塑料套管混凝土桩在道路软基处理中应用

苏伟锋

（广州市市政集团有限公司沥青工程分公司，广东 广州 510000）

塑料套管混凝土桩在道路软基处理中应用

苏伟锋

（广州市市政集团有限公司沥青工程分公司，广东 广州 510000）

塑料套管混凝土桩是一种承载力高、不会由于振动挤土断桩、成桩质量可靠、对周围环境影响小、施工快速方便的地基处理方法，因此在公路软基处理中得到广泛应用。本文针对塑料套管混凝土桩成桩方法及在道路软基处理中应用进行了分析。

塑料套管混凝土桩；道路软基处理；施工技术

1 塑料套管混凝土桩的成桩方法

塑料套管混凝土桩具体是由预制桩尖、单壁螺纹塑料套管、混凝土、盖板等组成。

塑料套管混凝土桩的成桩方法为：将塑料套管按一定的间距采用专用设备逐根打入需要加固的地基中。套管为底部封闭，顶部开口，待分段区块塑料套管全部打设完毕后，再统一对埋设在地基中的套管内用混凝土连续浇注成桩，套管不再取出，套管与填充物就形成了地基加固桩，桩顶设置桩帽，并铺设垫层和土工格栅，形成桩承式加筋路堤系统。

2 塑料套管混凝土桩施工工艺

施工准备、平整场地、铺设砂砾→制作桩尖、桩机就位→拔套管、移机并检查套管深度→放置套管、打设套管至设计标高→套管内混凝土浇筑→插钢筋→桩体检测→盖板制作、安装→施工完毕→验收合格后进人下道工序。

2.1 塑料套管混凝土桩打设前，先整平和硬化场地

做好排水措施，铺设砂砾垫层。20 cm左右厚度，不允许有大石块，表面平整，否则会影响桩的垂直度。放线布置桩位。

2.2 制作桩尖

直径为 30 cm，具体配筋和尺寸可参照图纸的规定。一般需提前预制，可在工地外事先预制好达到28 d左右的强度后运至工程现场，桩尖采用钢筋混凝土桩尖，并设置好与塑料套管连接的接头。接头采用塑料的或铁钢管接头，要能与套管紧密连接，与套管的尺寸配套。

2.3 塑料套管准备及制作

套管应采用单壁螺纹PVC塑料套管。控制标准为：单壁、内外均是螺纹的PVC塑料套管，最大外径不小于160 cm，最小内径不小于142 mm，扁平试验（变形40%时）不分层、无破裂。接头采用标准的160 mm PVC管材直通接头，平均内径应在160.1～160.7 mm之间，承口最小深度不小于45～50 mm，标准坠落试验应无破裂，参数可见相关国家标准（GB/T 5836.2－2006），并进行必要的试验检测。

根据不同的深度对套管的壁厚及环刚度进行控制及搭配，具体来讲塑料套管的强度指标要求与不同的打设深度和地质条件有关。不同深度对塑料套管的壁厚及环刚度要求也不同，应根据地质条件及试桩情况进行相应调整。根据浙江练杭高速、杭金衢高速浦阳互通、南京243省道等多个工程的应用情况看，对直径160 mm的桩体，可参考以下强度指标选用塑料套管：埋深在10 m以内，采用壁厚不小于1.0 mm、环刚度kN/m2不小于6级；埋深在10～16 m区间采用壁厚不小于1.5 mm、环刚度（kN/m2：）不小于10级；埋深在16～20 m区间采用壁厚不小于1.8 mm、环刚度（kN/m2）不小于15级。

塑料套管的强度作用主要体现在浇注混凝土之前的保护作用，当混凝土浇注成桩后对套管的强度要求就降低了。

2.4 将打设设备移机就位

一般设备可由普通沉管机等同类设备改造而成，或者由大型挖机改造。但根据以往国内的施工经验，建议采用专用的塑料套管桩机，类似予小型的振动沉管桩机，以减少施工过程中对桩周土的扰动，软土层以液压为主。直径160 mm的桩体沉管的最大外径要求不大于221 mm，若遇到硬夹层可以开启振动穿过。

设备中必须设置注水装置，设置导向架及垂直度定位装置，保证沉管打设过程的垂直度，以及边打设边能往塑料套管内注水保护塑料套管。有条件时可以在沉管上安装压桩力测试设备，以较精确控制打设深度（国内现场测试的准确性受影响因素较多，准确性还有待提高，所以现在暂不作强制要求）。

2.5 放置套管及打设

确定合理的施工顺序，横向以路基中心线向两侧的方向推进；纵向以结构物部位向路堤的方向推进。然后将带有桩尖的套管从钢管底部放入钢管中，桩尖与桩位对准，然后开机将钢管打设至预定的深度，打设过程中要控制好垂直度。

打设过程中，要开启注水泵，对塑料套管进行注水保护，注水：基本上要注满塑料套管，但又尽量不要溢出塑料套管。

2.6 拔钢管

将钢管拔出而将塑料套管留在地下，移机至下一个桩位，一根套管结束，重复以上工序，打设下一根。

2.7 截桩和检查套管的深度

将多余的套管进行截桩和整理后，还可以用测孔器随时对套管深度、变形进行检查，并随时保护套管内清洁，尽量不让杂物进入，顶部可以绑扎塑料袋保护塑料套管。

在塑料套管打设过程中可以在垫层中沿塑料套管中心开挖直径约为50 cm（根据桩帽的尺寸定），高约为20 cm的圆孔，为后面制作盖板做好土模。当然，也可以采用钢模。

2.8 待场地内塑料套管打设一部分后，可以准备浇混凝土

打设塑料套管和浇混凝土应间隔进行，主要是为了避免挤土效应影响混凝土的浇筑质量，混凝土注洼场地距塑料套管打设场地的距离不得小于20 m。不宜采用边打设塑料套管边在后面浇注混凝土的施工方法。

