嚴(yán)佳

(上海弘路建設(shè)發(fā)展有限公司，上海市 201499)

帶受力盤塑料套管混凝土樁在處理上海軟基路堤中的應(yīng)用

嚴(yán)佳

(上海弘路建設(shè)發(fā)展有限公司，上海市 201499)

帶受力盤塑料套管混凝土樁(TC樁)技術(shù)目前已在江浙滬地區(qū)的道路工程的橋后軟基加固"工后沉降"控制方面有一定的工程運(yùn)用。 主要介紹該項(xiàng)技術(shù)在上海市奉賢區(qū)奉浦大道新建工程橋頭軟基加固中的工藝原理、施工流程及操作要點(diǎn)。

帶受力盤塑料套管;軟基;加固;操作要點(diǎn)

0 引言

塑料套管混凝土樁是我國(guó)城市市政道路軟基處理新方法，與其它軟地基處理中普遍使用的水泥攪拌樁、預(yù)應(yīng)力管樁、各種振動(dòng)沉管樁等路堤樁相比，它的主要優(yōu)點(diǎn)在于:先有套管成模，后集中現(xiàn)澆，采用現(xiàn)澆工藝后不需要像預(yù)制樁一樣采用大量鋼筋和大型運(yùn)輸、打設(shè)機(jī)械，也不需要事先配樁，能很好適應(yīng)地質(zhì)變化，造價(jià)更低，與水泥攪拌樁等柔性樁相比，TC樁又是剛性樁，承載力高且質(zhì)量容易控制，整體造價(jià)較低，其樁周帶有螺紋，可以有較大的樁側(cè)摩阻力，因此在許多情況下，采用TC樁更加經(jīng)濟(jì)，加固效果也更好［1］。

1 工程概況

奉浦大道為南橋新城東西主干道，位于環(huán)城北路和團(tuán)南公路之間。本次工程實(shí)施范圍起點(diǎn)為金海公路交叉口(K0+064.53)，終點(diǎn)為浦星公路交叉口東側(cè)(K3+680.00)，全長(zhǎng)約3.615 km，道路紅線40 m。

沿線共設(shè)橋梁5座，即大慶河橋、齊賢排河橋、老金匯港橋、大寨河橋、金匯港大橋。

工程承包范圍包含:施工圖范圍內(nèi)的道路、排水、橋梁、綠化、標(biāo)志標(biāo)線等附屬工程。

奉浦大道新建工程沿線共有橋梁5座，路堤填筑高度都在2.2 m以上，特別是金匯港橋側(cè)填筑高度達(dá)3.5 m，填筑范圍很大。由于上海地區(qū)為軟土路基，具有孔隙比大、含水率高、沉降大等特點(diǎn)，因此路堤填筑前必須對(duì)軟土進(jìn)行技術(shù)處理。本標(biāo)段橋頭接坡路段的軟土地基均采用帶受力盤TC樁處理方法。該方法具有加固效果好、處理深度深、工期短、質(zhì)量便于控制、造價(jià)合理等優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)沉降穩(wěn)定要求較高的路堤軟基加固工程中逐漸得到應(yīng)用。

2 TC樁施工技術(shù)

2.1 成樁方法

TC樁的成樁方法為:將塑料套管按一定的間距采用專用設(shè)備逐根打入需要加固的地基中，套管為底部封閉、頂部開口，待分段區(qū)塊塑料套管全部打設(shè)完畢后，再統(tǒng)一對(duì)埋設(shè)在地基中的套管內(nèi)用混凝土連續(xù)澆筑成樁，套管不再取出，套管與填充物就形成了地基加固樁，樁頂設(shè)置樁帽，并鋪設(shè)墊層和土工格柵，形成樁承式加筋路堤系統(tǒng)［2］。

2.2 施工工藝

施工準(zhǔn)備、平整場(chǎng)地、鋪設(shè)砂礫→制作樁尖、樁機(jī)就位→拔套管、移機(jī)并檢查套管深度→放置套管、打設(shè)套管至設(shè)計(jì)標(biāo)高→套管內(nèi)混凝土澆筑→插鋼筋→樁體檢測(cè)→蓋板制作、安裝→施工完畢→驗(yàn)收合格后進(jìn)入下道工序。

TC樁由預(yù)制樁尖、螺紋塑料套管、混凝土、蓋板等組成，見圖1。

圖1 塑料套管混凝土樁組成示意圖

圖2 塑料套管混凝土樁施工工藝示意圖

2.3 塑料套管混凝土樁的施工要點(diǎn)

