道路软基处理中PHC管桩的应用

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城市道路因需要埋设各类管线，对路基、管线承载力要求高，道路工后沉降值小，因此软基处理成为城市道路建设中的重点难点。作者参与了江门市某大型自动化机械生产商的工业区内市政道路设计，对此深有体会。文章以此项目为蓝本，对预应力phc管桩复合地基的设计及应用进行探究。

1场地地质概况

此次勘察查明，在钻探所达深度范围内，场地地层可分为5大层6亚层，基岩为泥岩，上覆有素填土、淤泥、粉质黏土、中粗砂等。综上所述，淤泥层较厚，平均厚度约20m，含水量高，承载力低。必须采用合理软基处理才能满足项目工业生产要求。

2预应力PHC管桩的优点

（1）应用的范围比较广。PHC管桩主要是通过侧阻力以及端阻力来共同承受其上部的荷载，它可以使用在强风化岩层、全风化岩层、坚硬粘土层以及密实砂层或者卵石层等多种土质中，并将它们作为其持力层，对于这些持力层变化比较大的地质条件也具有很强的适应性。由于PHC桩广泛使用，为管桩的订购及运输提供了优先选择条件。

（2）桩质量的可靠性比较高。PHC管桩的生产是通过工厂化、标准化、专业化进行的，其桩身的质量可靠性比较高；运输以及吊装也比较方便，并且其承载力、抗弯性能以及抗拨性能上都能得到保证。

（3）施工方法成熟且工期快。PHC管桩的应用中，具有施工速度快、工期短、工效高等特点，且容易做到文明施工，安全生产。

（4）施工质量有保证。PHC桩可以采用静压法施工，压桩力可以直接读出结果，并自动进行记录；桩身的质量以及沉桩的长度都可以用手动的方式进行监测，人为因素的干扰小。

3预应力PHC桩复合地基设计

经采用岩土理正6.0版本进行地基承载力及地基沉降值计算，满足项目要求道路沉降少于10cm,管线地基承载力≥150kPa，考虑工期，工程经济性及场地地质情况，采用预应力PHC管桩复合地基，通过计算较切合工程实际需要设计如下。

（1）预应力PHC管桩的布设。管桩间的距离2.4m，管桩径为40cm，管桩壁厚要不小于9cm，其预应力的强度8MPa，管桩的离心混凝土强度为C80。

（2）预应力PHC管桩结合塑料排水版组成复合地基。施打预应力管桩同时需点间布设排水板，以便于堆土挤出淤泥层孔隙水。排水板间距宜与管桩相同。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，其芯板撕裂强度应不小于20N；其纵向的通水量应不小于50cm3/s，排水板中还应该设置测量深度装置，以便确定施打深度。

（3）预应力PHC管桩复合地基预压排水通道布设。为有效排出淤泥质土中的水，PHC管桩托之上设30cm级配碎石垫层作为软基淤泥质土挤压排水通道，碎石垫层顶部和底部各铺设一层双向土工格栅使级配碎石形成褥垫层承受填土及路面结构重力。碎石垫层的设置要在坡脚外1m位置处，然后用厚度为30cm的粘土进行封层，坡脚的位置相关泄水管的入水口要设置一定的反滤层，反滤层主要是用土工布来包裹碎石。

（4）复合地基预压处理。路基填料尽量选用级配较好的粗粒土作为填料。用不同填料填筑路基时，每一水平层均应采用同类填料。而对于液限值大于50和塑性的指数超过26的土、总膨胀率超过0.7%和其含水量不再规定范围的土，都不能够直接用作路基填料。或采取晾晒或掺入2%～6%水泥、石灰等技术措施进行处理改善，经检查合格后方可使用。在进行填土分层填筑时，要对分层进行压实处理，每层的松铺厚度一般不能超过30cm，压实度也不能低于93％。

4预应力PHC管桩复合地基施工方法

（1）预应力管桩复合地基施工流程。平整场地→施工塑料排水板→测量放桩位→管桩机就位→施工管桩→施工桩帽→级配碎石层→填土预压→监测。

（2）预应力PHC桩施工处理。在管桩进行大规模的施工前，首先需要在其有相应地质钻孔位置处进行试打处理,并对单桩的承载力以及复合地基的承载力进行有效的检测,从而来确定选锤以及控制收锤具体的指标。收锤的标准主要遵循双控的原则，控制标准为以路基进入桩端的持力层2m，并且最后的贯入度还要小于60cm/10击。因该项目临近村庄管桩宜采用静压法施工。

