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摘 要：近年来,高速公路软土地基处理广泛采用预制桩基础。以液压法压入式施工桩工艺替代锤击，既无噪声也对环境无任何污染，具有广泛的应用前景。本施工技术总结于杭浦高速公路工程实践中。
关键词：软土地基 预应力管桩 施工流程
中图分类号： TE42文献标识码：A
一、工程概况
杭浦高速公路第七合同段起讫桩号为K35+000～K43+000，全长7.991公里，中标价3.58亿元，是中铁九局进入浙江建筑市场的第一个项目。主要工程量有：路基填方110万立方米，特大桥3座，中小桥20座。
杭浦高速公路途经杭嘉湖平原，地表层为冲湖积粘土、亚粘土，厚度0.8—1.7m；其下层为淤泥质亚粘土、粘土、夹薄层亚砂土，含腐殖质及少量贝壳碎片，局部为淤泥，含水量33—42%，孔隙比1.0—1.15，壓缩系数为0.4—0.8Mpa；该层软土为主要地基压缩层，易失稳变形；再下为性质较好的硬土层，是结构的主要持力层。设计上对于软土层较厚并且填土高度较大的桥头、涵洞、通道路段采用预应力管桩+土工格栅处理软土路基。全线12座桥头采用预应力管桩处理，处理深度为16米－20米不等，总工程量为26.2万米。
二、施工设备选型及材料规格（型号、参数）
预应力管桩施工有锤击和静压两种方法。锤击机的优点是嵌岩能力强，体积小行走灵活，适合于打设处理深度比较大的桩，对场地的要求也比较小。静压机具有无噪音、无振动和无污染的优点，适合在靠近居民区的场地施工；缺点是设备体积大、自重大，要求施工场地要平整并有一定的承载力。
杭浦高速公路施工锤击机采用滚管式行走柴油锤桩机，锤型号为DJ75型。桩锤的选择主要考虑柴油锤锤击能量大，施工速度快，工效高，还有“重锤轻击”的原则。静压机采用JTZ500液压桩机。 预应力管桩采用直径40cm先张法预应力薄壁管桩，壁厚60mm。
三、适用范围及条件
预应力管桩+土工格栅，适用于软土层较厚并且填土较高的桥头、涵洞、通道等路段。管桩可采用静压法和打桩法相结合施工。静力压桩机笨重，运输不便，但无噪声，对环境不产生任何污染。柴油打桩机运输方便，操作简单，但噪声较大，拌有浓烟油污，适于野外作业。
四、施工方法及工艺流程
（一）施工方法
1、平整场地
将施工场地内的杂物清理干净，高低起伏处用推土机推平，形成一个整体工作面供机械施工。
2、施工放样
首先根据设计图纸绘制施工放样平面图，监理审核合格后按照放样图将所有桩位进行现场放样，放样点要用白灰等做标记。
管桩布设分二级，靠近桥台伸缩缝侧为第一级，远离的为第二级。第一级间距为2米，共19列；第二级间距为2.5米，共6列。第一级长度是根据上式推算得出，从第二级第一列管桩处理深度开始递减，递减值为1～３米不等，根据第一级长度确定。具体布设方法见图1预应力管桩典型布置图。
图1 预应力管桩典型布置图
3、埋设桩尖
在施打前，先将管桩桩尖用人工埋设在放样桩位处，桩头埋设要求埋入地下1/2。在埋设完成后，对桩尖位置进行检查，如果偏差超出3cm，则需挖出重埋。
4、运输存放
管桩运输采用长挂车，分层叠放、错位布置、捆绑牢固，悬臂部分不超过1.5m。现场堆放场地要平整，堆高不超过5层。施工时，按照“长桩管在下，短桩管在上”的顺序进行施工。
5、起吊
管桩的长细比大、自重大，在起吊过程中，过大的动荷载易使管桩产生破坏。正确的起吊方法是：两支点法或两头勾吊法，在吊装过程中轻吊轻放，避免拖吊破坏。
6、压桩
6.1静压桩机
