一、概述
由于滬寧高速公路交通量急劇增長，高峰時期已達5萬輛/日，為了滿足日益增長的交通要求，更好地為經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)，2003年正式開工，對滬寧高速公路進行改擴建施工。
滬寧高速公路主線全長248.21公里，穿越廣闊的水網(wǎng)地區(qū)，沿線軟土地基長92.29公里，占全線總長的37.1%。滬寧高速公路改擴建原則是以路基兩側(cè)拼接加寬為主，由原來的四車道對稱拓寬為八車道。
沿線大部分地區(qū)為河相、海相沖積平原，分布有大量的淤泥質(zhì)粘土。地質(zhì)情況復(fù)雜，有軟土的地段主要分布在蘇州至丹陽地區(qū)內(nèi)。沿線軟土層厚薄不均，最大厚度大于30m，一般在6~15m。因此預(yù)應(yīng)力管樁處理軟基在滬寧高速公路擴建工程中得到廣泛的應(yīng)用。
二、預(yù)應(yīng)力管樁的特點
預(yù)應(yīng)力管樁，是由專業(yè)廠家采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型，蒸汽養(yǎng)護而成，是一種細長空心等截面預(yù)制混凝土構(gòu)件。目前常用規(guī)格見表2-1。
表2-1預(yù)應(yīng)力管樁型號一覽表
管樁和其他樁型一樣都具有局限性，下列地質(zhì)情況不宜選用管樁：（1）土層中含有較多難以清除的孤石、障礙物，或含有不宜作為持力層且管樁難以貫穿的堅硬土層。（2）管樁難以貫入的巖面上無適合做樁端持力層的土層，或持力層較薄且持力層的上覆土層較松軟；管樁難以貫入的巖面埋藏較淺且傾斜較大。
管樁的樁身混凝土強度較高，但配筋率較低，因此其軸壓承載力較高，而抗拔承載力較低。管樁用作摩擦樁且穿越堅硬土層較薄時，其長徑比不宜大于100；管樁用作端承樁且穿越堅硬土層較厚時，其長徑比不宜大于80。
管樁發(fā)明于國外，在國內(nèi)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)民用建筑中，但在高速公路軟基處理中應(yīng)用較少，與傳統(tǒng)的高速公路地基處理方法相比，具有質(zhì)量可靠、施工工期短，承載力高，造價經(jīng)濟、監(jiān)理方便等優(yōu)點，但其設(shè)計主要以沉降控制為主，承載力一般采用疏樁結(jié)構(gòu)即可滿足設(shè)計要求。
三、PTC管樁的施工與質(zhì)量檢測
在滬寧擴建工程中應(yīng)用較廣的是PTC管樁，其直徑為φ300～φ400的先張法預(yù)應(yīng)力砼薄壁管樁，采用靜壓法施工。施工內(nèi)容包括地表處理、壓樁至設(shè)計深度后再澆注樁帽，鋪筑碎石墊層和加筋網(wǎng)等內(nèi)容。
3.1準(zhǔn)備工作
3.1.1路基底板的施工技術(shù)要求
1.路基底板的施工技術(shù)要求
(1)先清除地表的雜草、樹根、耕植土等，整平地表。在路基外側(cè)開挖臨時排水邊溝。臨時排水邊溝不能和農(nóng)田排灌溝渠共用，在施工期間不能長期積水。
(2)翻松地表土25cm，摻石灰后整平壓實，壓實厚度不大于2Ocm，壓實度達到87%，并形成不小于2%的外向橫坡。
(3)填筑2Ocm石灰土(壓實后厚度)，摻灰6%，整平后壓實，壓實度達到90%，并形成不小于2%的外向橫坡。
(4)路基底板的施工質(zhì)量及檢驗要求見表3-1。
表3-1路基底板的施工質(zhì)量及檢驗要求
3.1.2設(shè)備要求
