公路桥梁预应力高强管桩施工研究

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摘要：这些年来，社会的大力发展，加快了城乡的建设和发展速度。如今，为了能够更好地满足人们日益增长的需求，公路桥梁工程的建设数量也在大大增长。并且，在这种工程的施工中，不管是施工管理工作的开展，还是相关技术的应用，都具有十分重要的作用，会直接影响到整个工程的质量。其中，预应力高强管桩施工技术的合理应用，对于公路桥梁工程的质量提高来说，具有着十分重要的意义。本文针对这部分内容进行了探讨。

关键词：公路桥梁工程；预应力；高强管桩；施工技术；施工管理

这些年来，时代在不断发展，城市化的建设进程也在不断推进。为了更好地推动社会的发展，公路桥梁的建设也在加大力度。其中，在当前社会中，为了更好地满足人们的需求，公路桥梁工程不仅具有更加多元化功能，而且外观造型也开始变得更加艺术化。而这对于工程的主体结构也提出了更高的要求，基础工程的设计和施工也变得更加复杂。预应力高强管桩施工技术的应用，在这方面就具有重要的作用。

一、预应力高强管桩的优势和应用范围

1.应用优势。从本质上来说，在公路桥梁的施工过程中，预应力高强管桩施工技术其实是一种比较新颖的施工技术。不过，由于这一种施工技术在具体情况中的使用时间还不是很长，所以累积的经验也并不丰富。但是，即便这样，这种施工技术却也在公路桥梁的施工中发挥出了十分明显的优势。具体可以从以下几点来进行分析。第一，这一技术在实际情况中的应用范围是比较广泛的，局限性较小。其不仅能够在主体结构工程中得以应用，在公路桥梁工程中的边坡锚固等较小的工程中，也可以充分地发挥出自身的作用。第二，在公路桥梁工程的施工中，若是可以合理地采用这种新颖的施工技术，那么就可以充分地节省施工材料。这样一来，不仅能够大大地降低公路桥梁工程的施工成本，而且还可以有效地减轻桥梁工程本身的重量，并且同时提高施工质量。这一技术所具有的这一优势，也是其在公路桥梁工程中广泛应用的主要原因之一。第三，这一技术的使用，可以有效地提高公路桥梁工程在抗裂、抗滑等方面的能力，而且操作起来也比较简单和安全。第四，承载能力比较强。因为，从本质上来说，预应力桩自身是具有着较高的轻度的，所以，在使用的过程中也能够被打入比较密实的风化层中。相对于其他的钻孔灌注桩来说，这种预应力管桩的承载力会更高。2.具体的适用范围。从本质上来说，这一施工技术的适应范围是比较广泛的。由于其所具备的特点比较突出，优势比较明显，在不同的地质条件中，还可以根据不同的沉桩施工工艺和设计要求来合理地调整施工操作，并且还可以进行灵活配桩，而且对于周边建筑物也不会存在着明显的挤土效应，不会造成不良影响。也正是因为在这些性质，所以这一施工技术可以广泛适用于工业或者是民用建筑低承台桩基础当中，也可以在公路桥梁、水利等工程基础中使用。另外，不管是在具有腐蚀作用的岩土层中，还是在坚硬的夹层中，甚至是在缺乏合适持力层的岩溶地层中，都可以使用到这一施工技术。尤其是在高速公路桥梁工程的施工中，使用这一种施工技术，不仅能够提高桩基的承载能力，而且还可以防止桩基的横向变形。

