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，通過對比最后選擇了采用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19.0m，設(shè)計(jì)總長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、對中，啟動打設(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；待場地分段區(qū)塊套管全部打設(shè)完畢后，開挖尺寸為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)樁長準(zhǔn)備塑料套管并與預(yù)制樁尖連接靜壓輔助振動，打設(shè)至加固深度，同時向塑料套管內(nèi)注水塑料套管吊入沉管內(nèi)清表整平、鋪設(shè)20cm墊層測量放線、確定樁位樁機(jī)就位、對中對場地內(nèi)塑料套管抽水、截管和檢查，開挖樁帽土模、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 場地準(zhǔn)備河塘清淤回填素土至原地面，場地清除地表，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。攤鋪時不能對地基產(chǎn)生擾動，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：靜壓輔助振動沉管樁機(jī)、吸水泵、小型加長振搗棒和其他輔助

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)檢測合格進(jìn)場。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。 圖4 PVC套管接頭 圖5 預(yù)制樁尖 5 施工步驟5.1 測量放樣施工場地鋪設(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、對中根據(jù)測量放樣結(jié)果，采用合理的施工順序，進(jìn)行樁機(jī)就位、對中，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)加固樁長的要求，

7、將出廠的套管切割（連接）成合適長度，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，樁尖與樁位對準(zhǔn)，然后開機(jī)將鋼管打設(shè)至地下設(shè)計(jì)深度，并注水對塑料套管進(jìn)行保護(hù)，樁的打設(shè)深度由設(shè)計(jì)樁長，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，并用測繩測量套管深度，滿足設(shè)計(jì)要求。移機(jī)至下一個樁位，重復(fù)3.43.5工序，繼續(xù)埋設(shè)套管。 圖9 鋼管振動下沉 圖11 拔鋼管5.5 檢查塑料套管，澆筑混凝土成樁場地內(nèi)塑料套管打設(shè)完成后，對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，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 1）樁身完整性及混凝土澆注質(zhì)量采用小應(yīng)變檢測。檢測數(shù)量為總樁的5%。2）對樁的承載能力采用靜載荷試驗(yàn)進(jìn)行檢測。待樁體強(qiáng)度達(dá)到28天后對成樁進(jìn)行承載力檢測。單樁（或帶蓋板單樁）檢測數(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)過程中應(yīng)防止打設(shè)相鄰塑料套管時擠破已打設(shè)的塑料套管，若施工中發(fā)現(xiàn)對已打設(shè)塑料套管存在擠破時，應(yīng)對塑料套管的環(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無側(cè)限抗壓強(qiáng)度25 Mpa，樁尖混凝土設(shè)計(jì)28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度25Mpa。 3）通過試樁確定以下技術(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)對塑料套管進(jìn)行抽水，并進(jìn)行檢查。6）混凝土澆注過程中應(yīng)

11、采用小型加長振搗棒進(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%皮尺測量2. 樁徑設(shè)計(jì)值抽查2%尺量3. 樁長設(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，同時由于在澆注混凝土之前套管內(nèi)為全空，可以對打設(shè)的深度進(jìn)行很方便的檢查，即對套管的深度進(jìn)行檢測即可，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口處將套管放入的方法。4) 混凝土為細(xì)石混凝土，試樁時確定混凝土的坍落度，保障混凝土的流動性。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，應(yīng)再補(bǔ)充一根。6) 樁機(jī)在沉管過程中地面隆起。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)束未及時注水保護(hù)。預(yù)防和處理方法：沉管結(jié)束后及時注水，保證管內(nèi)水位超過樁身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。施工過程中防止泥土混入砂墊層中。9) 蓋板施工時，開挖砂墊層，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)場施工過程中還應(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)場的用電安全。9 結(jié)束語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，則地基土對樁體表面產(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. 中國專利:CN1944808,2007-04-11.2 陳永輝;徐立新;張正剛;馮兆祥;王