當(dāng)前，公路建設(shè)資源供應(yīng)逐漸進(jìn)入瓶頸。無地可占、無土可用形勢嚴(yán)峻；占地、取土代價加大；土質(zhì)處理、土地復(fù)墾成本提升。傳統(tǒng)以地和土為主體建造公路的經(jīng)濟(jì)性和適用性受到嚴(yán)重沖擊。

國家推行綠色公路建設(shè)，有效提高了公路的耐久性、使用性、環(huán)保性和景觀性，但這一實(shí)踐絕非一蹴而就。細(xì)致的研究和具體的方法是成功的基礎(chǔ)保證。

采用結(jié)構(gòu)化的觀點(diǎn)、工業(yè)化的模式，在規(guī)模化、系列化的水平上，實(shí)施公路的少土、無土、高效、低價建設(shè)，是應(yīng)對現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)、響應(yīng)綠色發(fā)展的合理選擇。

目前，在這方面的努力多集中在傳統(tǒng)橋梁方面，且常在標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、模塊化、裝配化的水平上，與要求相差甚遠(yuǎn)。至今這一現(xiàn)象還未發(fā)生根本性改變。

靈感的來源

裝配化樁板式路基概念，以預(yù)制管樁直接支撐鋼筋混凝土面板，形成一種簡潔透空的承載結(jié)構(gòu)。對擴(kuò)建公路， 裝配化樁板式路基橫向設(shè)置一排或多排預(yù)制管樁，預(yù)制梁板內(nèi)側(cè)邊與原路基頂邊緣，以現(xiàn)澆枕梁進(jìn)行橫向連接，形成側(cè)邊連續(xù)鉸限位。對新建公路，裝配化樁板式路基多跨一聯(lián)，橫向設(shè)置兩排或多排預(yù)制管樁，整體以群墩限位或抗力墩限位。

結(jié)構(gòu)為柔性體系，工作類似橋梁。以此取代傳統(tǒng)路堤，解決發(fā)展公路交通與保護(hù)土地資源之間的矛盾。

裝配化樁板式路基概念設(shè)計

技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果突出

裝配化樁板式路基首批應(yīng)用于安徽省合寧高速公路擴(kuò)建項(xiàng)目、合安高速公路擴(kuò)建項(xiàng)目，產(chǎn)生出突出的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

路基無需填土，用地減少。合安高速擴(kuò)建技術(shù)應(yīng)用段長1.5km，擴(kuò)建在原路基邊坡上進(jìn)行，無新增用地。

預(yù)制管樁按設(shè)計打至相應(yīng)持力層，路基工后沉降問題得到根本性的改善。

預(yù)制管樁施工便于現(xiàn)場管理，污染及棄物少；面板預(yù)制、安裝工藝簡單。

對比傳統(tǒng)常規(guī)路基，造價相當(dāng)；對比軟土路基，造價降低40%以上；對比傳統(tǒng)橋梁，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢更為明顯。

諸多問題待解

預(yù)制管樁打入

初期實(shí)踐也存在諸多需要解決的問題。

1.預(yù)制管樁的快速準(zhǔn)確打入

預(yù)制管樁如何高效并可靠地打入，一直是國內(nèi)設(shè)計、施工爭論的焦點(diǎn)。分析現(xiàn)行打樁方式，存在的問題有——

①按規(guī)范設(shè)定的范圍選用打樁錘重，憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，缺乏選用的依據(jù)和調(diào)整的方法。

②打樁中各參數(shù)之間內(nèi)在關(guān)系不明，錘擊樁深和貫入度控制值的規(guī)定可執(zhí)行性差。

③錘擊難停的現(xiàn)象時常發(fā)生，成樁承載力往往難以確定。

以上這些問題，嚴(yán)重制約了預(yù)制管樁在公路工業(yè)化建造中的應(yīng)用。

2.預(yù)制樁與梁板的快速連接

預(yù)制樁與梁板之間采用傳統(tǒng)濕接頭連接方式，臨時設(shè)施多，工作量過大；采用傳統(tǒng)槽口、齒塊等其他連接方式，結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，鋼筋受損較多，預(yù)制、施工難度大， 工業(yè)化優(yōu)勢降低，連接效果也難以保證。