二、关于预应力高强管桩的具体应用情况

1.制作管桩。一般来说，这种预应力管桩的制作，通常可以采用两种工艺手段，一是先张法，二是后张法。在国内，采用先张法来制作预应力管桩的工艺是十分常见的。这一工艺所具体包括的流程主要有混凝土的制备、钢筋笼的制备以及预应力张拉等几大重要环节。第一，制备契合要求的混凝土，一般来说，为了确保预应力管桩的强度，那么在选择水泥的时候，就需要选择强度超过42.5级的硅酸盐水泥。并且，其他混合料的参数也需要严格地控制。例如，粗骨料的直径应该控制在5～20mm之间，强度不得低于150MPa。而细骨料，则应该将其的细度控制在2.6～3.3的范围当中，将含砂率控制在32%～36%之间。至于混凝土的坍落度，则应该控制在3～5cm之间。等到材料都准备齐全之后，再将这些材料搅拌均匀，制备出契合实际要求的混凝土。第二，制备契合要求的钢筋笼，为了确保钢筋笼的质量，那么在制备的时候，应该选择预应力筋为钢筋笼的原料，之后再将其进行高精度地切断，之后，再采用自动滚焊切削机来进行滚焊操作，以此来完成钢筋笼的制备工作。第三，进行布料合模这一环节，也是制作预应力管桩不可缺少的重要环节。在这一环节中，需要用到的主要仪器就是布料机。在具体操作过程中，需要将配置完成的混凝土均匀地投放到钢模当中，并且，在操作的时候，还需要均匀地控制预应力桩的厚度。等到布料制作完成之后，再开展接下来的合模工作。第四，在张拉的过程中，所需要用到的主要工具就是千斤顶。而在进行离心成型的时候，又需要分别从低速、中速以及高速这三个顺序来循序渐进地完成。一般来说，在这一环节中，通常需要根据具体的管桩要求和混凝土本身的坍落度等来控制离心成型的时间。并且，在这一环节中，还需要确保外壁具备足够的光滑度和均匀性。第五，进行蒸压养护这一环节中，通常包括两个十分重要的环节，一是初级蒸压，二是高温蒸压。这两个环节所需要的温度不一样，蒸汽压力也不一样。只有完成了这两个环节，才算是完成了管桩的制作。2.施工准备。第一，充分地做好“三通一平”的准备工作，在实际情况中，充分地做好“三通一平”的准备工作，是确保后续施工能够顺利进行的重要基础条件。其中，这里的“三通”，其实就是指通水、通电以及通路，而“一平”，则是指平整施工场地。一般来说，在这个环节中，还可以合理地控制场地平整的区域，通常是公路桥梁工程施工范围以外的4～6m之间。如果该地的土质比较松软，那么还需要做好夯实处理。甚至，有时候还需要采取加固措施。只有这样，才能够降低不均匀沉降现象的出现概率。第二，做好放线定位工作的开展，主要包括两个内容。一是设置桩基的轴线，二是设置水准基点。其中，在设置桩基轴线之后，还需要借助光电测距仪等其他精准性仪器来进行复测。一般来说，根据设计规范的要求，在施工现场的附近，通常需要设置8个及以上的水准基点，而且，还应该将每个基点的距离控制在15m以上。只有这样，才能够降低施工过程中产生的振动效应影响。3.在实际情况中的技术要点。在实际情况中，预应力高强管桩施工技术的应用，可以有两种方式：一是锤击沉桩，二是静力压桩。其中，若是采用静力压桩的方式，那么不仅可以减少传统施工中的振动噪音，可以更好地达到环保要求，而且还可以确保桩体的顶部足够完整。但是，这种方式对于施工现场的地面承载力强度却具有着比较高的要求，而且所需要的成本也比较高，所以应用情况比较少。而锤击沉桩施工，不仅施工效率高，而且所需要的成本也比较低，但是却会产生振动噪音。在本文中，就主要以锤击沉桩为例，探讨了技术要点。第一，管桩的起吊，一般来说，在对预应力管桩进行起吊之前，通常还需要先核实管桩的混凝土强度，确保其能够满足具体的吊运要求。而且，在起吊的过程中，通常还需要设置两个支点。如果管桩较长，可以根据具体情况来合理地增支点。另外，在搬运管桩的过程中，通常需要采用轨道平板车来进行搬运，并且，在运输的过程中，还需要对其进行绑扎，确保稳固，确保搬运平衡。除此之外，在管桩码放的过程中，还应该尽可能地选择宽敞、平整并且具有良好防水能力的场地。第二，根据实际情况选择合适的桩锤，桩锤的情况，是影响锤击沉桩效果的关键因素。一般来说，为了能够确保锤击沉桩的施工质量，那么在选择桩锤设备的时候，必须要严格地控制各项参数：需要确保其所具有的贯入度在2～4mm/击之间；需要将桩锤对于管桩的破损率控制在1%左右；针对每一根管桩的锤击数，应该严格地控制在1500～2500/击之间。一般来说，应该尽可能地采用柴油锤来完成施工。因为这一种桩锤的速度更快，而且锤击的能量也更大。第三，在开展沉桩操作之前，通常需要再一次严格地检查相关的动力机械、桩架以及桩锤等设备，确保这些设备的质量完好，各项参数都符合相应的操作要求。在检查过程中，一旦发现某些设备存在质量问题，则应该立即进行调整或者是更换。另外，在正式操作之前，还可以适当地使用桩锤来轻轻地锤击管桩，以此来检查管桩桩身是否足够垂直、核实桩基的安装是否合理等。等到各项准备工作都完成之后，才能够开始真正的沉桩操作。为了确保沉桩质量，在操作的过程中，还需要注意以下几点问题：在施工的过程中，相关的工作人员需要加强检测，严格地控制桩锤和桩架的偏移程度，及时发现偏差并且及时进行调整，充分地保证成桩质量；在公路桥梁工程的施工中，如果施工现场为黏土，并且厚度还比较大，那么还需要采取有效措施来避免不均匀沉降的现象出现；在开展沉桩操作的时候，应该尽可能地采取连续施工的方式，只有这样，才能够充分地保证沉桩工作可以一次性完成；在施工过程中，相关的工作人员需要严格地遵循沉桩顺序，合理地控制锤击节奏和打桩数量，避免对周边环境造成不好的影响；在具体的操作过程中，还应该积极地采取有效措施来避免焊缝脱焊的现象出现，确保成桩质量。

三、结语

总而言之，这些年来，城市化的建设进程在加速进行，公路桥梁工程也开始面临着更高的要求。如今，公路桥梁工程的使用功能更加多样，而且外观造型也更加具有艺术性。当然，这种情况的出现，也为工程的主体结构提出了更高的要求，越来越多的超常结构开始出现在公路桥梁工程的施工中。如今，为了能够更好地满足公路桥梁工程的建设需求，预应力高强管桩技术开始得以应用，并且占据着十分重要的地位。

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作者:杨斌 单位:中铁十八局集团隧道工程有限公司