浇注混凝土之前，首先需要抽水，把管内的水抽干净，然后对管子的深度作最后的检查，可用12 cm左右直径，长度为1 m左右的测孔器加测绳检测深度和管子的完整性，如果发现有管子损坏、漏水严重，应该补打。

2.9 填充混凝土成桩

将合适流动性的混凝土浇注在套管中，混凝土一般采用细石混凝土（C25，骨料粒径控制在2 cm之内），混凝土塌落度18～20 cm。

浇注过程中用专用加长振动棒（振捣深度应达到桩长要求）对填充的混凝土随时进行振捣使之密实，使混凝土填充满整个塑料套管。

当混凝土基本上达到钢筋笼设计深度位置时（离桩顶位置3.5 m左右），将制作好的钢筋笼放入套管，并放置盖板钢筋，钢筋笼长度一般为3.5 m，采用4根6.5钢筋，5个圆形箍筋。箍筋由6.5钢筋制作。为保障桩与盖板的整体性，4根钢筋笼主筋长度应超出桩顶一定长度，使它们能与盖板顶层配筋、底层配筋绑扎连接。其中钢筋笼主筋2根其顶超出桩顶22 cm。与桩帽顶层配筋连接，另外2根顶超出桩顶8 cm，与桩帽底层配筋连接。完成余下桩和盖板混凝土的浇注施工。混凝土浇注进行振捣。

2.10 桩体检测

待桩体强度到一定要求后可对成桩进行检测（小应变检测的桩一般先不浇盖板）。

2.11 桩、盖板浇注完毕达到一定强度后，在盖板顶铺设土工格栅

土工格栅目前一般采用2种方式：双向塑料土工格栅或整体式钢丝格栅；若采用整体式钢丝土工格栅，可以将盖板事先露出钢筋与钢丝焊接镀塑土工格栅连接或者采用钉子固定在盖板上。

2.12 在土工格栅上铺设余下的30 cm垫层，若有两层格栅则在垫层顶再铺设一层格栅

3 实际应用效果情况

通过深圳某市政道路软基施工应用实践，并对软基路段作了沉降观测，承载力试验情况（这是粘土作用为桩端土的、岩石作为持力层的，若是软土，那么承载力是很低的，其实预应力管桩也是一样的。这些桩都要注意深度控制）。

4 塑料套管混凝土桩与常用桩塑的技术、经济比较

塑料套管混凝土桩与当前我国高速公路地基处理中普遍使用的水泥搅拌桩、预应力管桩、各种振动沉管桩等路堤桩相比，有其合理性，它的主要优点在于：先有套管成模，后集中现浇，这样与各类振动沉管桩相比其混凝土用量可控，没有充盈、不会因为振动挤土而引起断桩。打设机械可以连续施工，混凝土可以连续浇筑而降低施工费用，采用现浇工艺后不需要像预制桩一样采用大量钢筋和大型运输以及打设机械，也不需要事先配桩。能很好适应地质变化，具有造价更低等优势，而且与水泥搅拌桩等柔性桩相比，它又是刚性桩，承载力高且质量容易控制，其桩周又带有螺纹，可以有较大的桩侧摩阻力，因此在许多合适的情况下采用 TC桩来代替上述方法，可以起到更加经济、加固效果或者质量容易保证等效果。它最大的优点在于打桩深度控制得很好，桩身质量有保证，这对于路基软基处理过程很重要。

5 塑料套管混凝土桩的适用性

由于塑料套管混凝土桩其直径目前多采用200 mm以下的桩体直径（目前国外的直径多为150～174 mm，国内广泛采用的是160 mm、200 mm），为小直径的刚性桩，因此一般要求软土下部即桩端土有硬土层或相对硬土层。若为粘土层，则其承载力特征值一般应大于120～140 kPa为宜，而砂、砾或岩作为桩端土其加固效果和经济性则更佳。其加固深度目前大多控制在20 m以内。水泥搅拌桩现在一般只用在8 m以内。

6 结束语

综上所述，塑料套管混凝土桩与目前公路软基工程中常用的水泥搅拌桩、预应力管桩或其它振动沉管桩相比，具有一定的合理性和先进性。在低路堤条件下这种“细而密”的布桩方式，更具有明显的经济优势，且具有检测方便、施工质量易保证等优点，符合我国当前实际的地基处理工艺水平要求，具有十分广泛的应用前景和实用推广价值。

Plastic Casing Concrete Pile’s Application in Road Soft Ground Teartment

Su Weifeng

The plastic casing concrete pile is a ground treatment method which has the features including high bearing capacity, no soil compaction and broken pile due to vibration, reliable pile quality, little influence on the surrounding environment, quick and easy construction, thus it is widely used in road soft ground treatment.This paper analyzes the method of plastic casing concrete pile and its application in the road soft ground treatment.

plastic casing concrete pile; road soft ground treatment; construction technology

TU74

A

1000－8136（2011）03－0059－02