塑料套管現(xiàn)澆混凝土樁施工技術(shù)

1、塑料套管現(xiàn)澆混凝土樁施工技術(shù)摘要：本文以泰州長(zhǎng)江公路大橋xxxx工程為例介紹了在軟基處理中PVC塑料套管現(xiàn)澆混凝土樁（PTCC樁）的施工技術(shù)，與當(dāng)前我國(guó)高速公路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，該新技術(shù)具有打鉆深度容易事先控制、有利于提高樁體質(zhì)量、且施工快速靈活、處理深度不受限制等優(yōu)點(diǎn)，PTCC樁作為一種新型軟基加固方法有其相當(dāng)?shù)募夹g(shù)優(yōu)越性與發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：軟基處理； PVC； 塑料套管； 現(xiàn)澆混凝土樁； 地基加固樁； 樁基澆灌； PTCC樁1 工程概況新九曲河特大橋是泰州長(zhǎng)江公路大橋南接線工程中的重要橋梁工程項(xiàng)目，橋位區(qū)主要由第四系沖擊成因的淤泥及淤泥質(zhì)粘土、一

2、般粘土及粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂等組成。根據(jù)地質(zhì)巖土工程勘察報(bào)告揭露，需要軟基處理區(qū)段自上而下的地質(zhì)情況大致為：粉質(zhì)黏土，淤泥質(zhì)黏土，粉砂，粉質(zhì)粘土，粉細(xì)砂，粉質(zhì)黏土，淤泥質(zhì)黏土，粉細(xì)砂，中砂，粗粒砂等。2 施工設(shè)計(jì)對(duì)于橋頭段路基的地基處理，考慮其特殊位置，較高的工后容許沉降要求，原設(shè)計(jì)采用水泥攪拌進(jìn)行軟基處理，綜合考慮工程質(zhì)量、造價(jià)及其進(jìn)度，通過(guò)對(duì)比最后選擇了采用PTCC樁，其主要布置在新九曲河特大橋北橋K46+100.0K46+126.8。樁的間距為1.3m，樁長(zhǎng)19.0m，設(shè)計(jì)總長(zhǎng)16758.0m。塑料套管現(xiàn)澆混凝土樁的樁徑為0.16m，樁位在平面上呈正方形布置，樁身和蓋板采用C25砼。3 施工

3、工藝3.1 基本成樁步驟原地面處理；制作鋼筋混凝土樁尖；準(zhǔn)備與樁深長(zhǎng)度一致的單壁硬塑料套管，內(nèi)、外均設(shè)有螺紋，底端、頂端均不封閉，形成單壁螺紋塑料套管；單壁螺紋塑料套管底端與樁尖連接；將打設(shè)機(jī)機(jī)架連同鋼管傾斜，將帶有樁尖的單壁螺紋塑料套管從鋼管底端穿入到鋼管中；將打設(shè)機(jī)鋼管放正、對(duì)中，啟動(dòng)打設(shè)機(jī)，將鋼管連同里面的單壁螺紋塑料套管沉入預(yù)定的設(shè)計(jì)深度；拔出鋼管，將單壁螺紋塑料套管留在樁中；待場(chǎng)地分段區(qū)塊套管全部打設(shè)完畢后，開(kāi)挖尺寸為50×20cm蓋板土模，安放鋼筋籠及蓋板配筋；再統(tǒng)一對(duì)埋設(shè)在地基中的套管用C25混凝土連續(xù)澆筑成柱，套管不再取出，施工過(guò)程中采用樁、蓋板一體化施工，這樣套管與

4、填充物就形成了地基加固柱，與蓋板鋪設(shè)墊層和土工柵格一起形成路堤樁系統(tǒng)。3.2 工藝示意圖圖1 PTCC樁施工工藝示意圖33 工藝流程圖按設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)準(zhǔn)備塑料套管并與預(yù)制樁尖連接靜壓輔助振動(dòng)，打設(shè)至加固深度，同時(shí)向塑料套管內(nèi)注水塑料套管吊入沉管內(nèi)清表整平、鋪設(shè)20cm墊層測(cè)量放線、確定樁位樁機(jī)就位、對(duì)中對(duì)場(chǎng)地內(nèi)塑料套管抽水、截管和檢查，開(kāi)挖樁帽土模、放置鋼筋籠、蓋板底、頂層配筋后集中澆注混凝土，完成樁和蓋板的施工養(yǎng)生后報(bào)驗(yàn)、經(jīng)批準(zhǔn)后進(jìn)行后序工序施工場(chǎng)地內(nèi)塑料套打設(shè)完成后，進(jìn)行塑料套管檢查上提拔出沉管、樁機(jī)移位、進(jìn)行后續(xù)塑料套管的施工報(bào)驗(yàn)、經(jīng)批準(zhǔn)后進(jìn)行路基施工鋪設(shè)一層雙向鋼塑格柵整平平面至整平高程壓實(shí)

