预应力管桩在高速公路软基处理中的应用

预应力管桩在高速公路软基处理中的应用

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摘要:高速公路质量的优劣直接关系到人们日常生活能否正常进行以及其生命财产安全,以此间接性得影响到国家整体的经济建设,是整个国家国计民生的大事。基于此,本文主要就是针对高速公路施工中预应力管桩的创新应用来进行分析。

关键词:高速公路;预应力管桩;创新应用

预应力管桩广泛应用于我国工程施工中,特别是在高速公路工程施工中的应用,混凝土构件具有的应力增强了对外部的抗压能力,束缚拉应力的扩展。

1.我国高速公路施工中预应力管桩发展现状

我国高速公路施工中主要面临的问题就是混凝土在浇筑过程中出现的问题,导致波纹管堵塞堵管现象的出现,当波纹管出现堵塞现象时就会对后期预应力管桩钢绞线的贯穿问题受到一定的影响。当出现钢绞线实际伸长值与预计数值有较大区别时就会对施工建设产生困扰,延长施工工期,造成一定的人力耗损情况的出现。使工程成本的投入进一步的增多。施工方在施工建设期间没有按照相关的标准进行施工安装,使波纹管的定位出现一定偏差,这才引起扭曲现象的出现。

2.PTC管桩施工工艺

2.1PTC管桩施工

管桩施工工艺:清表→场地平整→测量定位→桩机组装→打桩准备→喂桩、插桩→初打(初压)→矫正→正式打桩(压桩)→接桩→送桩→移位施打下一桩。静压沉桩时,各工序应严格按照操作规程并连续进行,严禁中途长时间停压,以避免桩周土体固结,对桩体产生较大的侧摩阻力,造成送桩困难。

2.2PTC桩帽的施工

按照设计图纸加工桩帽钢筋骨架。安装钢筋骨架前,先将管内浮浆清除干净,然后在内壁涂刷水泥净浆,安装钢筋骨架和定型模版。填芯混凝土与桩帽一同现浇,采用C2O混凝土浇筑。浇筑完毕,待混凝土初凝后,在桩帽上加铺一层土工布洒水养生。

2.3碎石垫层的施工

桩帽施工完,实测强度达到设计强度的85%后,即进行碎石垫层施工。先用碎石垫层找平,铺设钢塑土工格栅,格栅应尽量铺设在碎石垫层底部,其经、纬向抗拉强度≥80kN/m。然后摊铺30cm厚碎石垫层,坡脚处碎石垫层用反滤土工布包裹。

3.高速公路施工中预应力管桩的特点分析

3.1使用功能分析

高速公路工程中预应力管桩混凝土结构所用的都是高强度钢材与高标号混凝土材料,有效地节省了材料,促使结构截面尺寸减小了,使得高速公路建筑高度得到了有效的降低。这些点特别适合于现代的高速公路,特别是多层立交,高度的降低,必然缩小引道的长度,使行车纵坡降低,有效地减少占地,社会经济效益得到了有效地提高。同时,该技术结构刚度大,有效降低了结构自重,有效防止了开裂和减少挠度,行车舒适,建筑高度变薄,促使结构更加经济、轻巧、美观。

3.2受力特性分析

现代的高速公路高速公路呈现出弯多、斜桥多、坡多、异形桥多,同时为了达到增大桥下净空的目的,又呈现出双柱墩及多柱墩,大悬臂多等特点,对于多层立交还表现为高桥墩多,高等级高速公路表现出来的多车道、宽桥多等现象。这些都属于特殊的高速公路结构,都存在着特殊的受力条件,因此,在设计上必须做到精确地分析和合理地布局,确保正确地设计。预应力管桩是一个相当复杂的空间力系,存在于这些特殊的高速公路结构中,对其影响影响因素我们必须实施综合考虑,以确保其结构内力值趋于最小,促进其结构更为合理化。比如,弯梁的弯扭内力可以借助预应力管桩空间效应来抵消;再比如,该技术应用于在多梁格的宽桥,其横向的预应力管桩可以用于调整改善主梁的受力,使其平衡等等。大量实践表明,预应力管桩的存在为改善高速公路受力条件起到的作用还是相当明显的。

3.3高速公路耐久性分析

普通钢筋混凝土结构高速公路受到破坏的原因大多是由于混凝土碱集料反应或因此而导致的冻融,化冰盐,水气侵入等因素造成的,归根究底钢筋混凝土结构裂缝是最为主要的原因。同时,大量实践也证明了同一时间建设的预应力管桩混凝土桥,却很少产生此类破坏现象。

