预应力管桩在公路工程施工中的应用与研究

摘要：伴随社会经济发展速度的不断提升，大量新技术、新工艺、新设备在我国公路工程施工中得到了广泛的应用。文章通过工程案例，对公路工程施工中预应力管桩技术的施工准备、施工工艺进行了分析与探究。

关键词：公路工程;预应力管桩;工程案例;施工准备;桩锤选择 文献标识码：A

中图分类号：U448 文章编号：1009-2374（2016）04-0088-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.045

作为影响国民经济增长的重要因素，为推动社会经济的快速发展，必须重视基础设施建设。随着改革开放的不断深入，我国公路工程事业也得到了极大的发展，近年来，预应力管桩技术在高等级公路建设中也得到了广泛应用与推广。施工便捷、抗弯能力强等为预应力管桩的主要特点，作为公路工程基础施工的重要技术，将其应用到软基工程处理中，可有效延长公路工程的使用寿命，提升工程建设整体质量。为此，施工企业必须在充分了解预应力管桩施工技术的基础上，做好施工准备工作，只有这样才能规范施工工艺，实现工程建设的社会效益与经济效益。

1 预应力管桩概况

后张法预应力管桩、先张法预应力管桩为两种不同形式的预应力混凝土管桩。先张法预应力管桩是选取先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，其构成成分为圆筒形桩身、端头板和钢套箍等。根据混凝土强度等级、壁厚分类，管桩可分为代号PC的预应力混凝土管桩与预应力高强混凝土管桩，PHC为预应力高强混凝土管桩的代号。锤击法、静压法、震动法、射水法等为管桩沉桩的主要方式，其中应用最为广泛的为静压法。顶压式与抱压式为静力压桩机的主要方式，作为桩机夹板夹紧桩身的方法，抱压式可根据持板摩擦力高于入土阻力的工作原理进行施工。5000～6000kN为静力压桩机最大压桩力，可在持力层设计要求范围内压入预应力管桩（直径500～600），进而提高预应力管桩施工技术水平。

2 工程案例

某高速公路工程为加宽改造工程，原路基宽度为24.5m，需加宽为六车道，根据工程建设需求，可选取两侧加宽方式进行路基扩宽，35m为加宽后路基宽度。因此路段具有较大车流量、载重较大，为有效提高工程建设质量，可选取预应力管桩施工方式进行新老路堤拼宽施工，18m为设计桩长。可选取现场焊接方式作为2接管形式，管节配制为13m×5m。根据工程施工具体情况，该工程可完成预应力管桩346338延米。

3 公路工程施工中预应力管桩的施工准备

在公路工程快速发展的同时，还存在诸多病害问题，如软土地基等。为有效避免该现象的出现，施工单位必须重视软基加固技术的选择，预应力管桩技术作为软基处理的重要技术之一，其施工技术水平的高低将直接影响到公路工程的整体质量，为此施工企业必须做好施工准备工作，提升公路工程施工质量，推动公路工程事业的快速发展。

3.1 桩锤选择

确保桩承载力能够对设计需求进行最大限度地满足，必须将其贯入度控制在20～40mm/10击，在1%以下控制打桩破损率。每根桩总锤击数量必须控制在2000击以下。

3.2 确定施工技术方案

按照施工现场的实际地质情况、水文情况等，进行行之有效的施工技术方案的确定。在压桩施工前，可根据施工情况，进行施工组织设计、施工技术方案的修改与完善，随后进行开工报告的提交。按照打桩施工范围的地质情况、基础现状等，进行打桩顺序的合理确定，并选取科学有效的预防措施对附近建筑物加以保护。同时按照桩基施工图规定测定桩位。通常管桩应进行2个支点设计，其吊点必须与位置需求相符。可选取软垫、木垫堆放管桩，避免振动、冲撞管桩现象出现在起吊运输过程中。

4 公路工程施工中预应力管桩的施工工艺

随着公路工程建设规模的不断扩大，软土地基问题也更加凸显。如何做好公路工程软基处理工作，对提升工程建设质量至关重要。预应力管桩技术作为公路工程软基处理的重要方式，能够有效提升施工效果。为此，施工单位在做好施工准备工作的基础上，应规范施工工艺，为公路工程事业的高速发展提供技术保障。