5、度達(dá)到90%墊層頂再鋪設(shè)一層雙向鋼塑格柵鋪設(shè)20cm墊層圖2 PTCC樁復(fù)合地基施工工藝流程4 施工準(zhǔn)備4.1 場(chǎng)地準(zhǔn)備河塘清淤回填素土至原地面，場(chǎng)地清除地表，翻松2030 cm，摻石灰6%拌合均勻后整平并壓實(shí)至87%。在整平壓實(shí)后，分層攤鋪壓實(shí)鋪設(shè)20cm砂墊層，與原地面形成>1%的土拱。攤鋪時(shí)不能對(duì)地基產(chǎn)生擾動(dòng)，避免泥土，雜物混入墊層和堵塞排水通道。4.2 機(jī)具材料準(zhǔn)備a 機(jī)械設(shè)備：套管混凝土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(jī)械和設(shè)備，在施工前做好機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)、試機(jī)工作，確保在施工期間正常作業(yè)。機(jī)械和設(shè)備如下：靜壓輔助振動(dòng)沉管樁機(jī)、吸水泵、小型加長(zhǎng)振搗棒和其他輔助

6、設(shè)備等。b 樁身所采用的原材料（細(xì)石，pvc套管，鋼筋）經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)合格進(jìn)場(chǎng)。c 預(yù)制樁尖采用C25鋼筋混凝土，直徑約30cm，并設(shè)有固定套管的塑料套管接頭，預(yù)制樁尖以打設(shè)過(guò)程不破碎，能保障塑料套管的順利打設(shè)為主要控制標(biāo)準(zhǔn)，有廠家直接預(yù)制經(jīng)檢驗(yàn)合格進(jìn)場(chǎng)。 圖4 PVC套管接頭 圖5 預(yù)制樁尖 5 施工步驟5.1 測(cè)量放樣施工場(chǎng)地鋪設(shè)砂墊層后，用全站儀放出布樁的樁位控制點(diǎn)，然后布設(shè)控制樁，再用鋼尺放出每根樁的具體位置并做好明顯標(biāo)記。5.2 樁機(jī)就位、對(duì)中根據(jù)測(cè)量放樣結(jié)果，采用合理的施工順序，進(jìn)行樁機(jī)就位、對(duì)中，機(jī)架要垂直，偏差不大于1%，保證機(jī)架底盤水平，平穩(wěn)。5.3 放置套管根據(jù)加固樁長(zhǎng)的要求，

7、將出廠的套管切割（連接）成合適長(zhǎng)度，要求打設(shè)至加固深度后套管高度不小于要求的樁頂標(biāo)高并適當(dāng)富裕；將切割好的套管與樁尖連接密封牢固，并用膠水輔助粘結(jié)。一端用繩索綁好，然后將帶有樁尖的套管從鋼管底部套入鋼管中，樁尖與樁位對(duì)準(zhǔn)，然后開(kāi)機(jī)將鋼管打設(shè)至地下設(shè)計(jì)深度，并注水對(duì)塑料套管進(jìn)行保護(hù)，樁的打設(shè)深度由設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，輔以貫入度控制，貫入度控制標(biāo)準(zhǔn)為：20cm25cm左右/min，貫入度具體控制指標(biāo)可根據(jù)試樁確定，根據(jù)樁端土層的性質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。若地質(zhì)條件與地質(zhì)勘查報(bào)告存在較大差異，以實(shí)際由貫入度控制的打設(shè)深度為準(zhǔn)，確保樁端嵌入設(shè)計(jì)硬土層。 圖7-1 套管與樁尖粘結(jié)圖 圖8-1 套管套入樁機(jī)鋼管 5.4 振

