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铁 道 建 筑Rail way Eng ineerin gJuly ,2008文章编号:100321995(2008)0720062202静压预应力混凝土管桩处理高速公路软土地基施工技术徐培军(中铁十五局集团第五工程有限公司,河南洛阳 471002)摘要:静压预应力混凝土管桩作为一种新型的地基处理方式,具有承载力高、穿透力强、施工快、成桩后质量易保证等优点。
在高速公路软土地基处理中采用静力压桩施工技术,施工效果好,供类似工程参考。
关键词:静压 预应力管桩 施工技术中图分类号:U21311+4 文献标识码:B收稿日期22;修回日期22作者简介徐培军(—),男,河南信阳人,工程师。
预应力混凝土管桩是一种空心圆筒形细长的混凝土预制构件,由专业厂家大批量自动化生产,工艺采用先张法预应力和掺加磨细料、高效减水剂等,将混凝土离心脱水密实成型,然后进行高压蒸汽养护而成,是一种新型建筑工程基础用桩。
连霍高速郑州段改建工程是通过两侧各拼宽8m ,将原有双向四车道改造成为双向八车道高速公路。
由于新老路基施工时间间隔10多年,两侧路基地基的力学性质与老路基下地基固结程度差异较大,针对加宽工程的特点,为减少新老路基沉降差异,加宽路基地基处理设计中采用了以复合地基处理为主的方案,即采用先张法预应力混凝土薄壁管桩(PTC 管桩)的处理方法,考虑到采用锤击法施工可能会给老路基稳定性造成一定程度的破坏,且施工期间噪声大并伴有浓烟影响了既有高速公路通车环境,故在施工中采用液压法静压管桩施工。
1 工程概况连霍高速郑州段改建工程N015标,全长2115km ,大部分地段填土高度>6m ,设计加宽路基全部采用静压管桩进行地基加固处理。
先张法薄壁预应力管桩直径为40cm ,壁厚6cm ,桩间距270cm ,呈梅花形布置。
设计桩长6～20m ,共59189m Π5594根。
管桩由专业生产厂家供应,按标准长度接长组合,标准长度选择6m 、7m 、8m 、9m 、10m 计五种,接长采用焊接法接桩。
软土地基静压预应力混凝土管桩施工工法1.前言软土地基地区桥头跳车现象比较严重,近些年来逐步引入预应力混凝土管桩施工工艺进行处理。
预应力混凝土管桩按其沉桩方法的不同,分为锤击法和静压法。
在沿海地区的软基处理中,一般采用静压法。
因软基具有高含水量、高压缩性、固结缓慢等特点,为了提高软土路基承载力,减小路基(特别是桥头地基)沉降量,采用静压预应力砼管桩的方法而形成此工法2.静压预应力混凝土管桩施工的相关概述2.1 工法特点静压预应力砼管桩主要的特点有以下几点:1)预压期短,可确保工期,施工质量容易控制,工后沉降小,能有效的消除桥头跳车的不良影响,处理效果好。
2)单桩承载力高,桩长规格灵活、适用范围广。
3)成桩长度不受施工机械限制,接桩速度快,施工工效高。
4)运输吊装方便,施工文明,现场整洁,成桩质量可靠,监理检测方便。
5)静压施工无震动、无污染、无噪音,利于环保。
2.2适用范围预应力混凝土管桩一般适用于桥头路段或填高大于2米的填方路段。
但预应力混凝土管桩在下列地层情况下不宜使用:存在大面积地下障碍物(如孤石)时;地层中有坚硬夹层时;填方高度低于2米的路段。
2.3工艺原理预应力砼管桩与其他抗压桩一样,作用在于穿过软弱的土层,把上部构造的荷载传递到更密实的土层上。
其主要作用是提高地基承载力,其支撑力是由桩侧摩擦力和桩端阻力两部分组成。
置于土中的桩与其侧面土紧密接触,桩相对于土向下位移,产生对桩向上作用的侧向摩阻力。
