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带帽PTC控沉疏桩加筋复合地基施工方法--高根红

日期:2010年8月13日 11:26

  【摘要】本文着重介绍带帽PTC控沉疏桩加筋复合地基在我国东南沿海地区实施高速公路四车道两侧扩宽为八车道扩建工程中软基处理的施工方法

  【关键词】 带帽PTC控沉疏桩加筋复合地基 扩建工程 软基处理 方法

  1、前言

  随着经济的发展,我国东南沿海地区原有的交通网线已不能适应地方要求,该地区广泛分布着淤泥、淤泥质粘土、淤泥夹砂、含砂淤泥等软弱地基,一般具有高含水量、高压缩性、弱透水性、低强度等特点,其地基承载力和稳定性不能满足工程要求,通常需要加固处理。在软基地区实施高速公路四车道两侧扩宽为八车道扩建工程中,带帽PTC控沉疏桩加筋复合地基是一种行之有效的软基处理方法。

  PTC管桩是先张法预应力混凝土薄壁管桩,其桩体强度高(C60),单桩承载力高。通过静压使桩体直接进入持力层,利用管桩的挤土效应压缩桩间土体,充分发挥桩土共同工作。为了调整桩土应力比,充分发挥桩的作用,采用疏化桩距的方法,并在桩顶设置级配碎石砂加筋褥垫层,即在垫层内铺设高强双向钢塑复合土工格栅,利用土工合成材料的高强度、韧性等力学性能,新老路堤衔接处的土工合成材料可有效加强新旧路基间的联结,减少不均匀沉降和侧向位移。为了防止应力集中而产生较大的桩顶刺入,在桩顶设置托板,即双面配筋的现浇钢筋混凝土板桩帽。采用带帽的疏桩结构,使路堤的应力集中在桩体上,利用PTC管桩承受竖向荷载大的特点,达到提高地基承载力和稳定性的目的。

  施工工艺流程:施工准备→场地清理→平整压实至90%→桩位放样→静力压桩机就位→吊桩→压桩→接桩→压桩至设计标高→检桩→桩帽施工→第一层级配碎石砂垫层铺设→土工格栅铺设→第二层级配碎石砂垫层铺设→验收。

  1、施工准备

  1)、技术准备:根据设计意图及现场实际情况,确定施工组织计划。

  2)、机械准备:根据设计承载力确定静力压桩机的型号、接头形式、桩尖的形状、尺寸及材料。经有资质的单位标定后方可使用。

  3)、材料准备:PTC管桩采用工厂化预制,选择有资质、信誉好的专业生产厂家。在每批次的PTC桩进场之前,进行随机抽样检验,其规格、质量必须符合设计及规范要求,并应有出厂合格证明。

  2、路基基底处理:先清除地表的杂草、树根、耕植土等,整平地表。根据现场情况填土或砂,压实度不小于90%,并形成不小于2%的外向横坡。在新路基外侧开挖临时排水边沟。确保施工场地干燥、平整。

  3、桩位放样

  根据设计文件所确定的坐标控制点和水准点进行桩位放样。用消石灰作出桩位的圆形标记,并用小木桩标记桩的中心位置。

  4、静力压桩机的安装与就位

  压桩机的安装,必须按有关程序或说明书进行。压桩机应平衡配置于平台上。压桩机就位时应对准桩位,启动平台支腿油缸,校正平台使之处于水平状态。

  5、压桩

  采用包压式桩机压桩,当桩体混凝土强度达到设计强度的100%时方可进行压桩施工。先拴好吊装用钢丝绳及锁具,然后用锁具捆绑于桩上部约50cm处进行单点起吊,小心移入桩机,开动纵横两向油缸移动桩机调整对中,同时利用相互垂直的两个方向经纬仪检查垂直度,也可采取以下方法来控制垂直度:静压管桩桩机驾驶室内悬挂一吊有重锤的绳线,由打桩工以此线为准控制桩一个方向的垂直度,在另一正交方向设一吊重锤的绳线,以这两条绳线来控制桩的垂直度。当桩在两个方向均已垂直的情况下方允许压桩。第一节桩入土30~50 cm后检查和校正垂直度,垂直度控制在0.5%以内,开动压桩装置,记录压桩时间和各压力表读数,保持连续压桩并控制压桩速度在1 m~2 m/min,桥头附近应控制在0.5m~1.0m/min,按设计压桩力进行压桩,最大压桩力不得大于单桩桩身强度的竖向承载力设计值。为防止压桩机对已完成桩头的破坏,桩顶高程应低于地面10cm。