进场安装后，移至需要施打的位置，启动平台支腿油缸，调整水平，开动纵横两油缸移动桩机调整对中。先拴好吊装用的钢丝绳及索具，用钢丝绳绑住桩身启动机器单点起吊，使桩尖垂直对准桩位中心，缓慢放下插入土中，当桩尖插入桩位，夹具抱紧管桩后，微微启动压桩油缸，当桩入土至50cm时，再次校正桩的垂直度和平台的水平度，保证桩的纵横双向垂直偏差不得超标（5‰以内），然后启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压速度，一般不超过2m/min。下压过程中做好记录，详细记录每入土两米时压力表的压力值，保持连续压桩。桩头距地面一米左右时停止压桩，吊机吊起另一节桩，开始接桩。
6.2锤击桩机
由测量人员根据边桩控制桩，用J2级经纬仪定位放样后，在桩身上划出以米为单位的长度标记，以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩的锤击数；第一节管桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不得大于0.5%，在两个成90度的方向上同时观测、校正；保证施工过程中，桩锤、桩帽和桩身的中心线应重合，否则管桩受到偏心锤打，容易发生受弯而折断。焊接接桩时桩头应高于地面0.5～1.0m，上下节桩段保持顺直，错位偏差不宜大于2mm。焊好的桩头应自然冷却后方可继续锤击，时间不少于8min，严禁用水冷却或焊好即打；打桩时锤垫选用15cm厚直纹木垫，桩垫用麻袋、木夹板，压缩后厚度12cm左右，锤击过程中经常检查及时更换；管桩的总锤击数不宜大于2000，最后1m锤击数不宜超过280；送桩前应检查桩的垂直度；软土层中施工，每根桩宜连续施打，停置时间不宜太长。
7、接桩
第一节桩头高于地面1m左右时，将第二节桩吊放在下节桩端板上，依靠定位板将上下两节桩接直，新接桩节与原桩节的轴线一致，错位偏差不大于2mm。上下桩如果有间隙，用契型铁片全部垫实。管桩焊接之前，上下端面用铁刷清理干净，露出金属光泽。焊接时分层焊接，四周先对称点焊6点，减少焊缝变形引起节点弯曲，焊缝应连续、饱满，焊接层数不少于2层，层间焊皮要清理干净，焊缝达到三级焊缝要求，焊接好的桩头严禁浇水冷却。接桩处的焊缝应自然冷却不少于8min。管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行。
8、送桩
送桩前用水准仪确定地面标高，在送桩杆上作好记号，动态跟踪检查送桩深度。送桩器下端设垫层，垫层厚度均匀表面平整，做到与桩顶全断面接触。正常情况下按设计压桩力1.3～1.5倍送桩，达到设计高程后持荷10分钟，且每分钟沉降量不超过2mm后结束送桩。
9、桩帽混凝土
管桩达到设计标高后，支立桩帽模板，绑扎桩帽钢筋，浇注桩帽混凝土。
10、铺设土工格栅
桩帽砼达到设计强度后，铺设20cm 厚宕碴摊平、压实、铺设第一层土工格栅。从路基的一端开始铺设，使长孔方向与线路横断面方向一致。将土工格栅展开拉直扯平，一幅接一幅地向前铺设，幅与幅的接头错开，密帖排放对齐，用绑扎丝绑扎，铺完后回折2.5m用宕碴压实。在土工格栅上填筑30cm厚宕碴隔离层，采用轻型机械运输进场，散铺整平压实，然后铺设第二层土工格栅，合成材料上的填料厚度＞0.6m后，采用重型压实机械。严格控制填土厚度及层数，保证上下层土工格栅的间隔符合设计要求。
11、沉降观测板埋设及观测
11.1埋设沉降观测标志：在路中心底部设沉降板，随着填土高度的增加接长观测杆。沉降板应埋入砂垫层内，离路基底部5～10cm，观测杆伸出土工布外，上套25cm的聚乙烯塑料管。沉降观测标志应认真保护，做出明显的标志，防止施工中碰撞。
11.2认真做好沉降观测：埋设完测量一次，以后每填一层土，观测一次，及时做好记录。在预压期要继续进行观测，第一个月每周一次，第二、三月每半月一次，第四个月开始，每月一次。
11.3当连续2个月沉降速率<5mm/月后，方可施工底基层；连续2个月沉降速率<3mm/月，方可施工面层。
（二）工艺流程图
图2 预应力管桩施工工艺流程图
参 考 文 献
软土路基沉降发展规律及其预测. 赵明华. 中南大学学报,2004