3.施工工艺流程及操作要点3.1 工艺流程静压先张法预应力混凝土管桩的工艺流程如下:施工准备→测量定位→压桩机就位调平→管桩吊入压桩机夹持腔→夹持管桩对准桩位调直→压桩至底桩露出地面2.5m～3.0m时吊入上节桩与底桩对齐,夹持上节桩,压底桩至桩头露出地面0.60m～O.80m→调整上下节桩,与底桩对中→电焊接桩、再静压、再接桩直至需要深度或达到一定终压值,必要时适当复压→截桩,终压前用送桩将工程桩头压至地面以下。
预应力管桩在市政道路软基处理中的应用随着我国社会经济的不断发展，推动了我国市政道路工程的建设。
在市政道路工程施工中，时常会遇到软土地基情况，这影响了工程的顺利施工。
本文主要围绕预应力管桩在市政道路软基处理中的应用进行分析。
标签：预应力管桩；软基处理；市政道路前言预应力管桩技术具有众多的优点，如成本低、适用范围较广、施工效率较高等，可以对软土地基问题进行有效的处理。
本文重点围绕预应力管桩在软基处理中的应用进行探讨。
一、预应力管桩的相关概述分析预应力混凝土管桩的类型有许多种，如先张法预应力管桩便是其中的一种。
以混凝土强度等级为依据，可以将其分为以下几种：（1）预应力混凝土管桩（PC）；（2）薄壁管桩（PTC）；（3）预应力高强混凝土管桩（PHC）。
根据我国相关的规范标准，对各预应力管桩的混凝土强度等级作出了相应的规定，如PC桩则需要控制在C50混凝土以上；而PHC桩则需要控制在C80以上；至于PTC桩，则需要控制在C60以上。
现如今，国内管桩沉桩的方式有以下几种：（1）静压法；（2）锤击法；（3）震動法[1]。
其中，静压法的应用最为常见。
静力压桩基主要有以下几种类型，一种是预压式，另一种是抱压式。
二、在软基处理中，预应力管桩的应用分析2.1施工准备首先，在预应力管桩施工之前，施工单位需要修建临时便道，而且还需要落实好排水预防施工。
然后在与便道临近的空地碾压整平施工，并可以将该空地作为管桩的临时堆放场地。
接下来再对各进场施工的压桩机械进行统一的编排，并按照相关规定填写设备进场许可证。
对机械的设备型号进行填写，对机械设备的压桩速度进行标注。
其次，以施工现场的具体情况为依据，对施工技术方案进行确定，在这个过程中，要考虑施工场地的水文情况，还需要对其地质情况进行把握。
在压桩施工之前，施工单位需要进行施工组织设计，要进一步完善施工技术方案，然后提交开工报告。
最后，选取5根为试桩数量，在对桩位进行确定时，要根据软土路基施工段的实际情况为依据。
在软土地基施工中预应力混凝土管桩的应用难点和措施分析作者：陶兴来源：《江苏商报·建筑界》2013年第15期摘要：在软土地基施工前，要进行地质勘察，根据报告确定好合理的施工工艺。
本文采用的预应力混凝土管桩工艺在实际的施工过程中存在一些难点性的问题，根据以往的工程，提出了一些措施，以供同行参考。
关键词：混凝土管桩；问题；解决办法某工程桩基采用预应力管桩，根据地质勘察报告，设计要求施工过程中保障最上节桩长不应小于6 m，桩端持力层为第⑦层含砾粉细砂层，桩端进入持力层的深度不小于1 m；沉桩方式采用静压，桩顶填芯深度5 m，抗拔桩填芯混凝土采用C40微膨胀混凝土，抗拔桩填芯内锚固钢筋锚固长度为45 d，桩身纵向钢筋全部直接锚入承台内，锚固长度不小于1m。
1.工程桩施工过程中遇到的问题1.1 打桩过程中遇见的问题按照工程桩抗压承载力特征值，经施工现场多次试桩确定，该工地各区静压管桩施工送桩力为不小于4500kN，施工用静压桩机及其配重总质量在4800kN以上。
经对土层取样试验，本工程自然地面地基承载力远远达不到8 t/m2，虽对部分施工场地采用了不同厚度的砖渣进行了铺垫，施工场地仍很难达到桩机施工的必备条件。