4.高速公路施工中预应力管桩的应用

4.1制定合理施工方案和选用合适工艺

4.1.1施工方案

高速公路施工通常受限于多种因素,制定科学化的施工方案,对施工质量和工程进度有着很大的影响。施工方案应分级审批,逐步对各事项进行完善,直至符合国家规范才能执行。施工中,工程人员应采取监控、记录方式对施工过程中暴露的新问题形成反馈,施工企业应在第一时间修缮施工方案,制定步骤性措施,加强事中控制,使施工过程一直处于掌控之中。

4.1.2施工工艺

路基施工质量控制。工程开始之前,填方路堤应先做试验段获取相关技术参数作为此填料施工的参照依据;填方施工前应清表,必要时清淤换填,机械整平后压路机碾压密实;根据施工能力控制填筑长度,当日填筑,当日整平碾压完成,严格控制每层松铺厚度,逐层碾压,分层验收。施工中应做好各班组之间的协调交接工作。如笔者参考的某服务区迁建项目,场区内房建、污水、雨水、强电、弱电、电信管线密布,场地范围有限,工期紧,施工密度大,路基必须分段验收交付,方便其他班组施工。挖方路堑应按设计横断面及边坡要求自上而下逐层开挖。路基施工中应采取排水措施,确保工作面不积水,完工后及时支护,护坡。

4.2控制施工过程的质量

在高速公路工程施工中,如果采用了预应力管桩,那么就需要严格依据施工设计要求和施工规范规定来控制张拉应力和伸长值,并且在灌浆阶段,嚣要严格准确的计算灌浆量,避免孔道浆体的饱满程度不符合相关要求。在施工的过程中,要避免管孔中流入异物,否则就可能会出现堵塞或者渗漏等问题。在这种情况下,施工人员就需要采取一系列的措施来密封预应力管桩的孔道接口位置以及孔道和孔端等多个位置,特别是一些下层孔道中有着较大长度的灌浆孔和排气孔,更是需要对它的牢固性充分重视。施工人员在对混凝土进行浇筑振捣的过程中,为了避免出现损伤或者移位现象,在振捣的过程中,要避免振动棒接触到预应力管桩孔道和锚具。通常情况下,要集中设置预应力管桩孔道以及锚具,那么就存在着较大的施工难度,那么就需要选择合适的钢筋棒,附注采用人工插倒容易出现塑性沉陷裂缝的地方。

4.3高速公路施工中的加固预应力管桩

工程加固是高速公路施工过程中必不可少的关键环节,加固预应力管桩在高速公路施工中的有效运用能够提高高速公路荷载能力、保证高速公路的质量。想要确保高速公路工程的稳定性,延长高速公路的使用寿命,就要不断的提高高速公路的荷载能力。预应力管桩的应用就是为了提高高速公路的荷载能力以及高速公路的质量。在高速公路施工的加固过程中,提高高速公路荷载力的方法主要有:高速公路荷载前填加预应力管桩以保证预应力管桩施工构件产生足够的拉应力,从而提升高速公路的荷载力;根据需要对高速公路结构的相关受力体系进行预应力管桩的更改;对高速公路面补强层进行科学的加固,在预应力管桩施工构件使用前填加一定的预应力管桩到构件之上。这些措施都是高速公路施工中工程加固的有效方法,其不仅能提高高速公路加固施工的水平,还能使钢筋加固的重要作用得到充分的发挥。

4.4受弯构件的预应力管桩

受弯构件是进行高速公路施工过程中经常用到的构件。高速公路工程施工过程中碳纤维应用的比较广泛,尤其是一些强度较高而又操作简便的碳纤维。其在使用的过程中会形成一种特殊应力,这种应力与混凝土产生的相关应变增量具有密切的关系。在混凝土的初始应力增加的时候,碳纤维的应力就会遭到破坏,碳纤维的作用也就很难发挥出来。面对这一情况,在进行高速公路施工过程中就要对受弯构件的质量给予高度的重视,要在粘贴碳纤维片的过程中合理的施加相应的预应力管桩,以保证碳纤维的初始应力具备良好的拉应力,从而有效提高受弯构件的预应力管桩,进而使高速公路施工的稳定性、整体性、有效性得到不断的加强。

结论

基础决定上层建筑,施工过程决定最终工程质量。参建人员必须时刻有着清醒的质量认识:施工前控制是首选,施工中控制是关键,落实岗位责任制,施工规范作业,确保工程质量。

参考文献:

[1]罗永忠.浅析高速公路施工中预应力管桩的应用[J].科技创新与应用,2014(05).

[2]刘晶.高速公路施工中预应力管桩的应用分析[J].山西建筑,2013

[3]张劲超.预应力管桩在岩溶区桥梁桩基中的应用[J].中外公路,2010(4).

[4]王爱军.预应力管桩复合地基在高等级公路软基处理中的试验研究[J].中外公路,2009(4).

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