预应力管桩“桩—网”结构

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1、预应力管桩“桩—网”结构加固处理深厚软土地基施工工法工法编号：RJGF(闽)—18—2008完成单位：中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司主要完成人：蔡履沐黄玉仁郑军锋钱寅星陶秉环1前言1.0.1在全国首批建设的高速铁路—东南沿海时速为200km/h的客货共线铁路中，遇到路堤须填筑在典型的海积滩涂—溺谷相沉积淤泥层地基上，该淤泥层厚度深且具有含水量高、孔隙率高、压缩性高、强度低的特点，淤泥层多粘土、粗砂等夹层，下卧层横纵向起伏变化大。1.0.2由于新建速度为200km/h的客货共线铁路荷载大、运行速度高，故对路基的平顺性、工后沉降提出了很高要求。

2、在温福铁路25～48m深厚软土地基处理中，依据现行的处理方法已无法满足地基承载力和工后沉降的要求，铁道部和铁道第四勘察设计院决定在温福铁路首次采用预应力管桩“桩—网”结构加固处理25～48m深厚软土地基。1.0.3中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司根据设计要求在施工中借鉴和总结现有的软土地基处理方法，总结出一套预应力管桩“桩—网”结构加固处理25～48m深厚软土地基工法。1.0.4本工法在2005年温福铁路试验段加固深厚软土地基中首次应用，随后2006年分别在温福Ⅱ标霞浦车站和甬台温铁路工程建设中得到进一步推广和完善。本工法获得中国铁道建筑总公

3、司工法二等奖。2工法特点2.0.1本工法对路基的深厚软土地基加固提出了一种有效的处理方法。2.0.2本工法通过实施形成“桩—网”结构，使路基荷载通过“桩—网”结构传至下卧土层，满足地基承载力和工后沉降控制要求。2.0.3施工速度较其他类型桩快，工期能够得到保证。2.0.4工艺流程清楚，操作方便，施工安全易于控制。2.0.5在目前没有更有效的对路基的深厚软土地基进行加固方法的情况下，本工法相对桥梁方案造价低廉。3适用范围本工法适用于公路、铁路路基持力层深度为25～48m的深厚软土地基的处理。4工艺原理预应力管桩处理深厚软土地基的原理是：在预应力管桩

4、进入持力层后，通过桩顶浇筑的桩帽及桩帽上铺设一定厚度的褥垫层形成“桩—网”结构的复合地基，使上部荷载均匀传递到下卧土层，以满足地基承载力要求，有效控制工后沉降。“桩—网”结构中的“网”为砂、碎石及双向土工格栅组成一定厚度的褥垫层，“桩”为预应力管桩。“桩—网”结构如图4所示。图4　“桩—网”结构原理示意图1预应力管桩2褥垫层3土工格栅　4　碎石垫层5　中粗砂垫层　6　土工格栅　7　中粗砂垫层　8　碎石垫层5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程“桩—网”结构加固软土地基施工工艺流程见图5.1。施工准备预应力管桩施工褥垫层施工桩帽施工图5.1“桩

5、—网”结构加固软土地基施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备1管桩起吊、运输、堆放1）根据施工桩长、运输条件和工程地质情况对桩进行分节设计，初步拟定桩节长度为10～12m，首节为12m，其余节按施工桩长配桩。2）管桩桩身混凝土达到放张强度脱模后即可水平吊运，蒸汽养护完24天小时后才能沉桩。3）装卸时轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落，吊运过程保持平稳。4）运输过程中，支点必须满足两点法的位置（支点距离桩端0.207L）处，并垫以楔形木，防止滚动，保证层与层间垫木与桩端的距离相等。运输车辆底层设置垫枕，并保持同一平面。5）堆放时，桩下垫木设置两

6、道，支撑点的位置就在两点吊的吊点位置处，当重叠堆放时，各层均设置垫木，堆放层数不超过三层。2作业条件1）施工场地达到“三通一平”，打桩范围内按设计铺设0.6～1.0m厚粒径不大于30cm的碎石土工作垫层。2）做好场地清理和场地排水工作。3技术准备1）通过试桩校验静压桩或打入桩设备的技术性能、工艺参数及其技术措施的适宜性，试桩不少于2根。2）在桩身上画出以米为单位的长度标记，用于静压或打入桩时观察桩的入土深度。5.2.2　预应力管桩施工　　　1　定位放样1）根据设计图纸编制桩位编号及测量定位图。2）沉桩前先放出定位轴线和控制点，并用约30～40cm

7、长的小竹片桩定位每根桩的中心位置。3）桩机移位后，应进行第二次核样，保证工程桩位放样偏差值小于10mm。2喂桩1）为确保管桩进入持力层深度大于桩径的1.5倍，有效预防浮桩，喂桩前应按设计要求把钢桩尖焊在第一节管桩的下端板上。2）将管桩吊起，喂入桩机内，然后对准桩位，将桩插入土中约1.0米至1.5米，校正桩身垂直度后，开始沉桩。如果桩在刚入土过程中碰到地下障碍物，发生桩位偏差超出允许偏差范围时，必须及时将桩拔出进行重新插桩施工；如果桩入土较深而碰到地下障碍物，应及时通知有关单位，协商处理发生情况，以便施工顺利进行。3沉桩沉桩时，用两台经纬仪交叉检查

8、桩身垂直度。待第一节桩入土一定深度且桩身稳定后，再按正常沉桩速度进行。第一节桩端距地面1.0米左右时停止沉桩进行接桩，如此循环沉桩到持力