淤泥質地區預應力混凝土管樁計算分析及施工控制

朱 德 輝

(北京國信嘉業房地產開發有限公司，北京 102300)

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淤泥質地區預應力混凝土管樁計算分析及施工控制

朱 德 輝

(北京國信嘉業房地產開發有限公司，北京 102300)

介紹了淤泥質地基處理的設計原則，探討了軟土地基處理設計方法以及受力計算方法，并提出了管樁施工質量控制措施，以期為淤泥質地區預應力混凝土管樁施工提供借鑒。

淤泥質地區，地基處理，預應力，管樁

0 引言

在淤泥質地區預應力管樁進行施工過程中，當管樁打入持力層后，可以依托樁頂澆筑的樁帽與樁帽上鋪設的褥墊層形成復合“樁—網”結構地基，使得地基受力均勻，從而滿足淤泥質地區地基承載力要求，有效控制淤泥質地區工程施工后的沉降現象。“樁—網”結構地基中的所謂的“網”，其主要由碎石、雙向土工格柵以及臺座間混凝土聯接梁所構成，“樁—網”結構地基中所涉及的“樁”特指預應力管樁。由于淤泥質地區往往地下水位較高，淤泥通常呈現為流塑狀，地基承載力較差，工程基礎處理量較大，除了清除淤泥進行填平外，對工程施工后地基沉降提出了更高要求，然而采用現行普通的處理方法無法滿足地基承載力和工后沉降要求。為此，采用預應力管樁“樁一網”結構加固處理工程中淤泥質地基已經勢在必行。

1 淤泥質地基處理設計

1.1 淤泥質地基處理原則

由于我國地理位置分布特點，淤泥質地基多分布于江河湖海附近，根據淤泥質地基的成因、厚度以及性質的差異，必然無法一律對待，因而需要結合地區淤泥質地質特點以及土質情況，制定切實可行的針對性策略方案，進行具體合理的處理。

1.1.1 全面性原則

在淤泥質地區運用預應力混凝土管樁進行工程施工時，需要深入考察所處地區地質情況，認真研究工程地區地質條件，全面把握所處區域地質總體特點，有效進行工程地區地質分區研究，針對不同區域特點予以區別處理，注重發揮區域對整體的利導作用，并對于勘察及施工過程中出現的問題，重視從工程施工全局出發，及時尋找出可行對策進行解決。

1.1.2 針對性原則

淤泥質地區預應力管樁施工前，必須結合施工淤泥質地區實際情況，制定出經濟合理的設計方案，針對工程施工涉及的原材料材質、數量、質量以及規格等需要得以確保，對于工程施工的機械設備要保證其性能、規格以及數量滿足工程要求，可見，在方案制定過程中必須遵循針對性原則。

1.1.3 嚴謹性原則

工程施工時，必須嚴格按照施工技術規范以及操作規程進行操作，要樹立工程質量意識，有效確保工程的質量，關注淤泥區域填土的速度，避免因施工引發路堤滑移類意外事情，保證工程施工的安全、優質。

1.2 淤泥質地基處理方案

淤泥地基處理方案以提高地基承載力，保證地基基礎穩固以及減小基礎的沉降不均勻為根本目的，其具體包括如下幾種主要處理方法。

1.2.1 置換法

當淤泥質地基的表層部分主要分布承載能力軟弱的淤泥及雜土時，即可將表層全部挖出，填充上較為堅固的土層，完成碎石、砂礫等材料的置換，從而形成較為堅固的復合地基。同時也可以在淤泥質地基的表層土質中摻入水泥或石灰等物質，形成較為堅固的表層，由此提高地基的承載力，降低淤泥質地基的下沉現象。

1.2.2 灌漿法

灌漿法，即根據淤泥質地區的地質特點，采用水泥漿液以及各種化學漿液，運用液壓、氣壓或電化學原理，把相應的漿液注入各種介質的裂隙或孔隙，以改善地基的物理力學性質。由于水泥漿液屬于粒狀漿液，故針對小空隙的淤泥質地基在壓力推動下也較難壓進，因此往往將水泥漿液與化學漿液混合進行灌注，這兩種溶液在淤泥質地基中發生化學反應，析出硅酸膠凝體，使淤泥膠結成有一定強度的土體，從而極大提高了地基抗壓強度。

1.2.3 加筋法

加筋法，即將強度較大的拉筋、土工聚合物以及受力桿件埋設于淤泥質地基中，從而提高淤泥質地基的承載力，減小地基沉降，維持建筑物的穩定。加筋的地基下埋設了較大強度的土工合成物以及鋼片等材料，提高淤泥質地基的抗拉力，防止地基發生斷裂，改變淤泥質地基的應力場，從而提升淤泥質地基的承載力。

1.2.4 復合法

目前，根據我國建筑科學研究研發出一種新型管樁，即由石屑、碎石以及粉煤灰，摻入水泥與水進行攪拌形成的，其運用于淤泥質地基中，能夠有效地完成地基的擠密加固，能夠全面實現置換作用，由于在管樁與基礎間存在柔性較強的褥墊層，可以靈活調整樁土間的相對變形，對淤泥質地基結構的抗震較為有利，同時能夠有效抑制地基的沉降現象，因而該復合法被大量應用于淤泥質地區的地基固化。