3.預(yù)制梁板的快速可靠連接

預(yù)制梁板之間的濕接縫鋼筋連接一直是設(shè)計、施工中的難題。

①鋼筋按規(guī)范搭接，濕接縫過寬；

②鋼筋按規(guī)范焊接，工作量過大；

③采用其他連接，效果還在爭議中。

4.樁板式路基整體系統(tǒng)設(shè)計

需要回答的問題包括：

①樁板式路基一聯(lián)的合理樁距、合理長度、合理剛度、水平力分配、動力性能、抗震性能；

②樁板式路基局部破壞的影響；

③伸縮縫位置設(shè)置和功能選擇；

④預(yù)制梁板的標(biāo)準(zhǔn)分類和分型；

⑤預(yù)制管樁的標(biāo)準(zhǔn)分類和選型。

改變公路路基的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和傳統(tǒng)建造方式，在理念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的過程中，技術(shù)需要不斷改進(jìn)升級。

技術(shù)的改進(jìn)

目前，裝配化樁板式路基正在進(jìn)行新一輪技術(shù)策劃和實(shí)踐，強(qiáng)化基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究，力求建立結(jié)構(gòu)更完備、標(biāo)準(zhǔn)更齊全的技術(shù)體系。近期，在設(shè)計、施工技術(shù)上又取得新的發(fā)展。

1.一體化樁墩施工方法

基于力學(xué)動量定理和能量守恒定律，提出一種對公路樁板式路基一體化樁墩進(jìn)行準(zhǔn)確定量打入的方法，及更為適用的錘擊貫入度計算公式。

應(yīng)用于實(shí)際工程,針對不同土質(zhì)的土層,計算出相應(yīng)的錘擊貫入度控制值,用于控制打樁，取得理想實(shí)測效果。

由此,解決了傳統(tǒng)方法終止打樁標(biāo)準(zhǔn)亂,成樁承載力不確定的問題,推動了預(yù)制管樁在公路工業(yè)化建造中的應(yīng)用。

2.預(yù)制樁與梁板的快速連接

歷經(jīng)對U形鋼筋骨架現(xiàn)澆混凝土彈性連接鉸、預(yù)制墩- 板快速連接結(jié)構(gòu)、3種筒形剪力撐連接結(jié)構(gòu)、3種十字剪力撐連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行的多輪論證、研究和試驗(yàn)，最新發(fā)展出的多重剪力鍵樁、板連接裝置，具有綜合技術(shù)優(yōu)勢，正在接受新一輪測試。

在多重剪力鍵樁、板連接裝置中，預(yù)制管樁、梁板就位后，剪力鋼筋錨固于樁頂，上端套裝于帶肋剪力筒內(nèi)；剪力螺栓上端定位于梁板內(nèi)，下端掛連于剪力筒頂法蘭盤底面；裝置定位并封堵后，灌注填充料，形成樁、板連接。

多重剪力鍵樁、板連接裝置

這一技術(shù)提高了梁板預(yù)制工業(yè)化程度，實(shí)現(xiàn)了樁、板快速連接。有限元計算和試驗(yàn)驗(yàn)證連接裝置受力明確，安全可靠。連接裝置也為以后的結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)提供了便利條件。

3.帶底托O形鋼筋連接結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)由兩排U形鋼筋對向交叉形成O形鋼筋結(jié)構(gòu)，O形鋼筋結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置多個支墊鋼筋，在帶底托的槽口內(nèi)灌注混凝土，形成錨具式連接。

由此，改變了鋼筋連接的傳統(tǒng)模式和傳力機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了工廠預(yù)制構(gòu)件的工地快速連接。

帶底托O形鋼筋連接結(jié)構(gòu)

4.豎向限位伸縮縫

伸縮縫設(shè)置于支撐點(diǎn)外，可實(shí)現(xiàn)最大的連接標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。