因场地问题，已造成桩机施工过程中出现的问题又：（a）送桩时桩机微倾不能保障工程桩在送桩过程中的垂直度需要；（b）因桩机倾斜非常大造成1台桩机支腿损坏；（c）桩机在打桩完毕移机后，新完成的工程桩因挤土效应而出现较大的位移，位移方向与桩机行走方向相对，已发现多根工程桩出现该现象，极有可能造成工程桩因挤土效应发生折断；（d）工程桩施工速度极其缓慢，远远满足不了工程施工总工期控制的需要。
1.2 基坑土方开挖后遇见的问题（a）土方开挖后，局部工程桩出现倾斜；（b）工程桩经小应变检测试验后发现在地下5～7 m左右存在问题，可能存在断桩情况。
2.解决办法2.1 施工场地地基处理本工程自工程桩试桩开始，通过多次试桩不断对设计进行了修改，但因试桩和场地地基问题，已耗时4 个月有余。
预应力管桩在加固软土地基方面的施工工艺探讨摘要：软土地基具有压缩性高、孔隙比大、透水性差、抗剪强度低、天然含水量高等特点，容易导致沿海一带或者地下水含量丰富地区的许多建筑工程在完工以后出现倾斜、开裂、沉降等问题，造成已竣工的建筑不能正常使用，浪费了极大的资源和时间。
本文通过对沿海某工程实例的剖析，对预应力管桩在软土地基中的具体施工工艺做了一些介绍。
关键词：预应力管桩；软土地基；中图分类号： tu471.8 文献标识码： a 文章编号：1预应力管桩与软土地基1.1 预应力管桩预应力管桩又称预应力混凝土管桩，可以分为两种：后张法预应力管桩和先张法预应力管桩管桩。
预应力管桩的优势在于质量稳定可靠、对环境影响小、抗弯、抗拉性、耐久性好、现场施工方便、质量便于控制、经济节约等等。
1.2 软土地基工程上一般将淤泥和淤泥质土称为软土，软土是以黏粒为主的土在静水或非常缓慢的流水环境中沉积而成。
软土地基主要由黏土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成，具有地下水位高，其上土体及构造物稳定性差的特点，且易发生较大沉降的地基。
2软土地基施工的常见问题由于软土含水量大、压缩性高、透水性小、承载力低，呈软塑、流塑状态，上土体及构造物稳定性差，软土固结比较慢，强度难以提高。
软土在自重之下会发生下沉现象，从而导致结构物产生较大的变形，影响建筑物的正常使用，甚至有可能诱发结构物开裂现象，此外，由于软土的抗剪强度低，难以支撑上部结构的荷载，从而会对地基产生局部和整体的破坏，给施工带来很多的问题。
3预应力管桩复合地基设计原理按照材料强度计算单桩承载力．目前的计算方法较为完善，在考虑预应力混凝土管桩横截面承载力的基础上，按照技术规程单桩竖向承载力特征值计算方法如下：ra=qpaap+upσqsiali其中：qpa一桩端端阻力特征值,由当地静载荷试验结果统计分析算得；qsia—桩i层土(岩)的侧阻力特征值；ap一桩底端横截面面积；up —桩身外周边长度；li一桩穿越i层土(岩)的厚度。
预应力管桩在沿海滩涂软土路基中的应用摘要：沿海滩涂软土路基施工受其地质结构影响，对其的预应力管桩施工有一定的技术要求。
作为一种绿色的基础施工模式，预应力管桩可以有效满足滩涂地区风荷载大、承载能力有限、腐蚀性较强的特点。
本文对预应力管桩在沿海滩涂软土路基中的应用进行分析探讨，以期对需要相关资料的人士提供一定的参考。
关键词：预应力管桩；沿海；滩涂软土；路基前言随着我国经济水平的不断发展，在施工技术水平方面也有了较大提升。
笔者对真空预压、真空堆载预压、预应力管桩在沿海滩涂软土路基中的应用进行了实质性的研究，并得到一些心得体会，现将其整理成文字与诸位共享。
1施工工艺及其流程的准备1.1垫层铺设阶段在沿海地区，存在大量的滩涂软土路基，其特点是指标差、厚度大、这对各项工程的整体投资建设存在较大不利因素。