(1)塑料套管混凝土樁打設(shè)前，先整平和硬化場(chǎng)地，做好排水措施，鋪設(shè)砂礫墊層:20 cm左右厚度，不允許有大石塊，表面平整，否則會(huì)影響樁的垂直度。放線布置樁位。

(2)制作樁尖。專用樁尖采用鋼筋混凝土制作，直徑約30 cm，并設(shè)置有固定套管的裝置。具體配筋和尺寸可參照?qǐng)D紙的規(guī)定。一般需提前預(yù)制，可在工地外事先預(yù)制好達(dá)到28 d左右的強(qiáng)度后運(yùn)至工程現(xiàn)場(chǎng)。樁尖采用鋼筋混凝土樁尖，并設(shè)置好與塑料套管連接的接頭。接頭采用塑料管或鐵鋼管。接頭要能與套管緊密連接，與套管的尺寸配套。

(3)塑料套管應(yīng)采用單壁螺紋PVC塑料套管。最大外徑不小于160 mm，最小內(nèi)徑不小于142 mm，扁平試驗(yàn)(變形40%時(shí))不分層、無(wú)破裂。接頭采用標(biāo)準(zhǔn)的160 mmPVC管材直通接頭，平均內(nèi)徑應(yīng)在160.1～160.7 mm之間，承口最小深度不小于45～50 mm，標(biāo)準(zhǔn)墜落試驗(yàn)應(yīng)無(wú)破裂。

(4)根據(jù)加固樁長(zhǎng)的要求，將出廠的套管切割或連接成合適長(zhǎng)度，要求打設(shè)至加固深度后套管頂部高度不小于要求的樁體頂標(biāo)高并有適當(dāng)富裕;再將切割好的套管與樁尖連接密封牢固，連接主要采用專用PVC膠水，必要時(shí)增加密封圈;然后，將帶有樁尖的套管從鋼管底部放入鋼管中，起吊鋼管，使樁尖與樁位對(duì)準(zhǔn)，然后開機(jī)將鋼管打設(shè)至預(yù)定的深度，并注水對(duì)塑料套管進(jìn)行保護(hù)。

(5)依據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，若試樁中發(fā)現(xiàn)打設(shè)樁長(zhǎng)超過(guò)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)3 m 以上，則需要補(bǔ)充靜力觸探，以詳細(xì)勘察軟土層分布情況，確保樁打設(shè)至設(shè)計(jì)持力層。

(6)如采用塑料套管混凝土樁打設(shè)機(jī)功率為30 kW，結(jié)合靜力觸探數(shù)據(jù)，終樁控制標(biāo)準(zhǔn)可參照:打設(shè)至設(shè)計(jì)持力層后，貫入度控制低于25 cm/min為終樁標(biāo)準(zhǔn);輔以電流控制，電流控制終樁標(biāo)準(zhǔn)為:打設(shè)至設(shè)計(jì)持力層后，電流超過(guò)70 A。

(7)拔鋼管。將鋼管拔出而將塑料套管留在地下，移機(jī)至下一個(gè)樁位，繼續(xù)埋設(shè)套管。

(8)待場(chǎng)地內(nèi)塑料套管打設(shè)完成后，對(duì)塑料套管深度和破損情況進(jìn)行檢查，以此時(shí)的深度確定實(shí)際打設(shè)深度。

(9)抽水并將多余的套管進(jìn)行截管和整理后，對(duì)套管進(jìn)行深度檢查，并隨時(shí)保護(hù)套管內(nèi)的清潔，不讓雜物進(jìn)入。

(10)在墊層中沿塑料套管中心開挖直徑約為50 cm(根據(jù)樁帽的尺寸定)、高約為20 cm 的圓孔。

(11)放置鋼筋籠。在套管頂部放置一定長(zhǎng)度的鋼筋籠，鋼筋均勻插設(shè)，長(zhǎng)度3.5 m，鋼筋籠采用4根φ6.5 mm 鋼筋，5個(gè)圓形箍筋，箍筋由φ6.5 mm、長(zhǎng)度0.4 m 的鋼筋制作而成。4根鋼筋籠主筋其頂超出樁頂25 cm，與蓋板頂層配筋連接，鋼筋籠主筋與蓋板底層配筋綁扎連接。

