论市政道路施工中软基加固技术的应用

我国地域辽阔, 地质条件极为复杂, 特别是在沿海地区及内地湖河沉积地区存在着许多复杂的软土地基, 在这些地质条件下修建高质量的公路及建筑物都要进行软基处理, 以增加地基的稳定性及减少沉降, 软基处理方法的选择对工程质量、工期和经济效益均有重要的影响, 寻求使用较少的混凝土方量, 以实现造价低、承载力高, 并且地基的稳定性增加明显的新桩形成为岩土工程界的迫切需要解决的问题, 正是考虑到实心桩及预制管桩的不足, 工程实践中开发了高效经济的现场浇筑混凝土薄壁管桩软土地基加固技术和施工工艺, 且已开始在高等级公路中推广应用。

1 现浇混凝土管桩技术简介

现浇混凝土管桩技术吸收了预应力混凝土管桩、振动沉管桩和振动沉模薄壁防渗墙等技术的优点。该管桩桩身强度高, 直径可达1.5m, 有效加固深度可达25m 以上, 施工工艺简单, 可操作性强, 便于质量控制、监督, 单桩承载力高而造价相对较低。

2 现浇混凝土管桩技术优点

现浇混凝土管桩复合地基技术在高等级公路软基加固中的使用, 将有助于解决许多工程实践问题, 节约成本, 缩短工期, 提高工程质量。这里仅与目前工程中广为使用的粉喷桩复合地基进行比较, 阐述其优点。

2.1 施工适用性

现浇管桩:属于刚性桩, 桩身强度较高, 可达到C 20~C 25, 桩径可达1.5m, 采用边振动边加压的沉管方式, 处理深度大于25m 。

粉喷桩:属于柔性桩, 桩身强度低, 桩径小, 一般0.5m 左右, 处理深度小, 目前国内现有粉喷桩机最大处理深度15m 左右, 且深度大于10m 以后, 下部压力增大, 喷灰困难, 粉喷桩固结往往较差。

2.2 施工质量控制

现浇管桩:施工工艺简单, 过程清晰, 便于质量监督管理, 可操作性强, 混凝土现场质量易控制。

粉喷桩:水泥灰量输送由高压气流控制, 实际施工时, 土层变化大, 造成送灰压力不均匀, 因而喷灰量分布不均匀, 极易出现搅拌不均匀, 局部固结差, 施工隐蔽性强, 现场质量监督管理困难。

2.3 桩基检测

现浇管桩:采用小应变或人工开挖进行检测, 测试费用低, 一般占工程总造价的1%~2%。由于采用无损测试, 检测周期短, 检测范围广。

粉喷桩:通常采用钻探取芯, 静载等方法, 检测费用高, 一般占工程总造价的3%~5%, 检测周期长, 范围小 (一般占总桩数2%左右) , 不能全面反映整个工程质量。

2.4 经济比较 (以广东地区综合单价为对象)

比较分析:粉喷桩与现浇薄壁管桩软基加固的两种处理方法, 造价方面相差不大, 但现浇管桩具有地基适应性好、施工质量易控制, 无需预压、承载力高、总沉降量小、检测方便、桥头跳车改善程度好等粉喷桩无法比拟的优点, 因此选现浇薄壁管桩加固软基更经济、更合理。从目前对两种不同处理方法效果从经济性、安全性、效果性进行对比来看, 振动沉模大直径现浇管桩技术是代替粉喷桩技术的一个很好的方案。

3 现浇管桩技术在市政道路软基加固中应用

3.1 工程加固概况

某市政道路工程地基土层为8m~18m 深粉质粘土, 设计路堤填土最大高度为6.0m, 通过堆载预压、真空预压、粉喷桩等方案比较, 最终确定了现浇管桩复合地基加固技术方案, 设计桩长从6m~11.8m 不等, 设计直径1000m m, 壁厚120m m, 混凝土等级C 20, 坍落度5cm~8cm, 桩间距横向3.0m , 纵向间距排与排之间3.5m , 采用正方形布置, 设计7.8 m 长管桩竖向极限承载力600kN, 现场照片如图1所示。

3.2 桩基检测

该桩基工程检测分3种方式进行, 即: (1) 现场开挖:检查桩身外观质量, 该项工作在桩基完工14天后进行, 检查数量不得少于3根, 开挖结果表明, 桩身混凝土结构完整, 无断桩和空隙。 (2) 低应变检测:采用反射波法对桩身完整性进行检测, 检测数量为总桩数的25%。检测机构“桩基低应变动力检测报告”表明:桩身混凝土强度等级达到设计C 20要求。实测各桩桩身完整, 为A类桩。 (3) 静载荷试验:对单桩承载力进行检测, 检测数量为3根桩。曾有某公司《基桩静荷载试验报告》表明, 7.8m 管桩竖向极限承载力大于730kN, 满足设计要求。

3.3 现场测试

在桩基实施过程中, 进行了现场埋设仪器和测试研究, 测试结果如下。

(1) 桩周地表土的位移。

从实测资料可以看出, 在沉桩过程中对于地表土体的挤密近于指数形式的衰减。在距桩心2.5m 处桩周土的位移量均小于2m m, 说明本次设计的桩间距是合理的, 图2是成桩结束后地表位移的分布。

(2) 沉桩过程土压力的变化。

为了测试沉桩过程中的挤土压力, 在距施打桩中心1.5m 和3m 处成孔, 在2.5m、5.0m、7.5m 深度处埋设垂直向土压力盒。桩机每下沉2m 观测一次;施打完成后不同时间进行观测。成桩后在该桩侧壁再埋设两只土压力盒, 深度分别为2.5m 和4m, 目的是为了检测在施打相邻桩时该桩所受到的挤土压力。从距沉桩中心3m 处实测资料中反映出的特点:在单桩沉入时, 且无相邻桩存在的情况下, 沉桩的挤土压力在上部5m 范围内近于一致的, 下部由于土质较硬挤土作用明显, 因此, 在5m 以下土压力要高于上部压力。随着沉桩深度的变化, 下部土压力也随之上升。

4 结语

本文介绍了现浇混凝土管桩技术及其在某地区高填土市政道路软基加固中的应用, 通过现场检测和测试试验表明, 承载力满足了设计要求;通过低应变测试分析, 所检测桩桩身质量完整。振动沉模现浇管桩是一种软基加固的全新专利技术, 由于其地基适应性好、施工质量易控制, 所以具有无需预压、承载力高、总沉降量小、检测方便、桥头跳车改善程度好等粉喷桩无法比拟的优点。

摘要：随着经济的发展, 市政工程的迅猛建设。本文阐述了管桩技术在市政道路软基加固施工中的应用, 以供参考。

关键词：管桩,市政道路,软基加固