而预应力管桩具有耐打性和承载力都较高的特点，因此十分适合用在沿海滩涂软土路基的施工中 [1]。
首先就施工过程及工艺进行细化说明，最先是施工的准备阶段，为有效保证施工效果，应在施工前进行以下相关工作，包括对工作垫层进行铺设，应在软基上铺设 40cm 左右厚度的中粗砂，目的在于归放和吊装管桩，当然也是为了对在施工过程中，因为机械的行走而产生的管桩的断裂问题进行缓冲。
对于工作垫层来说，应保持其大概的平整性，以及对观测桩的标高进行设置，另外在四周部分还应设置排水沟。
1.2试桩确定施工标准预应力管桩还具有成本造价低、质量易监控、施工工期短的特点，因此在实际施工应用层面，取得了较好的效果。
在对软基进行加固的过程中，在施工之前，首先应以地质的基本情况为依托，对于不同的施工机械以及不同的桩型，应拟定两个以上的施工方案以便进行试桩。
在试桩的半个月后，应进行静载试验以及小应变试验，旨在对不同参数下的施工成果进行验证，进而对停锤控制以及施工参数的标准进行控制。
1.3编号和区分在滩涂软土路基的施工过程中，为例有效保证软基加固在有序均衡的情况下进行，首先应以不同桩型、桩长、桥涵构筑物、地质，包括桩机数量等问题进行分区处理，而且在这一过程中，也应注意保证对每一根桩编号，而这可以便利于对施工过程进行有效管理。
预应力混凝土管桩技术在软土地基施工中的运用
摘要：预应力管桩是工程中运用较为广泛的施工技术。
但是一些地区地质复杂，淤泥质等弱土质层较厚，基岩埋藏较深，施工经验缺乏，对管桩受力和破坏机理的了解有误区，或者是施工中设备选择不当、工艺设置不合理、工序不妥和施工人员素质低等的影响，容易发生较大的质量问题，造成工期延长，成本增加，导致浪费，所以必须对施工工艺和质量控制进行不断的探索与总结。
文章分析预应力管桩技术特点，对它在软土地基中的运用进行探讨。
关键词：预应力混凝土管桩技术；软土地基施工；运用
预应力管桩对地质条件有较好适应性、承载力强、单位承载力价格低、施工快、工期短、监理容易和检测简单等广泛应用到地基工程中，在设计与施工中有很多问题，需要技术人员不断的探讨和解决。
1预应力管桩技术在施工中的质量控制
1.1预应力管桩的检查
在外观上重点检查其表面平整度、密实度和有没有蜂窝、裂缝，色感均匀度等。
桩顶要无空隙，混凝土不能比接头端高；钢筋不能有断筋和脱头；合缝与包箍部位不能有漏浆，内表面不能发生塌落而漏筋。
堆放，要求其占用场地必须是坚实平整的，并按照二支点法使用垫木，管桩根据支点位置安放在垫枕上，层和层间用垫木做间隔，每层垫木要保持在一个水平线上，堆垛时要在两侧打木楔避免滚垛。
吊运：管桩应该轻吊轻放，禁止碰撞，单节桩吊运时要选择两头钩吊法，竖起时选择单点法。
1.2桩机、桩锤和桩帽选择与桩机性能控制
在不考虑噪音的地方或者地段，地质条件与周围环境都比较合适时，优先选择穿透力较好的锤击桩机；在限制噪音的地方或者是和周边特别是和天然地基较贴近时，要优先选择静力压桩机。
柴油锤有较大爆发力，锤击力量大，效率高，锤击时间较长，落距可以根据桩端阻力进行自动调整，人为因素较少。
它的油门有4档，选锤合理时，大多开到2档，这样较少把桩打碎，锤也较少受到损坏，要做好“重锤低击”。
遇到地质条件较为特殊时，选锤时要慎重。
像持力层较薄时，适合选低能量桩锤，可以避免击穿；要穿过厚度超过5 m的砂层或者是强风化层，需要选高能量桩锤并使用低击法施打，防止由于桩锤能量低引起的总锤击数较高。
施工中要经常检查它的气罐密实性，避免漏气、漏油引起冲击能量不稳定，桩身损坏与判断错误收锤标准。
桩锤、桩帽的选择是一个很重要的环节；桩头部位桩帽筒，其内径不能太大或者太小，比桩径大2~4 cm较为合适，深度也像内径那样不能太大、也不能太小，30~40 cm较为合适。
