为1.01～1.75,局部路段达2.0以上;固结系数CV一般为10-4～10-3cm2/s量级。

　　二、预应力砼管桩软土处理原理

　　采用预应力高强混凝土管桩作为增强体与桩间土及桩顶的褥垫层共同构成了刚性桩复合地基。刚性桩复合地基中的预应力高强混凝土管桩是一种以承载力相对较高、较厚的强风化或全风化岩层、坚硬粘性土、密实碎石、卵石和圆砾、砂土、粉土层作为桩端持力层的摩擦桩。

　　复合地基处理软基通过置换作用由预应力高强混凝土管桩将承受的荷载向较深的土层传递并相应减少了桩间土承担的荷载,使复合地基的承载力提高、变形减小;在群桩复合地基中,通过桩对土的约束作用阻止土体的侧向变形,从而减少了垂直变形,使复合地基抵抗垂直变形的能力加强;通过挤土作用使桩间土孔隙比减少、密实度增加,从而提高桩间土的强度,挤土作用是复合地基承载力提高的一个组成部分。

　　预应力高强混凝土管桩与刚性基础或路堤之间应设置褥垫层,其目的是将荷载应力进行扩散;调整桩、土垂直荷载和水平荷载的分担;使荷载通过垫层传到桩和桩间土上。保证了桩和桩间土共同作用、共同受力、协调变形,桩和桩间土共同承担荷载从而形成复合地基。

　　三、预应力高强混凝土管桩打试桩

　　在正式开工前应进行打试桩,其主要目的是了解所用桩的可打性、检验单桩承载力,验证选锤是否合理,并确定控制收锤的具体指标。

　　打试桩位置的选择:根据施工图设计,试打桩的位置选在一中桥的加固区及过渡区的范围内长约40米。加固区打试桩3根,平面位置编号是4-7#、6-4#、5-6#,设计桩长是17.6米;过渡区打试桩3根,平面位置编号是9-5#、9-10#、16-4#,设计桩长是14.8米,加固区、过渡区的管桩均打入静力触探仪探孔确定的持力层的范围。加固区附近的地质勘探孔编号是SQK255,过渡区附近的地质勘探孔编号是BZK8。

　　四、预应力砼管桩的施工方法

　　整平场地→施工放样→桩机就位→管桩就位→插桩→施打→接桩→收锤→移位

　　1、场地整平:清除打桩范围内高空、地面及地下障碍物,做好排水措施。

　　2、施工放样:绘制管桩桩位平面位置编号图,对管桩位置进行施工放样,定出灌注桩桩基轴线并设立高程控制点。加固区内管桩间距为2米,过渡区内管桩间距采用渐变桩距,处理至路肩外侧2～3排桩。

　　3、管桩就位:根据管桩的施打深度,确定合理配桩的各节桩长,第一节桩的桩底必须烧焊上符合规范技术要求的桩尖,烧焊时必须满焊,并预留相应的冷却时间。管桩就位前在桩身上从下至上划出以米为单位的长度记号,按递增的顺序标明长度。以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩锤击数,用打桩机自身的卷扬机吊起管桩并就位。

　　4、插桩:第一节管桩按桩位插入地面时,用长条水准尺检查桩身的垂直度,偏差不超过0.5%,开始打桩时应先轻轻打下,及时纠正偏差,必要时拔出重打。

　　5、施打:施打的顺序是桥头到路基,中线到内侧,施打过程中桩锤、桩身、桩帽的

　　中心线应重合,并经常用长条水平尺检查桩身的垂直度。

　　6、接桩:下节桩桩头距地面1～1.2米时进行接桩,焊接前上下端板表面应用铁刷子刷干净,破口处应刷至露出金属光泽,接桩焊接时应先在坡口圆周上对称点焊4～6点,然后再对称施焊,为缩短焊接时间宜两人同时对称焊接,确保焊缝饱满连续,焊接后要自然冷却不少于8分钟,禁止泼水冷却。

　　7、收锤:沉桩过程中

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