4.1 路基底板施工

先将表面杂物清理干净，如杂草、树根等，并做好地表平整作业。随后将临时排水边沟开挖于新路基外侧，要求临时排水边沟、农田排灌沟渠不共用，并确保积水现象不能出现于施工期间。将地表土20cm范围翻松，并进行石灰掺加，比例为5%，随着压实整平。要求其压实度必须控制在80%以上，其外向横坡控制于2%以上。其施工质量与检验要求底层厚度：质量要求和允许偏差≥25cm，检查频率6处/2000m2，检查方法为尺量;底层压实度：质量要求和允许偏差≥87%，检查频率

6处/2000m2，检查方法为密度法测量。地板处理宽度：质量要求和允许偏差≥新路提坡脚线+2m，检查频率

6处/200m，检查方法为皮尺测量。

4.2 桩位放样

桩位放样作为公路工程预应力管桩施工的重要内容，施工前应先进行路线中心线与边线的放出，随后根据设计规定进行各个桩桩位的确定，并通过石灰进行标记，布桩工作完成后，应确保偏差低于50mm。

4.3 打桩顺序

完成桩位放样工作后，应及时进行管桩施工。不断增加入桩段数的同时，各层地质构造土体密度也不断加大，进而增加土体和桩身表面之间的摩擦力。为确保打桩施工中各桩具有相同的压力，必须按照单向行进原则确定打桩路线，避免按照两侧至中间的顺序打桩。在打桩挤密地基土的过程中，因土体自由向外扩张，可有效防止地基土上溢、地表提升等情况的出现。

4.4 竖直度控制

能否有效控制桩身竖直度，可避免打桩过程中因偏心受压等因素导致损坏桩身。为此，必须认真平整场地，防止打桩施工中由于震动的影响，使桩架出现不均匀沉降及桩机导杆竖直度不足等问题大量出现。为此，施工单位在公路工程预应力管桩施工中，应确保桩身打桩施工中具有良好的竖直度，并确保送桩杆、桩身在相同中心线位置，一般0.5%为插桩的竖直度偏差最大值。沉桩施工中，应在桩机距离20m的位置，以90度角的两个方向分别进行经纬仪的设置，以此对成桩竖直度偏差进行有效控制。

4.5 管桩接头焊接施工

焊接施工前期，应对管桩接头位置的质量进行确定，利用铁刷子将上下端板表面清理干净。一般先在坡口位置进行4～6点对称点焊，固定上下节后，可将导向箍拆除，并进行一层一层对称焊接。通常选取手工焊接、二氧化碳保护焊的方式进行焊接，3层为其焊接数量，并清理干净内层焊渣，随后在其外侧进行一层焊接，要求焊透其根部。自然冷却后焊接接头才能进行以下施工，一般8分钟为冷却最短时间，杜绝通过水进行冷却施工。

4.6 施打管桩

静压法为预应力管桩的主要施工方式，如必须选取锤击法施工，要求将其击数控制在1500击以下。桩帽、衬垫选择是否合理直接影响着锤击法成桩的效果。一般桩帽内径必须大于桩径，最大范围控制在20～30mm之间，300～400mm为其深度，并合理进行排气孔的设置。硬木为锤、桩帽的锤垫，150～200mm为其厚度。同时将桩垫设置于桩帽、桩顶之间，确保桩身、桩帽、送桩与桩锤始终位于同一中心线，避免偏打情况的出现，重锤低压为锤击沉桩的主要方式。施打管桩时，应确保其连续性，特别是较厚黏土层、粉质土层施工中应连续施打各个桩，并确保一次完成。完成管桩施工后，质量检验符合设计要求，则需进行桩帽作业。应在桩头位置进行桩帽土体开挖，开挖长度、宽度与深度应等于桩帽设计尺寸，通过整修形成土模。根据设计规定进行钢筋绑扎作业，并对混凝土进行浇筑养护施工。

4.7 桩帽施工

完成管桩施工后，需及时进行桩帽作业。一般桩帽土体可开挖于桩头位置，开挖长度、宽度等应符合桩帽施工规定，通过整修，可形成土模。根据施工规定进行钢筋绑扎，随后进行混凝土浇筑与养护，桩帽质量要求与实测值如表1所示：

5 结语

综上所述，伴随改革开放的不断深入，公路工程对国民经济的推动作用也得到了人们的广泛关注。预应力管桩技术作为公路工程软基施工的重要内容之一，其技术水平的高低将直接影响到工程的整体质量，为此，施工单位必须重视施工技术的应用，规范施工流程，只有这样才能推动公路工程的快速发展，为国民经济的增长提供可靠保障。

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