道路軟基處理中PHC管樁的應用

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城市道路因需要埋設各類管線，對路基、管線承載力要求高，道路工后沉降值小，因此軟基處理成為城市道路建設中的重點難點。作者參與了江門市某大型自動化機械生產商的工業區內市政道路設計，對此深有體會。文章以此項目為藍本，對預應力phc管樁復合地基的設計及應用進行探究。

1場地地質概況

此次勘察查明，在鉆探所達深度范圍內，場地地層可分為5大層6亞層，基巖為泥巖，上覆有素填土、淤泥、粉質黏土、中粗砂等。綜上所述，淤泥層較厚，平均厚度約20m，含水量高，承載力低。必須采用合理軟基處理才能滿足項目工業生產要求。

2預應力PHC管樁的優點

（1）應用的范圍比較廣。PHC管樁主要是通過側阻力以及端阻力來共同承受其上部的荷載，它可以使用在強風化巖層、全風化巖層、堅硬粘土層以及密實砂層或者卵石層等多種土質中，并將它們作為其持力層，對于這些持力層變化比較大的地質條件也具有很強的適應性。由于PHC樁廣泛使用，為管樁的訂購及運輸提供了優先選擇條件。

（2）樁質量的可靠性比較高。PHC管樁的生產是通過工廠化、標準化、專業化進行的，其樁身的質量可靠性比較高；運輸以及吊裝也比較方便，并且其承載力、抗彎性能以及抗撥性能上都能得到保證。

（3）施工方法成熟且工期快。PHC管樁的應用中，具有施工速度快、工期短、工效高等特點，且容易做到文明施工，安全生產。

（4）施工質量有保證。PHC樁可以采用靜壓法施工，壓樁力可以直接讀出結果，并自動進行記錄；樁身的質量以及沉樁的長度都可以用手動的方式進行監測，人為因素的干擾小。

3預應力PHC樁復合地基設計

經采用巖土理正6.0版本進行地基承載力及地基沉降值計算，滿足項目要求道路沉降少于10cm,管線地基承載力≥150kPa，考慮工期，工程經濟性及場地地質情況，采用預應力PHC管樁復合地基，通過計算較切合工程實際需要設計如下。

（1）預應力PHC管樁的布設。管樁間的距離2.4m，管樁徑為40cm，管樁壁厚要不小于9cm，其預應力的強度8MPa，管樁的離心混凝土強度為C80。

（2）預應力PHC管樁結合塑料排水版組成復合地基。施打預應力管樁同時需點間布設排水板，以便于堆土擠出淤泥層孔隙水。排水板間距宜與管樁相同。排水塑料的排水芯板一般要求采用原生的聚乙烯材料SPB-C型，其芯板撕裂強度應不小于20N；其縱向的通水量應不小于50cm3/s，排水板中還應該設置測量深度裝置，以便確定施打深度。

（3）預應力PHC管樁復合地基預壓排水通道布設。為有效排出淤泥質土中的水，PHC管樁托之上設30cm級配碎石墊層作為軟基淤泥質土擠壓排水通道，碎石墊層頂部和底部各鋪設一層雙向土工格柵使級配碎石形成褥墊層承受填土及路面結構重力。碎石墊層的設置要在坡腳外1m位置處，然后用厚度為30cm的粘土進行封層，坡腳的位置相關泄水管的入水口要設置一定的反濾層，反濾層主要是用土工布來包裹碎石。

（4）復合地基預壓處理。路基填料盡量選用級配較好的粗粒土作為填料。用不同填料填筑路基時，每一水平層均應采用同類填料。而對于液限值大于50和塑性的指數超過26的土、總膨脹率超過0.7%和其含水量不再規定范圍的土，都不能夠直接用作路基填料。或采取晾曬或摻入2%～6%水泥、石灰等技術措施進行處理改善，經檢查合格后方可使用。在進行填土分層填筑時，要對分層進行壓實處理，每層的松鋪厚度一般不能超過30cm，壓實度也不能低于93％。

4預應力PHC管樁復合地基施工方法

（1）預應力管樁復合地基施工流程。平整場地→施工塑料排水板→測量放樁位→管樁機就位→施工管樁→施工樁帽→級配碎石層→填土預壓→監測。

（2）預應力PHC樁施工處理。在管樁進行大規模的施工前，首先需要在其有相應地質鉆孔位置處進行試打處理,并對單樁的承載力以及復合地基的承載力進行有效的檢測,從而來確定選錘以及控制收錘具體的指標。收錘的標準主要遵循雙控的原則，控制標準為以路基進入樁端的持力層2m，并且最后的貫入度還要小于60cm/10擊。因該項目臨近村莊管樁宜采用靜壓法施工。

