桩板式路基在高速公路中的应用研究.pdf

onstruction Technology建筑工程桩板式路基在高速公路中的应用研究徐所兰州博文科技学院甘肃兰州730101摘要桩板式路基是一种新型的路基结构形式，在工程建设领域应用较为广泛,从适用范围、施工工艺等方面对桩板式路基进行了论述。关键词桩板式路基工程施工工艺中图分类号TU63+3文献标识码B文章编号16 7 2-9 3 2 3(2 0 2 3)0 4-0 13 6-0 3某工程全线桩板式路基共计12.3 km，17 段，桩板式路基每一节段的跨径为6 m，下部采用先张法预应力高强(C80)混凝土管桩，通过锤击法将混凝土管桩打入原地面(原地面以下的管桩型号为PRC-I500AB,原地面以上的柱型号为PHC500AB)。上部结构采用预制的混凝土板，标准板厚2 6 0 mm、加腋板厚5 0 0 mm，吊装后通过现浇湿接缝的方式连接成一个整体。1桩板式路基适用范围及优点(1）适用于环保要求高的部位。桩板式路基相比较常规路基具有占地面积小，减少了道路和取土场的大开挖，降低了对生态环境的破坏。路基施工过程中需修建便道，且一般路基的边坡坡率为1：1.5,按照路基填筑高度8m计算，坡顶到坡脚的水平距离为12 m,桩板式路基征地时只需考虑梁板的投影面积即可，减少了征地面积。(2）适用于改扩建工程。桩板式路基具有沉降小、稳定性强的特点，改扩建工程中在不阻断交通的前提下直接进行拼宽施工。常规路基需要交通导改、开挖台阶、铺设土工格栅等工序进行拼宽，工序繁多、复杂，且拼宽后存1361石油化工建设2 0 2 3.0 4在沉降的风险。(3）投入机械少。桩板式路基的预应力管桩和预应力梁板均在预制场模筑(半成品)后运输到施工现场进行拼装即可。常规路基施工需要将筑路材料运输至施工现场，采用压实机械将其分层碾压密实。(4）工程造价低。通过人、机、料、法、环等方面对桩板式路基与常规路基进行了工程造价分析,分析结果显示前者相比较后者工程造价减少2 0%。2桩板式路基工程的施工简述桩板式路基是通过桥梁工程演变而来的一种路基结构形式，其主要的组成部分是管桩和预制的梁板，通过现浇混凝土将其连接在一起承受上部交通运输带来的荷载。桩板式路基的管桩施工有两种形式：第一种是利用旋挖钻成孔，放人钢筋笼现浇成桩；第二种是利用压桩机将预制的管桩缓慢打入孔内，上下相邻两节管桩采用焊接的方式固定。两种形式均通过桩体四周的摩阻力来抵抗垂直方向的荷载。本工程桩板式路基的下部结构采用预制管桩，按照设计图纸深度采用压装机打入原地面以下，通过梁板Construction Technology建筑工程预留孔后浇C50补偿收缩混凝土与预制板实现固结。个是管桩打人一定深度后，锤击多组无法下沉，邀请相关人员对桩体进行承载力检测（采用最后3 组，每组击打103桩板式路基工程的施工工艺次，桩体打人深度预判地基承载力），承载力满足设计要求3.1施工准备且各方同意后，即可停止锤击。（1）施工前认真检查所以机械设备的性能，确保施3.4.2截桩工过程中运转正常。打设管桩过程中如遇到管桩无法打入，需要截桩时，(2）管桩质量要求：正式打人前选定具有代表性的应采用专业的电动锯桩器。如现场没有电动锯桩器时，可路段开展试验段施工，打入过程中打桩机输出给管桩的先将导向箍卡在截桩位置，然后用小型风镐或人工将其混压力不得超过混凝土强度的5 0%，管桩锤击15 0 0 次以内凝土凿除，用液压钳将管桩钢筋截断。不得采用大锤横向不得发生破损。敲击管桩，可能会造成被截断位置下部的混凝土松散，影(3）压桩机选型：压桩机选型时充分考虑地质条件响整体施工质量。和锤重。