预应力高强管桩在高速公路桥梁施工中的应用

　　摘要：随着我国建筑技术的不断发展，预应力高强管桩施工技术得到了广泛应用，该技术具有承载能力高、施工速度快、质量稳定、可靠性强和施工周期短等优势，作为桥梁的重要桩基础，所需费用更少，环保性也更强。文章针对如何在高速公路桥梁施工当中有效应用预应力高强管桩展开了探讨。

　　1　预应力高强管桩优势

　　与穿孔灌注桩相比，预应力高强管桩具有以下优点：

　　①预应力高强管桩的单桩承载力，预应力钢桩抗压强度高，可打入致密风化层和强风化岩层，在沉桩时，桩尖垫层土层的承载能力进一步提高，预应力管可打入致密风化层和强风化岩层，桩的设计方案承载力高于同直径沉管和冲孔桩。②抗弯强度特性好。预应力高强管桩采用高韧性、低倾角螺旋钢筋作为预应力钢梁的主要配筋，使桩身具有较高的预应力拉应力，抗弯强度特性优良。③稳定可靠，由于选择了加工厂预制构件的生产工艺，可使用优良的加工工艺和机械设备，质量得到了保证。④应用领域广泛。预应力管桩的规格型号众多，承载力也不同。可采用不同的结构位置，选择不同的桩径，充分利用其承载能力。有利于桩的布置，桩长灵活，适用于桩端缓冲，垫层波动大的地质环境标准，桩长不受施工机械设备限制。⑤项目建设速度较快，工期短。预应力管桩在加工厂进行商业化生产，可根据项目建设规定立即供货，项目建设时间较短。⑥桩身耐打、穿透力强。由于管桩体混凝土强度高，加上一定的预应力拉地应力，使桩体能承受重型柴油机锤击而不腐烂，能穿透厚厚的风化层。⑦经济性佳。与穿孔灌注桩的选择相比，预应力高强管桩能够节省30%以上的工程费用。

　　2　预应力高强管桩在高速公路桥梁中的应用

　　在高速公路、桥梁等建设工程中，会遇到复杂的地质环境岩层，如板岩、花岗岩等，残余风化层、强风化岩、土层等，预应力钢筋高强预制桩可应用于此类地质。在复杂的地质环境标准下，控制预应力管桩质量的关键在于收锤规范，因此，应格外注重接锤规格，在开展项目前，应选择具有标志性位置的地质环境位置，并打入试验桩，选用高应变地基打桩探测器进行跟踪。采用PDA动态测试实验，PDA动态测试是一种准确、快速、简单的测试标准。根据PDA实验，可以得到端部承载力、捶击动能、基础桩地应力和基础桩，效率高、桩身利用率高，打桩时桩侧摩擦力超过各项指标值，能检测桩身的损坏情况。试桩试验完成后，需要进行基桩试桩试验，即破坏性试验，测量单桩承载力指标值，进而得到准确的数据信息。选取试验基础打桩的主要施工参数作为锤头主控的主要参数，参照其他多个指标值进行协调操作，进行整体施工桩基工程具体定向指导，如果地质环境标准比较复杂，变化较大，可适当增加试验桩数。

　　预应力高强管桩还适用于不同地质环境标准和不同沉桩施工工艺（如钻孔插桩、中钻孔、半钻孔方法），可根据设计方案灵活配备用桩，现场电焊焊接、桩数少，挤土对周围建筑物影响不显着。因此，被广泛应用于工业生产和工业建筑的低桩承台桩基础，公路、公路桥梁、铁路线、海港、港口、水利工程、市政、建筑和大中型机械设备等工程。预应力管桩桩身质量容易控制、融入地质改造能力强、工程施工周期短、单桩固有压力强度高。预应力高强管桩已慢慢成为软弱地基处理中广泛使用的桩型，既可以保证工程项目的安全系数，又可以节省物力和人力。因此，预应力管桩能够融入各种自然环境的复杂地质条件，预应力管桩在高速公路桥梁建设中的应用具有现实意义。

　　3　预应力高强管桩施工步骤

　　预应力工程施工分析包括制作索长度分析、温度环境影响、零状态找形、等效预支力的求力、拉索施工过程等，预应力预制桩需要预应力钢筋作为支撑。解读预应力钢筋的下料与安装，预应力高强预制桩的施工步骤包括：准备、精确定位和安装液压千斤顶、张拉、钢筋锚固、端盖。准备工作：先将张紧的铁架架起，用有利于起重的液压千斤顶安装起重葫芦；从整齐的锚垫板和喇叭管上取下混凝土；清除干净钢铰线上的砂浆和锈迹；工作时套上锚板，根据气温的干燥程度，在锚板的锥孔处涂一层薄薄的黄油；将其安装在锚板的每个锥孔，安装好夹子。

　　4　预应力高强管桩断裂分析

　　整个施工过程中，由于施工不合理或其他原因，预应力高强管桩极有可能发生断裂。机械设备的滚动和基坑的开挖导致桩发生断裂。①一些建筑公司为寻求速度，选择大中型挖掘机，挖桩时容易导致桩体断裂，挤压压力使桩发生断裂。②没有立即运出挖出的土，将土堆放在周围，由于桩自身的重量以及堆放土的作用，使桩发生断裂。③桩与桩之间的间距过小，施工过程产生强烈的挤土作用，抬高了桩基，使桩端错开，造成普通的“漂浮”桩，对单桩的承载力产生很大的危害。④桩的焊接接头焊接质量差导致断桩。为了提高施工进度，桩基施工企业焊接桩的接头时，未按照标准进行操作，多点焊接的接头没有进行冷却，直接进行锤打或负压。⑤桩尖垫层有巨石、河卵石等复杂地质环境标准。⑥在公路桥梁建设中，大跨度基础施工采用大直径管桩，单桩承载力较大。所用的压桩机净重大，一般大中型桩机自重可达800~1200t，这种大中型打桩机在已建桩上产生了很大的滚动压力，使桩身损坏或折断。

　　处理预应力钢高强管桩断桩的方法有：回填土回填桩，采用CFG桩加固结构，接桩时采用人工挖桩方法，采用填充管芯的方法，添加桩帽以加固结构。

　　5　结语

　　综合所述，预应力高强管桩与冲孔灌注桩相比，具有工期短、造价低、性价比高、环保等优点。预应力高强管桩已广泛应用于公路桥梁建设，随着预应力高强管桩技术的不断进步，我国公路桥梁的将实现可持续的健康发展。

　　作者简介：樊卓（1989-），男，内蒙古呼伦贝尔人，湖南建工交通建设有限公司中级工程师，研究方向：道路与桥梁施工。

　　参考文献

　　[1]康兴华. 高速公路桥梁预应力高强管桩施工技术 [J]. 山西建筑，2019，45（9）：185-186.

　　[2]赵峥，张森，李晓猛. 预应力混凝土管桩在高速公路中应用的静载试验研究 [J]. 建筑技术开发，2019，46（18）：135-136.

　　（责任编辑：张闪闪）