8、動(dòng)下沉、注水拔鋼管在樁打入設(shè)計(jì)深度后向管內(nèi)注水，將鋼管拔出而將塑料套管留在地下，并用測(cè)繩測(cè)量套管深度，滿足設(shè)計(jì)要求。移機(jī)至下一個(gè)樁位，重復(fù)3.43.5工序，繼續(xù)埋設(shè)套管。 圖9 鋼管振動(dòng)下沉 圖11 拔鋼管5.5 檢查塑料套管，澆筑混凝土成樁場(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)行仔細(xì)檢查。抽水并將多余的套管進(jìn)行截管和整理后，用蓋板隨時(shí)保護(hù)套管內(nèi)的清潔，盡量不讓雜物進(jìn)入。在套管頂部放置一定長(zhǎng)度的鋼筋籠，鋼筋均勻插設(shè)，放置蓋板底層、頂層配筋并進(jìn)行綁扎連接，然后場(chǎng)地內(nèi)集中澆注混凝土完成樁和蓋板的施工。 圖12 打入的塑料套管 圖13 抽水 圖14 集中澆注 圖15 蓋板5.6 成樁檢

9、測(cè)，鋪設(shè)鋼塑格柵、砂墊層樁、蓋板澆注完畢達(dá)到一定強(qiáng)度，檢測(cè)合格后，在蓋板頂鋪設(shè)一層雙向鋼塑格柵。在雙向鋼塑格柵上鋪設(shè)20cm砂墊層，在墊層頂再鋪設(shè)一層雙向鋼塑格柵。整平壓實(shí)后進(jìn)行路基施工。6 PTCC樁的檢測(cè) 1）樁身完整性及混凝土澆注質(zhì)量采用小應(yīng)變檢測(cè)。檢測(cè)數(shù)量為總樁的5%。2）對(duì)樁的承載能力采用靜載荷試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。待樁體強(qiáng)度達(dá)到28天后對(duì)成樁進(jìn)行承載力檢測(cè)。單樁（或帶蓋板單樁）檢測(cè)數(shù)量單側(cè)橋頭（箱涵、涵洞）不少于1根，且不少于樁總根數(shù)的10/00。7 PTCC樁施工控制要點(diǎn)1）塑料套管應(yīng)滿足環(huán)剛度和扁平試驗(yàn)的要求，塑料套管接頭處和塑料套管與樁尖接頭處應(yīng)采用膠水輔助粘結(jié)，以防止打設(shè)后地下水滲

10、入塑料套管。打設(shè)過(guò)程中應(yīng)防止打設(shè)相鄰塑料套管時(shí)擠破已打設(shè)的塑料套管，若施工中發(fā)現(xiàn)對(duì)已打設(shè)塑料套管存在擠破時(shí)，應(yīng)對(duì)塑料套管的環(huán)剛度、壁厚、施工速度和施工順序進(jìn)行調(diào)整。2）混凝土控制：樁身、蓋板混凝土設(shè)計(jì)28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度25 Mpa，樁尖混凝土設(shè)計(jì)28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度25Mpa。 3）通過(guò)試樁確定以下技術(shù)參數(shù)：a、滿足塑料套管打設(shè)質(zhì)量的各種參數(shù)，如：塑料套管環(huán)剛度、厚度等；b、校核設(shè)計(jì)中選取持力層的深度； 4）每根塑料套管打設(shè)后，應(yīng)立即對(duì)塑料套管的打設(shè)質(zhì)量進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)塑料套管破損，應(yīng)在原樁位附近復(fù)打1根塑料套管。5）樁身混凝土澆注前，應(yīng)對(duì)塑料套管進(jìn)行抽水，并進(jìn)行檢查。6）混凝土澆注過(guò)程中應(yīng)

11、采用小型加長(zhǎng)振搗棒進(jìn)行振搗，保障混凝土澆注質(zhì)量。PTCC樁的施工質(zhì)量及檢驗(yàn)要求見(jiàn)下表1表1 套管混凝土樁的施工質(zhì)量及檢驗(yàn)要求 檢查項(xiàng)目質(zhì)量要求和允許偏差檢查頻率檢查方法備注1. 樁距偏差±5 cm抽查2%皮尺測(cè)量2. 樁徑設(shè)計(jì)值抽查2%尺量3. 樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)值全部檢查施工、監(jiān)理記錄4. 樁垂直度1.5%全部檢查施工、監(jiān)理記錄5. 混凝土28d強(qiáng)度25 MPa每段落不少于3組澆注混凝土過(guò)程中留試塊8 套管混凝土樁的施工控制注意事項(xiàng)1) 套管混凝土樁采用的套管應(yīng)為單壁、內(nèi)外均是螺紋的PVC塑料套管。套管其強(qiáng)度應(yīng)保證混凝土澆注前后不損壞，最大外徑為16cm。2) 本方法采用打設(shè)套管和澆注混凝土