锤的重量按照桩基重量的0.5 倍考虑，桩长3.5现浇接桩施工20m，桩径5 0 0 mm，壁厚10 0 mm的重量为6 7 kN，锤击重3.5.1支撑系统安装量按为3 3.5 kN。支撑系统利用抱箍法将其固定牢固，先确定抱箍位(4）桩帽选择：桩帽为圆桶形，套在管桩顶部，长度置，在管桩四周设置一圈橡胶垫，然后安装抱箍，严禁抱箍控制在4 0 cm，桩帽内径不宜过大，比管桩外径略大1直接与管桩接触。抱箍与管桩之间设置一道橡胶圈有助2cm。桩垫选用硬质圆木,直径大于桩径10 cm，厚度控制于增大摩擦力，同时也可保护管桩不受破坏，确保管桩外在15 2 0 cm。锤垫采用橡胶叠加制成，厚度控制在10 cm。观质量。纵梁采用型钢，在支点附近焊接加劲肋，为防止3.2锤击贯入型钢倾覆，设置拉杆系统来保障型钢相对位置不变并紧靠(1）压桩机停放在桩位附近后进行微调，将管桩提管柱。起，对准放样好的桩位，然后安装桩帽、桩垫及锤垫。开始3.5.2抱箍及横梁安装锤击时每10 锤量测一次人土深度，并与试验段参数进行抱箍安装前先在地面上将其进行连接，所有螺栓穿对比分析。后带上螺帽，将螺帽与螺母拧至齐平即可，然后将抱箍(2）因地表为虚土，刚开始打入时下沉量较大，发生整体吊装套在管桩上,抱箍与管桩之间的缝隙用木屑进行偏位的概率较大。为防止击打过程中出现偏位,将落锤高临时紧固。起吊后在抱箍连接绳子，用于控制抱箍方向，度调低，使其匀速进入。管桩打设过程中测量人员随时复防止抱箍撞击管桩或安全爬梯。起吊至管桩顶部后由工核桩体竖直度，出现偏差后立即停止，指挥作业机械扶正。人手扶进行安装，缓慢放入管桩指定位置，然后对抱箍进3.3接桩与焊接行紧固，抱箍紧固时应对称拧紧，不对称紧固螺栓会造成两节管桩的连接采用焊接的形式，焊接处拉拔强度受力体系不均匀，承受上部荷载时抱箍可能会滑落。抱箍不得低于桩体混凝土强度。当管桩打人至距离原地面1m安装完成后，在牛腿上放置砂筒，然后安装工字钢。处停止，安装导向箍，压桩机将另一节管桩吊起后缓慢放3.5.3现浇接桩施工方法入导向箍内，焊接前先将两节管桩外漏部位的钢筋表面(1）钢筋笼加工与安装。钢筋笼在工厂进行集中加杂质进行清理，焊接时在两节管桩处进行点焊，焊点控制工，并悬挂标识标牌，采用自卸车运输至施工现场。钢筋在6 8 个，拆除导向箍，按照焊接的宽度、厚度进行施焊，笼底部焊接厚5 mm的填芯混凝土托板，所有钢筋笼主筋焊接完成后应充分冷却后再进行下一道工序。均与底板焊接，填心混凝土托板安装前涂刷一层水泥浆。3.4停止沉桩和截桩根据计算，确定钢筋笼与管桩顶面相交位置，在此交接面3.4.1停止沉桩上施焊钢筋笼定位筋，定位筋架在管桩上，定位钢筋笼标对于停止沉桩可用两种方式来判定：第一个是管桩高。在钢筋笼进入管桩部分上缘设一道圆形砼垫块，每道按照设计图纸要求达到设计深度后，即可停止锤击；第二3个。油化工建设 2 0 2 3 .4 1 3 7onstruction Technology建筑工程(2）外套钢管与胶条安装。根据测量放出外套钢管安装标高，采用汽车吊吊运配合人工安装，套管采用M20六角螺栓与PRC管桩固定，管底将管壁与管桩端板进行焊接，顶部按设计安装橡胶条。(3）面板吊运、安装。所有梁板按照安装的位置不同，可分为I号板、号板、号板、IV号板，I号板、号板、号板为工厂集中预制，IV号板为现浇湿接缝，宽度0.3m，I 号板、号板宽度为2.7 m,属于异形板，中间板厚为2 6 cm，两端板厚为5 0 cm，号板宽度为1.3 2 5 m，厚度为5 0 cm。混凝土面板在厂区内预制完成并达到设计强度后，采用与板长度相同或长于板的车辆运输，车上应设有专用支架。