随着社会的发展，城市化进程加快，人口日益周密，为有效解决日益突出的市政道路拥堵问题，市政道路快速化改造工程正在迅速实施中。PTC管桩具有单桩承载力高、施工速度快、无噪音无污染、质量稳定、造价合理等优点，既可以满足软土路基处理中的质量要求，也可以加快施工进度，极大的缩短建设工期，因此在公路软基处理、新老公路拼宽控沉方面得到广泛应用。某市道路桥头段为高填方路基，路堤填土高度约6m，路侧为重力式浆砌片石路肩墙，为保证桥头高填方路基满足路基沉降和稳定要求，经方案比选采取PTC管桩桩筏基础进行处理，有效地满足了高填方拼宽路基的技术要求。

 

　　1工程概况

 

　　该工程为老路拓宽改造工程，桥头高填方路基需进行双侧拼宽改造，每侧路基拓宽宽度为5.5m。工程所处地质情况为：地表以下2.8m范围内为素填土和粉质黏土；其下为具有软塑～流塑性的粉质黏土，层厚为14.7m，见表1。参照高等级公路拼宽路基沉降稳定标准，原有路基与拓宽路基的路拱横坡度工后增大值不应大于0.5%。鉴于原路基沉降已基本稳定，为控制拼宽路基满足工后沉降要求以及市政道路周边环境的限制，一般的处理方法已经不能满足工程要求。经方案比选，采用PTC管桩桩筏基础对拼宽路基进行处理，桩体穿透②-2粉质黏土层，拼宽部位挖台阶处理，拼宽处放置玻纤格栅。

 

　　表1钻孔柱状图

 

　　2PTC管桩设计和路基拼宽方案

 

　　管桩生产技术始于日本，我国自20世纪80年代初开始引进、研制和生产预应力混凝土管桩。近几年，混凝土管桩已越来越受到国内工程界技术人员和建设业主的欢迎，在工业与民用建筑和高速公路等建设领域发展迅速。预应力混凝土薄壁管桩（PTC管桩）强度等级不得低于C60，一般采用常压蒸汽养护28d后才能施打，施打方式有锤击和静压2种。

 

　　2.1设计参数

 

　　1）采用覫40cm的PTC管桩，桩长为19m，桩身混凝土强度为C40。

 

　　2）采用静压法施工，桩体穿透②-2粉质黏土层，压桩至设计深度后桩顶以下铺筑碎石垫层，再浇筑钢筋混凝土结构层，形成PTC桩桩筏基础。

 

　　3）桩间距为2m，按正方形布置。

 

　　2.2桩体及桩筏基础计算[2-4]

 

　　1）单桩竖向极限承载力标准值

 

　　。式中：为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；为极限端阻力标准值；为桩底端横截面面积；为桩身外周边长度；li为桩穿越第i层土的厚度；、分别为桩侧第i层土的侧阻力、端阻力修正系数。

 

　　2）单桩竖向承载力设计值（R）

 

　　R=

 

　　式中：为桩侧阻、端阻综合抗力分项系数。

 

　　3）筏板的荷载分担比

 

　　式中：为桩板刚度，可按Mayne方法求得；Kp为桩群刚度，可按Fleming方法求得；为桩筏相互作用影响系数，可按Poulos方法求得。通过计算，单桩竖向承载力设计值为512kN，桩板的荷载分担比为18.2%。桩顶设计地基承载力为143kPa，满足设计要求。

 

　　2.3路基拼宽方案（见图1）

 

　　图1拼宽路基处理方案图（cm）

 

　　为保证拼宽路基满足沉降和道路景观要求，施工中挖除原有挡墙至路面结构层厚度后加挖40cm，路基拼宽处挖台阶并铺筑玻纤格栅，路侧放缓边坡，种植草和灌木进行绿化。

 

　　3PTC管桩施工要求

 

　　1）桩位放样。采用经纬仪，根据设计文件所确定的处理范围及设计参数进行桩位放样。

 

　　2）压桩。采用专用设备将桩体单点起吊，并小心移入桩机，在相互垂直的2个方向采用经纬仪检查垂直度。第1节桩入土30～50cm后检查和校正垂直度，控制垂直度在0.5％以内，开动压桩装置，保持连续压桩并控制压桩速度在1～2m/min。

 

　　3）接桩及焊接。上一节桩桩头高出地面1.0m左右时应进行接桩；依靠定位板将上下桩接直，偏差不应大于2mm；管桩焊接之前，上下端表面用铁刷清理

 

　　干净，其坡口处应刷出金属光泽；焊接时应分层焊接，在坡口四周先对称点焊6点，焊接由2个焊工对称进行；焊接层数不得少于2层，层间焊皮要清理干净，焊缝应达到三级焊缝要求；焊接好的桩接头应自然冷却，冷却时间至少8min，严禁用水冷却。

 

　　4）送桩。送桩前用水准仪确定地面标高，在送桩杆上作记号，并在送桩过程中进行跟踪。送桩器下端宜设置桩垫，要求桩垫厚度均匀并与桩顶全断面接触。

 

　　5）终止压桩。正常情况下按设计压桩力的1.3～1.5倍送桩，达到设计高程后持荷（正常压力）10min，观测每分钟沉降量不超过2mm后方可结束送桩。

 

　　6）边桩施打。由于原道路路侧挡墙未全部拆除，需配置压边桩装置施打边桩。

 

　　4结语

 

　　在现代化城市建设中，市政道路路基拼宽已成为市政建设中的一个课题，预应力管桩较其他软基处理方法，无论是在造价还是在质量、进度、环保方面都有着明显的优势，但是预应力管桩在施工过程中也不可避免的经常出现各类质量问题和工程事故。随着管桩技术的广泛应用，相信只要严格按照施工质量控制标准来操作，其在软基处理方面的独特优势将得到更大的彰显。

 

　　参考文献：

 

　　[1]张平．PTC管桩在高速公路深层软土地基处理中的应用［J］．中国新技术新产品，2009(1)：76．

 

　　[2]邓友生，孙絮俊，邬忠强．预应力混凝土管桩的应用研究及发展前景［J］．建筑技术，2003，34(4)：263－266．

 

　　[3]王斌，徐泽中．预应力管桩在高速公路拼接工程软基处理中的设计方法［J］．公路，2004(2)：84-88

 

　　[4]Randolph.MF.Designmethodsforpilegroupsandpiledrafts：stateoftheartreport[C].NewDelhi：Proc.13thInt.Conf.SoilMech.Found.Engng，1994：61-82.