（3）塑料排水板施工。塑料排水板的設計長度需結合地質資料確定，施工時應根據施工情況適時調整塑料排水板長度，并且其導軌也要保證垂直，鋼套管也不能出現彎曲的情況，透水濾套要保證性能完好并不存在污染情況，在排水板的底部還要設置相應的錨固措施，從而避免在進行套管拔出時對芯板造成影響。在進行塑料排水板施工的過程中，要保證塑料排水板不能發生間斷，同時還要采取相應的措施來避免對周邊的土體造成擾動。

（4）路基填土。在進行路基填土的時候，要從路的中心開始，然后再向路的兩側進行分層填筑并壓實，同時還要抱枕其橫向坡度與路拱相同。在進行路基填筑的過程中，要對其沉降以及穩定進行監測，每當填筑完成一層，就要對其進行有效的監測，并對其沉降以及位移的發展趨勢和情況進行分析。當快達到極限的填筑高度的時候，就要放慢填筑的速度，避免填筑速度的過快而對地基產生破壞，而當還處在極限高度以下的情況下，為了節省預壓的時間，就需要加快路基填筑的速度。在進行軟基的處理時，由于其沉降現象的出現，路基的土方底部也就相當于一部分的封層土，為了避免沉降現象的發生而進行二次回填，因此，在進行填筑施工時，在超載土方的底部1.0m情況下，要根據路床土相關標準來進行氣分層填筑和壓實處理。

5預應力PHC管樁復合地基監測

沉降觀測主要為地表沉降觀測和土體內部沉降觀測。監測儀器設置表布設的斷面、位置應嚴格按規范實施，監測項目應在填土前埋設完畢。

（1）沉降監測。地表沉降觀測采用在地面埋設沉降板進行高程觀測。沉降板采用鋼板，底板尺寸為50cm×50cm×（0.6～0.8）cm；金屬測桿宜為鋼管，直徑4cm，與沉降板焊接為一體；套管為塑料管，直徑為10cm，必須有足夠的剛度和強度。隨著填土的增高，測桿與套管也相應接高，每節長度不宜超過50cm。接高后的測桿頂面應略高于套管上口，套管上口應加蓋封住管口，蓋頂高出碾壓面高度50cm。土體內部沉降觀測通過在土體內埋設的相關沉降標來進行觀測。所謂的分層沉降標，主要是導管和其相應的具有感應線圈波紋管兩部分組成。導管為硬塑料管，兩端配有接口裝置；波紋管為塑料軟管，橫向能承受擠壓而不產生變形，縱向則能夠自由進行伸縮。波紋管套在導桿外面，管上感應圍位置即為測點位置。采用鉆孔埋設,鉆孔垂直偏差率應不大于1.5%，分層沉降測點間距為1m。

（2）土壓力觀測。土壓力觀測采用土壓力計觀測。土壓力計采用挖坑水平埋設。挖槽底面應平整密實，埋設后的土壓力計必須位置正確而穩固，上下四周約20cm范圍用細砂填實。埋設時每只土壓力計外引電纜均應編好測點號碼，集中引入觀測箱，同時記錄各測點編號與其對應引線長度。外引線電纜均應有可靠的保護措施，以避免遭受損壞。埋設后的土壓力計在初讀數穩定后，才可以進行其上的填筑工作。

（3）觀測頻率。觀測頻率視不同時期而定，其中填土期為每日觀測1～2次；預壓期第1～4周隔日觀測1次；預壓期第四周至第三個月每周1次；預壓期第三個月之后至上路面完畢每半月觀測1次；從營運開始至設計觀測期每半年觀測1次。設計觀測期為施工開始至營運期的頭2年。

（4）監測及試驗結果。經沉降監測，使用預應力PHC管樁復合路基處理方法，工后沉降平均值約為6cm。根據地基承載力試驗，地基處理后地基承載力試驗平均值約為180kPa。從監測及試驗結果顯示，預應力PHC管樁復合地基處理滿足項目的工業生產及交通運輸需求。

6結束語

預應力PHC管樁復合地基處理在市政道路軟基處理中的應用，可以有效地提高市政道路的質量和效率，可以更好地滿足現代工業發展和交通運輸對城市道路的要求。隨著工程類科學技術的發展，深入地研究各種復合地基處理，對工程項目的影響及社會經濟的優化和效率提升有著深遠的意義。