2 淤泥質地基受力計算方法分析

由于淤泥質地基的地下水受海潮或天然水的影響，呈現出較為豐富的地下水源，其往往活動于地基表層，同時，淤泥質地基的上表層皆為淤泥土質，地基承載力不足，無法滿足工程的施工要求，因而采用打入預應力混凝土管樁作為承重樁，形成人工復合型地質。根據淤泥質地基區域的情況差別，對管樁尖進入全風化花崗巖的樁，設計計算時考慮摩阻力和承重力；而對管樁尖未進入全風化花崗巖的樁，設計計算時只考慮摩阻力。根據相關資料顯示的各種實際操作情況可知，施工過程中，對打入管樁的入土深度實行“雙控”，以貫入度控制為主、計樁長為輔。

通過公式[p]=1/2(U∑αi×li×τi+αAσR)計算出單管樁進入全風化花崗巖時提供的容許承載力，在該式中，U為管樁的周長；αi，α分別為管樁對各土層樁周摩擦力和樁底承壓力的影響系數；li為軌道梁及臺座地面各土層的厚度；τi為與li對應的各土層與樁壁的極限摩阻力；A為樁底橫截面面積；σR為樁尖處風化花崗巖的極限承載力。

通過公式[p]=1/2U∑αi×li×τi計算出樁基未進入全風化花崗巖樁的容許承載力，通過計算將單樁軸向受壓允許承載力計算結果與單樁對應的地基允許承載力計算結果進行比較，最終得出淤泥質地區地基的受力情況。

3 管樁施工質量控制措施

3.1 注重施工隊伍資質審查

對于淤泥質地基工程施工隊伍的資質審查方面，需要加強對其承建資格的審核，加大對施工工作人員的技術資格以及上崗資格的審查力度，提升施工設備與地質切合度的審查要求，認真查明施工設備的檢驗證明，從而確保工程施工的安全性以及高效性。

3.2 重視壓樁前的準備工作

在壓樁前，需要確定樁位的標高以及軸線的準確性，認真檢查機械設備的工作及能源消耗情況，根據淤泥質地區綜合情況確定樁長，進行必要的試樁實驗，科學確定壓樁順序，針對群樁壓樁現象，要全面考慮擠土效應，需要遵循先大后小，先深后淺的壓樁順序；對于同一建筑，先壓場地中央樁，后壓場地周圍樁。

3.3 關注接壓樁全過程的質量控制

接樁前，需要檢查上下端板的清洗狀況。在焊接過程中，先焊接內層，并要將內層焊渣清洗干凈，方能焊接外層，焊接縫隙必須飽滿相連，嚴禁使用冷水冷卻以及焊好即用。壓樁時，結合淤泥質地基情況控制壓樁速度，壓樁速度不宜過快，當面對樁身傾斜以及樁身混凝土出現裂縫等情況時，應立即停止壓樁，及時與相關人員研究處理，分析原因并采取相應解決措施后方可繼續壓樁。

3.4 注意壓樁過程資料控制

在壓樁過程中，工程工作人員要針對壓力表的讀數做好記錄工作，通過記錄數據有效分析判斷管樁的質量及其承載力。管樁位置必須隨時壓樁隨時記錄，以防止出現壓樁位置錯誤或遺漏現象，需要針對周圍建筑物以及地下管線進行觀察維護，及時記錄觀察維護情況。同時需要認真做好原始資料的保管匯總工作，及時解決現場的異常問題并進行記錄研究。

4 結語

淤泥質地區地基具有特殊的工程地質性質，由于其地質條件較差，一旦施工處理不當，容易引發地基上的建筑體下沉、失穩以及開裂等諸多危害，因而為了加固淤泥質地區地基的強度，需要采用強度較高的預應力管樁進行處理。當然，在預應力管樁應用過程中，必然會面臨諸多機遇與挑戰，因此，我們必須有效的抓住機遇，正視面臨的諸多制約問題，并尋找到可行的解決措施，通過措施的實行減少問題的產生，最終贏得挑戰的勝利。

[1] 黃小文，鄧志深.PHC管樁的施工和應用[J].水運工程，2006(7):18.

[2] 廖正杰.預應力管樁在軟基礎中的應用與施工[J].路基工程，2007(2):36.

On calculation analysis of prestressed pipe pile in silt areas and its construction control

Zhu Dehui

(Beijing Guoxin Jiaye Real-Estate Development Co., Ltd, Beijing 102300, China)

The paper introduces the design principle for the silt foundation treatment, explores the treatment design for the soft soil foundation and its calculation methods, and points out the quality control measures for the pipe pile construction, so as to provide some reference for the prestressed pipe pile construction in silt areas.

silt area, foundation treatment, prestress, pipe pile

1009-6825(2016)12-0064-03

2016-02-18

朱德輝(1975- )，男，工程師

TU473.13

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