（3）塑料排水板施工。塑料排水板的设计长度需结合地质资料确定，施工时应根据施工情况适时调整塑料排水板长度，并且其导轨也要保证垂直，钢套管也不能出现弯曲的情况，透水滤套要保证性能完好并不存在污染情况，在排水板的底部还要设置相应的锚固措施，从而避免在进行套管拔出时对芯板造成影响。在进行塑料排水板施工的过程中，要保证塑料排水板不能发生间断，同时还要采取相应的措施来避免对周边的土体造成扰动。

（4）路基填土。在进行路基填土的时候，要从路的中心开始，然后再向路的两侧进行分层填筑并压实，同时还要抱枕其横向坡度与路拱相同。在进行路基填筑的过程中，要对其沉降以及稳定进行监测，每当填筑完成一层，就要对其进行有效的监测，并对其沉降以及位移的发展趋势和情况进行分析。当快达到极限的填筑高度的时候，就要放慢填筑的速度，避免填筑速度的过快而对地基产生破坏，而当还处在极限高度以下的情况下，为了节省预压的时间，就需要加快路基填筑的速度。在进行软基的处理时，由于其沉降现象的出现，路基的土方底部也就相当于一部分的封层土，为了避免沉降现象的发生而进行二次回填，因此，在进行填筑施工时，在超载土方的底部1.0m情况下，要根据路床土相关标准来进行气分层填筑和压实处理。

5预应力PHC管桩复合地基监测

沉降观测主要为地表沉降观测和土体内部沉降观测。监测仪器设置表布设的断面、位置应严格按规范实施，监测项目应在填土前埋设完毕。

（1）沉降监测。地表沉降观测采用在地面埋设沉降板进行高程观测。沉降板采用钢板，底板尺寸为50cm×50cm×（0.6～0.8）cm；金属测杆宜为钢管，直径4cm，与沉降板焊接为一体；套管为塑料管，直径为10cm，必须有足够的刚度和强度。随着填土的增高，测杆与套管也相应接高，每节长度不宜超过50cm。接高后的测杆顶面应略高于套管上口，套管上口应加盖封住管口，盖顶高出碾压面高度50cm。土体内部沉降观测通过在土体内埋设的相关沉降标来进行观测。所谓的分层沉降标，主要是导管和其相应的具有感应线圈波纹管两部分组成。导管为硬塑料管，两端配有接口装置；波纹管为塑料软管，横向能承受挤压而不产生变形，纵向则能够自由进行伸缩。波纹管套在导杆外面，管上感应围位置即为测点位置。采用钻孔埋设,钻孔垂直偏差率应不大于1.5%，分层沉降测点间距为1m。

（2）土压力观测。土压力观测采用土压力计观测。土压力计采用挖坑水平埋设。挖槽底面应平整密实，埋设后的土压力计必须位置正确而稳固，上下四周约20cm范围用细砂填实。埋设时每只土压力计外引电缆均应编好测点号码，集中引入观测箱，同时记录各测点编号与其对应引线长度。外引线电缆均应有可靠的保护措施，以避免遭受损坏。埋设后的土压力计在初读数稳定后，才可以进行其上的填筑工作。

（3）观测频率。观测频率视不同时期而定，其中填土期为每日观测1～2次；预压期第1～4周隔日观测1次；预压期第四周至第三个月每周1次；预压期第三个月之后至上路面完毕每半月观测1次；从营运开始至设计观测期每半年观测1次。设计观测期为施工开始至营运期的头2年。

（4）监测及试验结果。经沉降监测，使用预应力PHC管桩复合路基处理方法，工后沉降平均值约为6cm。根据地基承载力试验，地基处理后地基承载力试验平均值约为180kPa。从监测及试验结果显示，预应力PHC管桩复合地基处理满足项目的工业生产及交通运输需求。

6结束语

预应力PHC管桩复合地基处理在市政道路软基处理中的应用，可以有效地提高市政道路的质量和效率，可以更好地满足现代工业发展和交通运输对城市道路的要求。随着工程类科学技术的发展，深入地研究各种复合地基处理，对工程项目的影响及社会经济的优化和效率提升有着深远的意义。