12、兩道工序分開(kāi)進(jìn)行的方法，以提高施工效率以及保證樁體混凝土的連續(xù)性，同時(shí)由于在澆注混凝土之前套管內(nèi)為全空，可以對(duì)打設(shè)的深度進(jìn)行很方便的檢查，即對(duì)套管的深度進(jìn)行檢測(cè)即可，質(zhì)量很容易控制，因此不宜采用邊打設(shè)套管邊在套管內(nèi)澆注混凝土的方法進(jìn)行施工。3) 為了保證樁體與擴(kuò)大樁尖的緊密結(jié)合，套管應(yīng)與樁尖事先連接，并將套管事先從打設(shè)機(jī)械的沉管底部放入后再進(jìn)行打設(shè)，不宜采用先沉管后從沉管上部開(kāi)口處將套管放入的方法。4) 混凝土為細(xì)石混凝土，試樁時(shí)確定混凝土的坍落度，保障混凝土的流動(dòng)性。5) 套管滲水。原因：塑料套管接縫不嚴(yán)密，或在打設(shè)拔管過(guò)程中擠壞塑料管。預(yù)防和處理方法：塑料套管接頭處需采用膠水輔助粘結(jié)， 若

13、是在打設(shè)或拔管過(guò)程中破壞塑料套管須注意合理安排施打順序，并注意拔管過(guò)程中注意沉管豎直，若出現(xiàn)上述情況注意孔內(nèi)滲水量的估計(jì)，是否能滿足灌筑混凝土?xí)r把水抽干后，保證混凝土灌注管內(nèi)底部深度。若發(fā)現(xiàn)灌注混凝土量不符時(shí)，應(yīng)再補(bǔ)充一根。6) 樁機(jī)在沉管過(guò)程中地面隆起。原因：由于沉管導(dǎo)致土體擠密，地面隆起。預(yù)防和處理方法：合理安排沉管順序，合理控制沉管速度。不能用機(jī)械夯實(shí)，以防套管破損。7) 套管在沉管結(jié)束后，澆筑混凝土前破損。原因:沉管結(jié)束未及時(shí)注水保護(hù)。預(yù)防和處理方法：沉管結(jié)束后及時(shí)注水，保證管內(nèi)水位超過(guò)樁身2/3。8) 砂墊層的是鋪設(shè)，須注意保證砂的質(zhì)量，砂為潔凈中粗砂，含泥量<5%滲透系數(shù)6&

14、#215;10-36×10-2cm/s。施工過(guò)程中防止泥土混入砂墊層中。9) 蓋板施工時(shí)，開(kāi)挖砂墊層，截管并安裝模板，注意標(biāo)高的整體控制，做到整體齊平，保證鋼塑格柵的鋪設(shè)平整，及上層砂墊層的壓實(shí)度。10) 在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中還應(yīng)注意機(jī)架平穩(wěn)豎直，安全操作，不違章指揮，不違章操作，所有人員應(yīng)持證上崗。應(yīng)注意現(xiàn)場(chǎng)的用電安全。9 結(jié)束語(yǔ)PTCC樁采用的為全螺紋塑料套管，套管外螺紋使得樁體與土體摩擦系數(shù)大幅提高，從而大大提高了樁的承載能力，但如果當(dāng)?shù)鼗某两荡笥跇兜某两禃r(shí)，則地基土對(duì)樁體表面產(chǎn)生向下的荷載作用，存在的下拉荷載作用可能造成樁身破壞、樁端地基屈服、上部結(jié)構(gòu)的不均勻沉降，引起負(fù)摩擦力，導(dǎo)致承載力降低、變形增加等。參考文獻(xiàn)1 陳永輝;徐立新;張正剛;馬小彬. 單壁螺紋塑料套管現(xiàn)澆混凝土樁的施工方法 P. 中國(guó)專利:CN1944808,2007-04-11.2 陳永輝;徐立新;張正剛;馮兆祥;王