锤和桩帽的垫层适合选择竖向硬木或者钢丝绳来填满，厚度是15~20 cm；桩帽和桩顶的垫层适合选择麻袋、纸垫与木夹板等材料，经过锤击后其厚度是120~150 mm，还要经常检查和及时更换，这对避免桩头击碎和增大灌入能力都有帮助。
1.3打桩顺序的安排与沉桩工艺控制
管桩基础质量控制有系统性特点，不但要正确勘察设计、控制好桩身质量与选择沉桩方法，对工艺控制也是关键环节之一。
施工中的质量问题大多有桩位和桩身倾斜超出规范值，桩身损坏，桩端没有达到持力层，其承载力不符合设计要求等，所以要采取措施：①合理设置沉桩顺序与速度，严格控制桩位与桩顶的标高。
打桩前，要及时对场地做出平整处理，对于明、暗河清理干净其中的杂填土和淤泥，并根据设计要求进行回填，使符合打桩机移动需求。
在场地不平时，要再打桩机下面加设垫板，使其底盘维持水平。
遇到建筑物基础是大面积混凝土管桩时，打桩方向适合从中见到两边进行。
因为施工中表层土质和回填土大多是中软素填土，为避免打桩机移动时引起已沉桩发生断桩问题，要在建筑物四周预留打桩机回返地带，一般从工地一侧向一个方向进行。
在施工场地和一座建筑物临时要从建筑物地方朝另一方向进行施工，还要结合设计基础底标高，按先深后浅方式来沉桩。
在施工中还要控制好沉桩数，有助于挤土效应造成土体水压力释放，降低土体隆起。
沉桩时应该注意对桩位和桩顶标高实施严格控制，发现异常要马上采取措施进行调整；②选择有效措施，确保桩接头与桩靴焊接牢固，超出预制桩长度情况下，接头质量是桩基的关键，一般选择钢端板来焊接。
每一段沉管后，在桩段对接时，要对接口管段钢箍作出除锈处理，对连接处的杂质、油污和水分也要清除掉。
还要重视焊条质量，拼接处要有两个焊工进行环焊层数不能低于两层，焊缝应该是饱满连接，并做好其防腐工作。
管桩中心线和拼接中心线的误差要低于2 mm，焊缝要能够自然冷却，禁止用水冷却与焊完施打。
对有些管桩沉桩后其顶部标高超出设计要求时，要进行截桩，该方法一般不采用。
为保证截桩后它的质量，不能选择大锤硬砸。
要用截桩机械或者手工方式，先把截桩处下部某个范围选择钢抱箍紧或者先用混凝土进行填堵再沿着上缘在桩身周围对称凿穿，然后用锤打击。
如果要切断钢筋可选择气割法。
管桩桩靴大多使用钢桩靴，现在有开口平底形式、封底十字刀式与闭口钝圆锥式，结合软土地基构造和以往施工经验，适合选择封底十字刀式。
2软基中预应力管桩的施工
施工方法和流程主要有：①结合设计方案选择桩长，根据机械和运输设备，设计管桩分段长度；②平整场地，选择推土机铲除浮土，然后碾压场地，对坑洼地段选择回填土方式；③在现场进行测量放样，用石灰标明桩位；④管桩机械的安装；⑤开始进行压桩，先调整好机身，确保压桩中心和桩位重合、垂直；起吊管桩并就位，设置好桩靴后开始压桩；压完一节后，起吊下一节用电焊焊接方式来接桩，确保焊缝饱满；检查焊缝，合格后再进行压桩；依次是吊桩、接桩、压桩一直到压到规范深度。
3结语
一般工程中，常选择地表建造浅基础，当地基是较厚的软土层时，建筑荷载较大或者对变形与稳定性有较高要求时，常选择深基础。
桩基础是用较多的深基础方式。
近几年，预应力管桩因为单桩的承载力较高等优点被广泛应用，预应力
管桩尤其是选择静压法施工，应用较为普遍，在设计与施工时还有不少问题，需要技术人员不断的探讨解决。
因为静压管桩过程中对施工质量控制有系统性特点，必须在生产、设计、施工与验收等环节加大质量管理力度，才能克服那些质量缺陷而获得完善。
参考文献：
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