公路软土地基路堤设计与施工技术规范. 人民交通出版社, 2004
预应力混凝土管桩液压法施工技术. 王猛等.西部探矿工程,2005
关键词：软土地基 预应力管桩 施工流程
中图分类号： TE42文献标识码：A
一、工程概况
杭浦高速公路第七合同段起讫桩号为K35+000～K43+000，全长7.991公里，中标价3.58亿元，是中铁九局进入浙江建筑市场的第一个项目。主要工程量有：路基填方110万立方米，特大桥3座，中小桥20座。
杭浦高速公路途经杭嘉湖平原，地表层为冲湖积粘土、亚粘土，厚度0.8—1.7m；其下层为淤泥质亚粘土、粘土、夹薄层亚砂土，含腐殖质及少量贝壳碎片，局部为淤泥，含水量33—42%，孔隙比1.0—1.15，壓缩系数为0.4—0.8Mpa；该层软土为主要地基压缩层，易失稳变形；再下为性质较好的硬土层，是结构的主要持力层。设计上对于软土层较厚并且填土高度较大的桥头、涵洞、通道路段采用预应力管桩+土工格栅处理软土路基。全线12座桥头采用预应力管桩处理，处理深度为16米－20米不等，总工程量为26.2万米。
二、施工设备选型及材料规格（型号、参数）
预应力管桩施工有锤击和静压两种方法。锤击机的优点是嵌岩能力强，体积小行走灵活，适合于打设处理深度比较大的桩，对场地的要求也比较小。静压机具有无噪音、无振动和无污染的优点，适合在靠近居民区的场地施工；缺点是设备体积大、自重大，要求施工场地要平整并有一定的承载力。
杭浦高速公路施工锤击机采用滚管式行走柴油锤桩机，锤型号为DJ75型。桩锤的选择主要考虑柴油锤锤击能量大，施工速度快，工效高，还有“重锤轻击”的原则。静压机采用JTZ500液压桩机。 预应力管桩采用直径40cm先张法预应力薄壁管桩，壁厚60mm。
三、适用范围及条件
预应力管桩+土工格栅，适用于软土层较厚并且填土较高的桥头、涵洞、通道等路段。管桩可采用静压法和打桩法相结合施工。静力压桩机笨重，运输不便，但无噪声，对环境不产生任何污染。柴油打桩机运输方便，操作简单，但噪声较大，拌有浓烟油污，适于野外作业。
四、施工方法及工艺流程
（一）施工方法
1、平整场地
将施工场地内的杂物清理干净，高低起伏处用推土机推平，形成一个整体工作面供机械施工。
2、施工放样
首先根据设计图纸绘制施工放样平面图，监理审核合格后按照放样图将所有桩位进行现场放样，放样点要用白灰等做标记。
管桩布设分二级，靠近桥台伸缩缝侧为第一级，远离的为第二级。第一级间距为2米，共19列；第二级间距为2.5米，共6列。第一级长度是根据上式推算得出，从第二级第一列管桩处理深度开始递减，递减值为1～３米不等，根据第一级长度确定。具体布设方法见图1预应力管桩典型布置图。
图1 预应力管桩典型布置图
3、埋设桩尖
在施打前，先将管桩桩尖用人工埋设在放样桩位处，桩头埋设要求埋入地下1/2。在埋设完成后，对桩尖位置进行检查，如果偏差超出3cm，则需挖出重埋。
4、运输存放
管桩运输采用长挂车，分层叠放、错位布置、捆绑牢固，悬臂部分不超过1.5m。现场堆放场地要平整，堆高不超过5层。施工时，按照“长桩管在下，短桩管在上”的顺序进行施工。
5、起吊
管桩的长细比大、自重大，在起吊过程中，过大的动荷载易使管桩产生破坏。正确的起吊方法是：两支点法或两头勾吊法，在吊装过程中轻吊轻放，避免拖吊破坏。
6、压桩
6.1静压桩机
进场安装后，移至需要施打的位置，启动平台支腿油缸，调整水平，开动纵横两油缸移动桩机调整对中。先拴好吊装用的钢丝绳及索具，用钢丝绳绑住桩身启动机器单点起吊，使桩尖垂直对准桩位中心，缓慢放下插入土中，当桩尖插入桩位，夹具抱紧管桩后，微微启动压桩油缸，当桩入土至50cm时，再次校正桩的垂直度和平台的水平度，保证桩的纵横双向垂直偏差不得超标（5‰以内），然后启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压速度，一般不超过2m/min。下压过程中做好记录，详细记录每入土两米时压力表的压力值，保持连续压桩。桩头距地面一米左右时停止压桩，吊机吊起另一节桩，开始接桩。
