浅析高速公路软土路基PTC管桩的应用

史德成

（锦州北镇市公路管理段   北镇  121300）

摘要：松木岛互通立交为软土路基，为确保路基稳定，减少工后沉降，采用PTC管桩处理。本文以松木岛互通立交PTC管桩处理软土路基为例，对PTC管桩特点、施工工艺、质量控制及注意问题等进行探讨，为相关工程提供参考。

关键词：高速公路  PTC管桩  施工技术

0．引言

先张法预应力高强管桩的施工工艺及荷载传递规律在国内外均已进行了系统而深入的研究，其功效和优势在建筑工程桩基中已得到广泛应用，但在高速公路建设中的应用时间较短，仍为探索阶段，为此，本文以松木岛互通立交PTC管桩处理软土路基为例，对PTC管桩施工技术、质量控制及施工注意的问题进行探讨。

1．概述

松木岛互通立交是皮口至长兴岛高速公路后增加的一个互通，位于沿海地区炮台镇以西1.4公里处。该路段软土为淤泥质粘性土，厚度为0.9-12m，呈流塑状态，物理力学性质差，具有高压缩性、低承载能力等特点。该段路基主要采用PTC管桩方法进行软土路基处理。

2．预应力管桩特点

高速公路传统软土路基处理方法主要是排水固结法（堆载预压）、水泥土搅拌桩（干喷和湿喷）复合地基法等。其中排水固结法不仅时间长且需要控制路基加载速率，导制工期延长，而水泥土搅拌桩在软土处理深度（一般不超过20m）及桩身强度上均有一定限度，且施工配合比和施工工艺必须根据地质条件及时调整，难以保证工程质量。

预应力管桩是刚性桩的一种，采用先张法预应力工艺和离心成型、蒸汽养护而成。按其强度不同分为PHC管桩、PC管桩和PTC管桩。在高速公路处理软土地基中主要以变形控制为主，只要地基的工后沉降控制在允许的范围内即可满足要求，对桩的承载力要求相对较低，因此一般采用PTC管桩。预应力管桩地基处理技术与传统的高速公路地基处理方法相比，具有质量可靠、施工期短、处理深度深，承载力高、造价经济、便于质量监控、工后沉降小等优点。为充分发挥刚性桩承载力高的特点，充分发挥桩间土承载作用，在桩顶设置桩帽，桩帽和管桩现浇连接。同时在桩帽上部铺设碎石垫层，以均化桩顶应力，有效减小桩顶对路基的刺入量。

3．PTC管桩施工、工艺流程和质量控制

3.1 PTC管桩处理长度为软土路段范围，宽度为路基底宽外加1排护桩。管桩按等边三角形布置，间距2.0、2.2、2.4米。PTC管桩直径40 cm，壁厚60mm，混凝土强度C60，管桩构造满足国家产品标准《先张法预应力混凝土管桩》GB13476相关要求，采购的成口管桩应有永久标志和临时标志，并附产品合格证。管桩的运输、保存应符合招标文件规定。管桩在施工前应进行桩的工艺试验，确定各项参数。

3.2 PTC管桩应穿透软土层进入下部持力层，对于粘性土、砂土、且全风化岩进入深度不小于1.0m，对于卵石、碎石、强风化岩深度不小于0.5m。同一场地的管桩桩顶应保持在同一水平面上，不得悬空浇筑桩帽。桩帽规格为长100m，宽100 m ,厚30cm。混凝土强度C30，现场浇筑施工。PTC管桩上复合地基铺设30cm厚级配良好的碎石垫层。

3.3本工程施工时采用打桩机打入式沉桩。接桩采作焊接连接，焊接部位为相对薄弱位置，且易受海水腐蚀，须采取防腐措施。严格按《预应力混凝土管桩基础技术规程》（DB21/T1565-2007J11131-2008）施工，严格执行JTJ017－96《公路软土地基路堤设计与施工规范》。