PTC樁的施工必須配備性能可靠、符合標(biāo)準(zhǔn)、種類齊全的施工機械和設(shè)備，在施工前做好機械設(shè)備的保養(yǎng)、試機工作，確保在施工期間正常作業(yè)。需配置的主要施工機械和設(shè)備如下：
(1)靜力壓樁機：設(shè)計壓樁力60噸(60T)，要求靜壓機壓樁力大于100T，壓樁速度≥lm/min，一次壓樁行程1.5m～2.0m，靜壓機自帶壓力表并經(jīng)過標(biāo)定；
(2)起重機(起吊重量≥3T)；長掛車；
(3)水準(zhǔn)儀；經(jīng)緯儀；皮尺；直尺；3m直尺；錘球繩；
以上機械和設(shè)備數(shù)量至少要滿足每個工點每日連續(xù)正常施工及工期要求。
3.1.3其他準(zhǔn)備工作
(1)施工前根據(jù)地質(zhì)資料和設(shè)計文件，了解現(xiàn)場的地質(zhì)、水文情況、土層土質(zhì)情況，根據(jù)設(shè)計文件和施工組織計劃的要求，確定合理可行的施工順序。必要時可補充靜力觸探，以便進一步了解土的分層及其強度。
(2)做好施工時的排水措施。根據(jù)PTC樁的堆放數(shù)量，選擇若干靠近臨時便道，開闊平整的場地作為PTC樁的臨時堆場。
3.2控沉PTC管樁的施工
3.2.1施工流程
3.2.2PTC樁的成品質(zhì)量要求和檢驗標(biāo)準(zhǔn)
本工程中的PTC樁，其外徑為φ300～400mmn，壁厚65～70mm。①應(yīng)根據(jù)施工圖設(shè)計文件中的樁基深度匹配長度進行組合。樁基處理深度>24m，不超過3節(jié)樁組合；樁基深度≤24m，不超過2節(jié)樁組合。②施工時按照“長樁在下、短樁在上”的順序進行施工。PTC樁成品的質(zhì)量要求和檢驗標(biāo)準(zhǔn)詳見江蘇省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計站編制的《先張法預(yù)應(yīng)力管樁》（蘇G03-2002），在每個工廠每批次的PTC樁進場之前，進行隨機抽樣檢驗，并附檢驗單，報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可進場。
3.2.3PTC樁的運輸、起吊和堆放技術(shù)要求
PTC樁由于長細比大、自重大，在起吊、運輸過程中過大的動荷載易使PTC樁產(chǎn)生環(huán)裂。正確的起吊方式是兩支點法或兩頭勾吊法，并在吊裝過程中應(yīng)輕吊輕放，禁止采用拖吊的方法，避免產(chǎn)生較大的動荷載，在工地現(xiàn)場起吊時，必須有安全員在現(xiàn)場組織實施，監(jiān)埋進行旁站監(jiān)督。汽車運輸時用長掛車，樁的懸臂不超過1.0m，在汽車運輸時，應(yīng)該綁固、分層疊放并錯位而置，不超過5層。在工地現(xiàn)場堆放時，必須選擇密實平整的場地或墊木支承，堆高不應(yīng)超過5層。其質(zhì)量及檢驗要求見下表3-2。
表3-2PTC樁的運輸、起吊和堆放質(zhì)量及檢驗要求
3.2.4PTC樁的施工技術(shù)要求
(1)樁位放樣：根據(jù)設(shè)計文件和技術(shù)交底所確定的坐標(biāo)控制點和水準(zhǔn)點進行樁位放樣，采用經(jīng)緯儀定出樁位。用消石灰作出樁位的圓形標(biāo)記，圓心位置用小木樁標(biāo)記，并注意保護所作標(biāo)記。
(2)壓樁：用鋼繩綁住樁身單點起吊，小心移入樁機，然后調(diào)平樁機，開動縱橫兩向油缸移動樁機調(diào)整對中，同時利用相互垂直的兩個方向經(jīng)緯儀檢查垂直度。第一節(jié)樁入土30～5Ocm后檢查和校正垂直度，垂直度控制在0.5%以內(nèi)，開動壓樁裝置，記錄壓樁時間和各壓力表讀數(shù)，保持連續(xù)壓樁并控制壓樁速度lm/min~2m/min，最大壓樁力不得大于單樁強度的豎向承載力設(shè)計值(80～100T)。
