高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工技術(shù)

康 興 華

(呂梁晉昌公路開發(fā)有限公司,山西 呂梁 033000)

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁是高速公路施工建設(shè)中常用的技術(shù)形式，在技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中能夠通過(guò)中樁承載力和施工參數(shù)內(nèi)在關(guān)聯(lián)來(lái)使得整個(gè)高速公路施工參數(shù)設(shè)計(jì)達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求。高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工處理技術(shù)有效應(yīng)用的關(guān)鍵是各項(xiàng)施工參數(shù)的控制標(biāo)準(zhǔn)是否合理。為此，文章在闡述預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工內(nèi)涵和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合高速公路施工建設(shè)發(fā)展實(shí)際就高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工處理技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行探究。

1 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁概述

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁一般是指在施工的過(guò)程中應(yīng)用離心成型的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，按照混凝土強(qiáng)度等級(jí)可以將預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁具體劃分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁兩種類型。在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁中，預(yù)應(yīng)力管樁本身的強(qiáng)度、承載力、抗壓力、耐久力、質(zhì)量等較好，適合被人們應(yīng)用到各種類型的高速公路橋梁施工中。

和其他鉆孔灌注樁相比，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁具備以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：

1)承載能力強(qiáng)。預(yù)應(yīng)力樁本身強(qiáng)度較高，在使用的過(guò)程中能夠被打入到密實(shí)性較強(qiáng)的風(fēng)化層中，同時(shí)，在劇烈擠壓作用下，樁尖持力層的土質(zhì)承載力也會(huì)提升，為此，預(yù)應(yīng)力管樁的承載力要比一般直徑沉管和鉆孔灌注樁高。

2)抗彎度性能良好。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁適合應(yīng)用強(qiáng)度高、松弛較低的鋼棒來(lái)作為預(yù)應(yīng)力主筋。

3)良好的質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁采用了工廠制作方式，在先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的支持下能夠有效提升產(chǎn)品質(zhì)量。

4)應(yīng)用范圍廣泛。預(yù)應(yīng)力管樁的使用規(guī)格比較多，承載力不同，根據(jù)高速公路橋梁不同的結(jié)構(gòu)位置適合不同的樁徑。為此，結(jié)合高速公路橋梁施工實(shí)際情況需要選擇不同的樁徑。

5)施工速度快。預(yù)應(yīng)力管樁一般會(huì)在工廠中生產(chǎn)，在機(jī)械化設(shè)備的支持下具有施工效率高和產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)勢(shì)。

2 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁適合應(yīng)用的范圍和設(shè)計(jì)要求

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁適合應(yīng)用的范圍十分廣泛，在不同領(lǐng)域擁有不同的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，為此，結(jié)合不同地質(zhì)條件和沉降施工工藝需要相關(guān)人員結(jié)合有關(guān)設(shè)計(jì)要求來(lái)選擇適合的施工工藝，比如中掘法、半中掘法、鉆孔插樁等。特別是將預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度管樁應(yīng)用到高速公路橋梁施工中能夠?yàn)檎麄€(gè)高速公路橋梁施工提供重要基礎(chǔ)支持，為高速公路施工建設(shè)發(fā)展提供配套鐵路、港口、水利、市政等工程基礎(chǔ)支持，使得整個(gè)高速公路橋梁樁基符合相關(guān)要求，確保土間的穩(wěn)定和可靠，減少高速公路橋梁施工變形問(wèn)題的出現(xiàn)。在高速公路建設(shè)的過(guò)程中會(huì)遇到各類復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，特別是強(qiáng)風(fēng)化積土層作為公路地質(zhì)持力層存在能夠使得整個(gè)工程建設(shè)達(dá)到指定要求。

在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁進(jìn)行施工的時(shí)候需要著重研究其承載特點(diǎn)，從以往發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工關(guān)注的往往是豎向荷載的作用，忽視了對(duì)其橫向荷載的關(guān)注。但是從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，樁的水平荷載力一般要比垂直承載力低，因此在研究樁基水平承載力的時(shí)候需要充分考慮樁基的土深度和樁之間的距離、材料使用尺寸大小、材料強(qiáng)度、材料深度等?；陬A(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁的長(zhǎng)徑較大。橫向荷載往往會(huì)表現(xiàn)出彈性長(zhǎng)樁受力的特點(diǎn)，為此相關(guān)人員需要應(yīng)用水平荷載試驗(yàn)和地基反力系數(shù)方法來(lái)確定橋梁?jiǎn)螛稒M向承載力。

3 高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工處理技術(shù)工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