但梁板端部需設(shè)置牛腿，且兩梁端可能存在不協(xié)調(diào)位移。

牛腿間設(shè)隱式支承裝置，與豎向限位伸縮縫形成聯(lián)合體。

豎向限位伸縮縫構(gòu)件采用強(qiáng)度和剛度大、整體高度低的焊接型鋼制造；滑動構(gòu)件跨縫后套裝于限位構(gòu)件內(nèi)，由限位構(gòu)件進(jìn)行導(dǎo)向和限位；構(gòu)件套裝后焊接于梁板頂預(yù)埋鋼板上，形成整體結(jié)構(gòu)?；瑒訕?gòu)件兼做排污、排水槽。

這一技術(shù)具有限位和伸縮雙重功能，實(shí)現(xiàn)了兩邊梁板的豎向協(xié)同變形，解決了梁端跳車問題，對懸空設(shè)置的伸縮縫具有極好的適應(yīng)性。

豎向限位伸縮縫

5.標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制梁板節(jié)段組

包括4種節(jié)段型式、兩種端部構(gòu)造。節(jié)段采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計：梁板等高度，面板等厚度，濕接縫自帶底托。

同時，鋼筋采用模塊化配筋，形式為簡潔的直線或U 形。濕接縫U形筋交錯布置。

由此，結(jié)構(gòu)的加工和組裝更簡化，能更好適應(yīng)工業(yè)化建造模式對結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求。

這些最新發(fā)展的技術(shù)將進(jìn)一步改進(jìn)結(jié)構(gòu)原有型式和工作機(jī)理，改善結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)和安全狀態(tài)，支持結(jié)構(gòu)簡潔設(shè)計和輕型設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)制造精度和裝配速度，提供更好的安裝、檢測、維修和更換條件，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源和降低造價目標(biāo)。

標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制梁板節(jié)段組

6.模塊化系統(tǒng)加勁結(jié)構(gòu)

由抱箍和連梁組成。構(gòu)件采用焊接型鋼制造；抱箍分為兩半圓部分，貼附于墩身設(shè)計部位后，由螺栓進(jìn)行緊固，并與連梁進(jìn)行連接，形成整體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)具多種功能——可按模數(shù)以標(biāo)準(zhǔn)梁板加大結(jié)構(gòu)跨徑；按鋼板組合梁模式進(jìn)行自架設(shè)施工；用于對下部聯(lián)合，形成結(jié)構(gòu)制動墩；提高結(jié)構(gòu)適應(yīng)性，方便升級承載力；兼顧結(jié)構(gòu)容錯性，快速加固薄弱部。

由此，實(shí)現(xiàn)了樁板式路基的系統(tǒng)設(shè)計、與工業(yè)化建造橋梁的系統(tǒng)對接，進(jìn)一步保證了樁板式路基的安全耐久性和運(yùn)營維護(hù)性。

模塊化系統(tǒng)加勁結(jié)構(gòu)

工業(yè)化建造方向

安徽省的綠色公路工業(yè)化建造實(shí)踐，已著手向全線綠色、工業(yè)化建造的模式發(fā)展。

綠色公路工業(yè)化建造模式

安徽省合肥—蕪湖高速公路拓寬改建工程，采用最新裝配化樁板式路基，解決用地難題，兼顧處理軟基。

采用模塊化構(gòu)件，預(yù)制質(zhì)量進(jìn)一步改進(jìn)。配套模塊化的連接，安裝效率進(jìn)一步提高。

安徽省合肥—樅陽高速公路,落實(shí)綠色公路建造理念， 采用最新裝配化樁板式路基12km，建設(shè)性用地調(diào)配平衡， 工業(yè)化建造模式升級。

我們體會到，實(shí)施綠色公路建設(shè)，離不開以標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、模塊化、信息化為特征的公路工業(yè)化建造技術(shù)。

工業(yè)化建造技術(shù)應(yīng)持續(xù)改進(jìn)，不斷向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，以高質(zhì)、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)揮出集約、環(huán)保的優(yōu)勢。