(3)接樁及焊接要求：接樁時其樁頭應(yīng)高出地面1.0m左右；接樁前下節(jié)樁的樁頭加上定位板，然后將上節(jié)樁吊放在下節(jié)樁端板上，依靠定位板將上下樁接直，其錯位偏差不應(yīng)大于2mm；上下樁如有空隙，用楔形鐵片全部墊實焊接牢固；管樁焊接之前，上下端表面用鐵刷清理干凈，直至其坡口處刷出金屬光澤；焊接時應(yīng)分層焊接，在坡口四周先對稱點焊6點，焊接由兩個焊工對稱進行；焊接層數(shù)不得少于2層，層間焊皮要清理干凈，焊縫應(yīng)達到二級焊縫要求；焊接好的樁接頭應(yīng)自然冷卻，冷卻時間至少8min，嚴(yán)禁用水冷卻。
(4)送樁：送樁前用水準(zhǔn)儀確定地面標(biāo)高，在送樁桿上作記號，送樁過程中進行跟蹤，動態(tài)檢查送樁深度。送樁器下端宜設(shè)置樁墊，樁墊厚度均勻并與樁頂全斷面接觸。
(5)終止壓樁：正常情況按設(shè)計壓樁力送樁，達到設(shè)計高程后持荷(正常壓力)lOmin且每分鐘沉降量不超過2mm后方可結(jié)束送樁。在同一地質(zhì)類型的地段，若出現(xiàn)靜壓力顯著增加或送樁時靜壓力顯著減小等異常情況，需暫停施工并及時報告監(jiān)理，分析和找出原因后提出處理措施。
?。?）PTC樁的施工質(zhì)量及檢驗要求見下表7-3。
表7-3PTC樁的施工質(zhì)量及檢驗要求
?。?）截樁：如需截樁，應(yīng)有確保截樁后管樁質(zhì)量的措施，嚴(yán)禁使用大錘硬砸，應(yīng)先將不需要截除的樁身端部用鋼箍包緊，然后沿鋼箍上沿鑿槽打穿后，用錘打下，用氣割法切斷鋼筋。
四、PTC樁帽的施工
?。?）PTC樁施工結(jié)束后，報請監(jiān)理驗收合格后，才可進行樁帽施工。
（2）在樁頭位置地面以上按樁帽設(shè)計尺寸立模。
（3）按照設(shè)計要求綁扎鋼筋，澆注砼并養(yǎng)護。
?。?）PTC樁帽的施工質(zhì)量及檢驗要求見下表4-1：
表4-1PTC樁帽的施工質(zhì)量及檢驗要求
五、碎石墊層和加筋網(wǎng)的施工
（1）墊層材料應(yīng)選用未風(fēng)化的干凈礫石或軋制碎石，應(yīng)級配良好，不含植物殘體、垃圾等雜質(zhì)，最大粒徑不宜大于50mm。
?。?）鋪筑第一層碎石，推土機整平，碎石縫隙用石屑填充，以激振力2OOKN以上的振動壓路機先穩(wěn)壓1～2遍，再振壓3～4遍。
（3）鋼筋點焊成網(wǎng)，并對鋼筋網(wǎng)作簡易防銹處理，鋼筋網(wǎng)應(yīng)與其下面的碎石墊層貼合緊密平整。
?。?）鋪筑第二層碎石，施工工藝與第一層碎石相同。
?。?）碎石墊層和加筋網(wǎng)的施工質(zhì)量及檢驗要求見表5-1。
表5-1碎石墊層和加筋網(wǎng)的施工質(zhì)量及檢驗要求
六、結(jié)語
滬寧高速公路擴建工程軟基處理已全部結(jié)束，根據(jù)沉降觀測的結(jié)果來看，目前絕大部分路堤的月沉降速率為0~3mm/月，累計沉降量在0~30mm之間。說明PTC管樁處理軟基的方法能夠滿足設(shè)計要求，也說明施工工藝和施工控制都比較好。由于地質(zhì)情況復(fù)雜多變，采用此方案處理軟基，要求對地質(zhì)情況的勘測要更詳細、更密集。
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