运输过程中易选用较为平整的线路，合理控制车速，严禁突然刹车及猛打方向，对板的边角进行保护，板与板之间设置一定厚度的稻草或麻絮，防止运输途中发生碰撞。施工现场存放梁板时应设置指定的存放位置，并进行硬化。运输到施工现场后，采用吊车将其吊起，在存放区支垫10 cm厚的方木，间距控制在2 m，板的叠加高度不得超过3 块，且叠加时在同一位置设置方木，防止产生偏压，导致梁板受力不均匀，造成表面裂缝。安装顺序：I号板号板号板IV号板。其中板为最重板，单块板重约2 9.4 8 4 t，考虑吊车站位在施工便道之上，单幅梁板安装跨径为桥面板宽度12.74m，拟采用2 台2 5 t吊车进行梁板吊装。预制板预留6个吊装孔，吊装采用整体吊装架进行吊装，吊装架上设置6 个吊点，正好与预制板预留的6 个吊装孔对应布置，保证预制板在起吊时各个吊点处垂直受力，有效防止吊索的受力不均现象，确保吊装过程受力均匀。3.5.4梁板吊装准备工作就绪后，将钢丝绳通过吊环与梁板固定，缓慢提升吊钩，待钢丝绳逐渐收紧后观察钢丝绳受力是否一致，检查无误后缓慢提升梁板到指定高度，吊装过程中应匀速缓慢起吊，梁板应远离其他结构物5 0 cm以上。3.5.5对位梁板吊装至被安装位置时缓慢降落，下降至1m时由人工手扶安放，缓慢下降至已安装完成的支座上，测量人员复核位置，准确无误后拆除吊钩及钢丝绳。3.5.6现浇接桩施工现浇接桩混凝土采用料斗进行浇筑，施工前先清除料斗表面的的杂物，将混凝土放入料斗内，吊车将料斗吊1381石石油化工建设2 0 2 3.0 4装至现浇连接处，开启放料口进行放料，采用插入式振捣棒进行振捣，当混凝土面上升至与路基面板顶面相平时停止浇筑。4施工注意事项(1）当管桩吊起，桩尖对准桩位缓慢下降到达指定位置后,先将落锤提升至0.8 1.0 m位置锤击管桩12次，桩尖进入土体10 cm后用两台全站仪呈9 0 夹角布设，校核桩位的竖直度，偏差控制在土0.5%以内 4。锤击开始时应匀速、缓慢击打，打桩机锤击10 次，管桩下沉量控制2 0 mm以内，当打入1m后落锤高度适当提升，打桩机锤击10 次，管桩下沉量控制在3 5 mm，打设过程中随时复核管桩的竖直度，存在偏差后立即校正。(2）当管桩打人较厚的软弱层时，如淤泥、回填松软的软弱土层，应严格控制管桩的下沉速度，采用空锤的方式打设，锤高控制在2 0 cm以内，管桩内存在水货淤泥时应在桩身上设置排水孔。如遇到黏土或粉质黏土时，采用连续击打的方式打入，尽量减少停机时间。(3）两节管桩采用焊接的形式连接，管桩表面的预埋件表面杆件整洁，上下节之间的间隙要用铁片垫实焊牢；焊接时应按多层施焊的措施，减少焊缝的变形，焊缝应连续、饱满，完成后自然冷却一定时间开始继续沉桩，接桩处人土前,要对外露铁件，进行打磨并涂刷防腐漆。5结语桩板式路基施工工艺具有占地面积小、结构稳定、施工效率高、成本低等特点在公路工程建设领域被广泛应用，其发展前景必然会带动公路交通行业的飞速发展，同时也促进了公路沿线经济的提升。参考文献1徐友治.桩板式路基施工技术在高速公路中的应用 J.工程技术研究,2 0 2 1,6(5)：6 0-6 1.2李海军，桩板式路基施工技术研究 J交通世界,2 0 2 0(16)：46-47.3】申华栋.浅析桩板式路基在公路工程中的应用 J.技术与市场，2019,26(5),145-146.4梁国林,桩板式路基施工技术在公路工程中的应用 J,交通世界,2 0 2 2,(Z2):99-100.(收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 1)