在進(jìn)行高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工操作之前需要搭建好張拉架，搭設(shè)起重葫蘆；之后將錨墊板喇叭管中的混凝土和鋼絞線泥漿及時(shí)清理干凈，配套相應(yīng)的工作錨板，并根據(jù)天氣情況來(lái)選擇是否在錨板中涂抹黃油；最后，在錨板的錐孔內(nèi)部安裝工作夾片。

3.2 施工工藝流程

高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁的具體施工流程(如圖1所示)。根據(jù)圖1信息可以發(fā)現(xiàn)，高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工首先需要在平整的場(chǎng)地上進(jìn)行測(cè)量放線，測(cè)量工作人員根據(jù)測(cè)量結(jié)果和放樣信息進(jìn)行施工標(biāo)記。其次，在打樁機(jī)定位完成之后對(duì)準(zhǔn)樁位，確保樁位的垂直從而確保工程施工不出現(xiàn)傾斜和移動(dòng)的現(xiàn)象。再次，將壓樁機(jī)安排在壓樁樁位上，將管樁放入到壓裝機(jī)的內(nèi)部，起門架和調(diào)節(jié)壓裝機(jī)的樁心，通過(guò)移動(dòng)和調(diào)節(jié)樁基、樁尖來(lái)對(duì)準(zhǔn)樁的位置，放松預(yù)應(yīng)力鋼筋。最后，在打樁結(jié)束之后需要調(diào)整樁尖插入到樁位中，之后應(yīng)用比較小落距冷錘多次，確保樁進(jìn)入到土層中，在具體操作中打樁的順序是根據(jù)地質(zhì)、地形、樁基礎(chǔ)條件以及樁機(jī)的移動(dòng)來(lái)檢驗(yàn)和反復(fù)確認(rèn)。在樁頂距離地面80 cm的時(shí)候需要及時(shí)停止打樁操作，同時(shí)吊起節(jié)樁，使得上下節(jié)樁兩個(gè)位置對(duì)應(yīng)。

3.3 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁的斷裂分析

在高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工的過(guò)程中有時(shí)候會(huì)因?yàn)槭┕げ磺‘?dāng)而出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁斷柱現(xiàn)象。而出現(xiàn)斷裂的原因無(wú)外乎以下幾種：

1)機(jī)械碾壓以及土方開挖導(dǎo)致的斷樁。在一些工程施工中，施工單位為了追趕施工進(jìn)度會(huì)應(yīng)用大型挖掘機(jī)挖土，在這個(gè)過(guò)程中容易出現(xiàn)樁挖斷的現(xiàn)象。

2)堆土累積過(guò)多而出現(xiàn)的斷樁，最終對(duì)整個(gè)工程施工帶來(lái)不利影響。

3)施工過(guò)程中因?yàn)閿D土導(dǎo)致的斷樁問(wèn)題。為了防止預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁的斷裂需要增強(qiáng)管樁穩(wěn)定性，根據(jù)布魯姆斯理論了解到在一定約束作用下的樁頂往往會(huì)獲得比一般自由樁更大的抗力，為此可以通過(guò)改變樁形約束條件的方法來(lái)提升樁基的水平承載力。

另外，在施工過(guò)程中還需要加強(qiáng)對(duì)適合管徑大小的選擇，不斷增加高強(qiáng)管樁的截面剛度，提升預(yù)應(yīng)力管樁的水平承載力。對(duì)于高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁的低承臺(tái)形式則是需要采取措施增強(qiáng)樁系受力強(qiáng)度和水平承載力，從而提升整個(gè)樁的剛度和強(qiáng)度，增強(qiáng)樁本身的水平位移。

3.4 加強(qiáng)對(duì)高速公路橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量檢測(cè)

在高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工過(guò)程中需要做好對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量監(jiān)測(cè)和控制，著重要做好以下幾點(diǎn)工作：在焊接操作的時(shí)候要做好對(duì)稱焊接，確保樁身的穩(wěn)定性和安全性；在高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工過(guò)程中還需要做好樁本身的傾斜度、抗拔、承載力等方面的檢測(cè)工作，從而確保整個(gè)工程施工質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁在整個(gè)高速公路施工中占據(jù)十分重要的地位，能夠增強(qiáng)打樁操作過(guò)程中樁承載力和各個(gè)施工參數(shù)的關(guān)聯(lián)，從而使得整個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工參數(shù)達(dá)到施工質(zhì)量規(guī)定的要求。為此，在高速公路橋梁施工中需要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工問(wèn)題的關(guān)注，在了解預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁施工內(nèi)涵、施工特點(diǎn)、施工適合范圍的基礎(chǔ)上，從施工前、施工進(jìn)行和施工監(jiān)控等方面思考怎樣更好的發(fā)揮出預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁在高速公路橋梁施工中的運(yùn)用，以期能夠更好的促進(jìn)工程建設(shè)發(fā)展。