6.2锤击桩机
由测量人员根据边桩控制桩，用J2级经纬仪定位放样后，在桩身上划出以米为单位的长度标记，以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩的锤击数；第一节管桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不得大于0.5%，在两个成90度的方向上同时观测、校正；保证施工过程中，桩锤、桩帽和桩身的中心线应重合，否则管桩受到偏心锤打，容易发生受弯而折断。焊接接桩时桩头应高于地面0.5～1.0m，上下节桩段保持顺直，错位偏差不宜大于2mm。焊好的桩头应自然冷却后方可继续锤击，时间不少于8min，严禁用水冷却或焊好即打；打桩时锤垫选用15cm厚直纹木垫，桩垫用麻袋、木夹板，压缩后厚度12cm左右，锤击过程中经常检查及时更换；管桩的总锤击数不宜大于2000，最后1m锤击数不宜超过280；送桩前应检查桩的垂直度；软土层中施工，每根桩宜连续施打，停置时间不宜太长。
7、接桩
第一节桩头高于地面1m左右时，将第二节桩吊放在下节桩端板上，依靠定位板将上下两节桩接直，新接桩节与原桩节的轴线一致，错位偏差不大于2mm。上下桩如果有间隙，用契型铁片全部垫实。管桩焊接之前，上下端面用铁刷清理干净，露出金属光泽。焊接时分层焊接，四周先对称点焊6点，减少焊缝变形引起节点弯曲，焊缝应连续、饱满，焊接层数不少于2层，层间焊皮要清理干净，焊缝达到三级焊缝要求，焊接好的桩头严禁浇水冷却。接桩处的焊缝应自然冷却不少于8min。管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行。
8、送桩
送桩前用水准仪确定地面标高，在送桩杆上作好记号，动态跟踪检查送桩深度。送桩器下端设垫层，垫层厚度均匀表面平整，做到与桩顶全断面接触。正常情况下按设计压桩力1.3～1.5倍送桩，达到设计高程后持荷10分钟，且每分钟沉降量不超过2mm后结束送桩。
9、桩帽混凝土
管桩达到设计标高后，支立桩帽模板，绑扎桩帽钢筋，浇注桩帽混凝土。
10、铺设土工格栅
桩帽砼达到设计强度后，铺设20cm 厚宕碴摊平、压实、铺设第一层土工格栅。从路基的一端开始铺设，使长孔方向与线路横断面方向一致。将土工格栅展开拉直扯平，一幅接一幅地向前铺设，幅与幅的接头错开，密帖排放对齐，用绑扎丝绑扎，铺完后回折2.5m用宕碴压实。在土工格栅上填筑30cm厚宕碴隔离层，采用轻型机械运输进场，散铺整平压实，然后铺设第二层土工格栅，合成材料上的填料厚度＞0.6m后，采用重型压实机械。严格控制填土厚度及层数，保证上下层土工格栅的间隔符合设计要求。
11、沉降观测板埋设及观测
11.1埋设沉降观测标志：在路中心底部设沉降板，随着填土高度的增加接长观测杆。沉降板应埋入砂垫层内，离路基底部5～10cm，观测杆伸出土工布外，上套25cm的聚乙烯塑料管。沉降观测标志应认真保护，做出明显的标志，防止施工中碰撞。
11.2认真做好沉降观测：埋设完测量一次，以后每填一层土，观测一次，及时做好记录。在预压期要继续进行观测，第一个月每周一次，第二、三月每半月一次，第四个月开始，每月一次。
11.3当连续2个月沉降速率<5mm/月后，方可施工底基层；连续2个月沉降速率<3mm/月，方可施工面层。
（二）工艺流程图
图2 预应力管桩施工工艺流程图
参 考 文 献
软土路基沉降发展规律及其预测. 赵明华. 中南大学学报,2004
公路软土地基路堤设计与施工技术规范. 人民交通出版社, 2004
预应力混凝土管桩液压法施工技术. 王猛等.西部探矿工程,2005