(12)放置蓋板底層、頂層配筋，并與連接鋼筋綁扎連接。

(13)場(chǎng)地內(nèi)集中澆筑混凝土完成樁和蓋板的施工，混凝土澆筑過(guò)程中采用小型加長(zhǎng)振搗棒振搗。

(14)待混凝土強(qiáng)度到一定要求后可對(duì)成樁進(jìn)行檢測(cè)。

(15)樁、蓋板澆筑完畢達(dá)到一定強(qiáng)度后，設(shè)置1層雙向土工格柵，可選塑料格柵或整體式鋼絲格柵，放置在墊層中間或蓋板頂。若設(shè)置2 層雙向土工格柵，則1 層鋪設(shè)在墊層中間，1 層鋪設(shè)在墊層頂部［3］。

3 TC樁適用性與創(chuàng)新

TC樁其直徑目前多采用250 mm以下的樁體直徑(目前國(guó)外的直徑多為150～174 mm，國(guó)內(nèi)廣泛采用的是160 mm、200 mm)，其適用性為:

(1)一般要求軟土地基下部有承載力相對(duì)較高的土層作為樁端持力層，并要求樁端持力層靜力觸探錐尖阻力不小于1 000 kPa。

(2)一般適用于中、低填土高度路段，如填土高度在5 m以下。

(3)加固深度一般為16～20 m。當(dāng)填土較高時(shí)，樁端土為礫、巖等堅(jiān)硬土層時(shí)，加固深度一般以長(zhǎng)細(xì)比不超過(guò)100進(jìn)行控制;當(dāng)填土較低時(shí)，滿足樁體穩(wěn)定性計(jì)算前提下，可適當(dāng)放寬加固深度。當(dāng)樁端土體為非堅(jiān)硬土層時(shí)，加固深度可放寬到20 m，但也應(yīng)滿足樁體穩(wěn)定性要求。

與傳統(tǒng)的軟基處理施工方法相比，TC樁技術(shù)具有以下創(chuàng)新點(diǎn)。

(1)采用帶螺紋的塑料管作為樁體套管，有效增大了樁側(cè)摩阻力，提高了混凝土抗彎、抗剪能力，同時(shí)利用土工格柵把剛性樁體與軟土地基形成一個(gè)半剛性的復(fù)合地基，承載力高，能有效解決結(jié)構(gòu)的不均勻沉降。

(2)充分利用韌性好及易加工的塑料套管作為承載系統(tǒng)，部件生產(chǎn)工廠化程度高，施工簡(jiǎn)單，同時(shí)采用的機(jī)械輕便，可減少機(jī)械投入及勞動(dòng)力投入，受施工場(chǎng)地的限制小，可實(shí)現(xiàn)快速的施工安裝和維護(hù)，縮短施工工期。

(3)TC樁采用先套管成模后集中澆筑的方法，混凝土用量可控，避免過(guò)渡充盈，打設(shè)可以連續(xù)施工，混凝土可以連續(xù)澆筑，降低施工費(fèi)用。

(4)施工采用套管內(nèi)澆筑樁芯混凝土的施工工藝，不會(huì)由于振動(dòng)擠土而導(dǎo)致斷樁，成樁質(zhì)量可靠。

(5)與其他樁施工相比，該技術(shù)樁體施工時(shí)采用的機(jī)械設(shè)備數(shù)量少、規(guī)格小，對(duì)周邊環(huán)境影響小，產(chǎn)生的廢棄品數(shù)量少，噪聲低，起到節(jié)能環(huán)保的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

以奉賢區(qū)奉浦大道工程為例，經(jīng)TC樁加固處理后，路基沉降得到有效控制，總沉降量不大，能滿足設(shè)計(jì)及施工要求，說(shuō)明TC樁處理軟基加固效果較好。預(yù)壓期結(jié)束后，在采用TC 樁處理的橋頭路段、橋頭過(guò)渡段月沉降速率均滿足5 mm/月的要求。通過(guò)這個(gè)改進(jìn)，提高了水泥攪拌樁復(fù)合地基的承載力，有效減少了路堤沉降。故TC樁技術(shù)是一種承載力高、不會(huì)由于振動(dòng)擠土斷樁、成樁質(zhì)量可靠、對(duì)周圍環(huán)境影響小、施工快速方便的地基處理方法。

［1］ 陳永輝，王新泉.塑料套管混凝土樁技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

［2］ 方鵬飛，董宏波.TC樁技術(shù)及其工程應(yīng)用分析［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2011(10):116-119.

［3］ 史佩棟.樁基工程手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.

U416.1

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1009-7716(2015)04-0132-03

2014-12-11

嚴(yán)佳(1988-)，女， 上海人， 助理工程師， 現(xiàn)從事工程管理工作。