3.4路堤填筑速度不宜过快，每层填筑时间应控制在5－7天之内。尽量避免对软土扰动。

3.5工艺流程：（以锤击打入法为例）

3.6管桩施工质量控制：

3.6.1桩位放样：根据设计文件和现场技术交底所确定的坐标控制点和水准点进行桩位放样，采用全站仪或经纬仪定出桩位。做出桩位圆形标记，圆心位置用小木桩标记，并注意保护。群桩点位误差应小于20mm。对放出桩位经自检后报请监理工程师复核检查，并做好定位记录和技术复核记录。

3.6.2打桩顺序：

当桩较密集时，从中间向四周对称施打，或由中间向两边对称施打。当桩较稀疏时可采用由一侧向另一侧单一方向施打。同时根据桩的规格、入土深度、长度的不同，先大后小、先深后浅、先长后短。

3.6.3吊桩：利用桩机上专门设置的起桩重钩及卷扬机吊桩就位。管桩吊起时要控制其速度，严禁快速吊起使管桩与桩机碰撞，损坏管桩。

3.6.4插桩：桩起吊提升到垂直状态后，将桩头套入锤头送桩器，然后将桩准确的放在桩位上。在机架前、侧成90°的两个方向架设经纬仪，检查并调直桩身垂直度。控制桩身垂直度偏差在1%以内。

3.6.5沉桩：管桩就位后，先用较小的落距冷锤1次~2次,桩入土一定深度再使桩垂直稳定。打接桩必须用经纬仪双向校正，不得用目测。桩插入时垂直度念头不得超过1%。初打时可能下沉量较大，宜低锤轻打，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽桩身尽量在同一轴线。

3.6.6接桩：管桩对接前检查上下端板是否清理干净，当PTC管桩对好后，对称点焊4~6点加以固定，由2名电焊工手工对称施焊,焊接层数应不小于2层，内层焊渣必须清理干净后再焊下一层，要保证焊缝饱满连续。

3.6.8检查验收：每根桩打到贯入度要求，桩尖标高进入持力层接近设计标高时，或打到设计标高时，进行中间验收。在控制时一般要求最后十锤的平均贯入度不大于规定的数值，或打至设计标高来控制，填好施工记录。

4.施工时应注意的质量问题

4.1预制桩必须提前定货加工，打桩时预制强度必须达到设计强度的100%并应增加养护期一个月后方准施打。

4.2桩身断裂。由于桩身弯曲过大、强度不足及地下有障碍物等原因造成，或术在堆放、起吊、运输过程中产生断裂没有发现而致。应及时检查。

4.3桩顶碎裂。由于桩顶强度不够钢筋网片不足、主筋距桩顶面大小，或桩顶不平、施工机具选择不当等原因造成。应加强施工准备时的检查。

4.4桩身倾斜。由于场地不平、打桩机底盘不水平或稳桩不垂直、桩尖在地下遇见硬物等原因所造成。应严格按工艺操作规定执行。

4.5接桩处拉脱开裂。由连接处表面不干净、连接不平、焊接质量不符合要求、接桩上下中心线不在同一条线上等原因所造成。应保证接桩的质量。

5.结语

预应力管桩是在高速公路处理软土路基中比水泥土搅拌桩和排水固结法更好、更有保证的处理方法。PTC管桩是一种质量可靠、施工期短、处理深度深，承载力高、造价经济、便于质量监控、工后沉降小软土路基处理方法，本文结合PTC管桩特点、施工工艺、质量控制及注意问题等进行探讨，为相关工程提供参考。

参考文献

张平 PTC管桩在高速公路深层软土地基处理中的应用  中国新技术新产品

徐至钧 预应力混凝土管桩基础设计与施工 北京：机械工业出版社，2004

魏晓春 预应力管桩在高速公路改扩建工程中的应用 公路交通科技应用技术版