  6、接桩

  采用焊接法接桩。作业时其下节桩的桩头应高出地面1.0m左右。接桩前下节桩的桩头加上定位板,然后将上节桩吊放在下节桩端板上,依靠定位板将上下桩接直,其错位偏差不应大于2mm。上下桩如有空隙,用锲形铁片全部垫实焊接牢固。管桩焊接之前,上下端表面用铁刷清理干净,直至其坡口处刷出金属光泽。焊接时应分层焊接,在坡口四周先对称点焊6点,焊接由两个焊工对称施焊,以减少焊接残余变形引起节点弯曲。焊接层数不得少于2层,层间焊渣要清理干净,焊缝应达到三级焊缝要求。接桩处的焊缝应自然冷却8min~15min,严禁用水冷却。对外露铁件刷防腐漆后,压入土中。

  7、送桩

  送桩前用水准仪确定地面标高,在送桩杆上作记号,送桩过程中进行跟踪,动态检查送桩深度。送桩工具的中心线与桩身吻合一致方能送桩,送桩器下端宜设置桩垫,桩垫厚度均匀并与桩顶全断面接触。

  8、终止压桩

  正常情况下按设计压桩力送桩,达到设计高程后持荷(正常压力)10min且每分钟沉降量不超过2mm后方可结束送桩。为了便于控制终止压桩时机,必须详细记录压桩过程的压力与桩体入土深度,了解桩尖入持力层深度是否满足设计要求以及桩穿过各土层时的压力值。在同一地质类型的地段,若出现静压力显著增加或送桩时静压力显著减小等异常情况,需暂停施工并及时报告设计单位,分析和找出原因后采取处理措施。

  9、截桩

  如需截桩,应有截桩后确保管桩质量的措施,严禁使用大锤硬砸,应先将不需要截除的桩身部用钢箍包紧,然后沿钢箍上沿凿槽打穿,再用锤打下,用气割法切断钢筋。

  10、 PTC管桩桩帽施工: PTC桩施工完毕,经验收合格后,即可进行桩帽施工。在桩头位置按设计尺寸开挖桩帽土体,修整形成土模。按照设计要求绑扎钢筋,浇注砼并养护。当砼达到设计要求的强度后,方可进行级配碎石砂加筋垫层的施工。

  11、 级配碎石砂加筋垫层施工

  1、级配碎石砂垫层施工

  1)级配碎石砂垫层由级配碎石与中粗砂组成,其中碎石含量70%,中粗砂含量30%。

  2) 铺设垫层采用填筑法分段铺设,用自卸汽车将碎石运到施工场地,推土机整平,分层压实,压实厚度不大于20cm,密实度要达到93%。如需起拱,其起拱度应符合设计要求。

  3) 垫层横向应延伸出坡脚外1m,在桥头台前,纵向应伸出坡脚外1m,以利排水,两端应采用砌片石或其它方式防护,以免材料流失,严禁使用包边粘土将垫层包裹。

  4) 复合地基碎石砂垫层施工应在桩体施工完成并检验合格后进行。

  2、钢塑土工格栅施工

  1)钢塑土工格栅质量满足设计及规范要求,铺设前应认真平整场地,清除杂物、石块等。

  2)土工格栅主受力方向应顺路堤横断面方向全幅铺设,横断面方向不能搭接。桥台台后土工格栅主受力方向沿路堤纵向铺设。

  3)碎石砂垫层如设置有多层土工格栅,层间距按30cm布设。多层土工格栅上下接缝应交替错开,错开长度为50cm。

  4)铺设土工格栅时,保持其连续性,不要出现扭曲、折皱、重叠的现象,要求尽量拉伸。

  5)为保持土工格栅的整体性,土工格栅的连接采用绑扎锚固法,要求连接强度不小于格栅强度。

  6)土工格栅铺好后尽快进行填土,避免长时间暴晒。

  7)土工格栅上下界面处填土其最大粒径不得大于6cm,以免穿透、击破土工格栅,摊铺宜采用轻型推土机或前置式装载机。一切车辆、施工机械只容许沿路堤的轴线方向行驶。

  结束语:PTC管桩带帽后结合加筋褥垫层形成刚性桩复合地基,可大大提高地基的承载力和稳定性,有效控制工后沉降、总沉降以及新老路基工后差异沉降,避免了新老路基结合部横向错台和纵向开裂,地基加固处理效果满足设计和规范的要求,为拼宽后的路面工程质量打下了坚实的基础。与同类软基处理方法综合比较,它对老路堤扰动小,确保了既有高速公路运营安全,很好地体现了边施工边通车的扩建理念。现场无噪音、无震动,对沿线居民干扰小,环保文明,社会效益明显,应用前景广泛。

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