論預應力管樁軟基處理方法在客運專線施工中的應用研究

王玫

摘 要：在現(xiàn)階段的國家建設中，客運專線施工數(shù)量開始不斷提升，在很多地方都產(chǎn)生了較大的推動作用。從客觀的角度來分析，客運專線工程的實施，不僅將客運工作更好地完成，同時將物流工作更好地劃分處理，為客運速度的加快和質(zhì)量的提升，都提供了較多的幫助。但是，客運專線施工的技術要求較多，應保證地基處理的穩(wěn)定性，更好地抵抗外部因素的侵襲。文章針對預應力管樁軟基處理方法在客運專線施工中的應用展開討論，并提出合理化建議。

關鍵詞：預應力 管樁 軟基處理 客運專線施工

中圖分類號：TU471 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0055-03

在經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，很多施工技術都得到了深入的研究，各項工作的落實均獲得了很大的轉變。我國在現(xiàn)代化的發(fā)展中，自身的很多內(nèi)容都表現(xiàn)為發(fā)展中狀態(tài)，可是在某些技術的實施上，已經(jīng)可以比肩國際先進水平，能夠創(chuàng)造的經(jīng)濟效益、社會效益都是比較多的。預應力管樁軟基處理方法在研究過程中，將多個方面的內(nèi)容深入拓展，技術體系得到了很大的健全，操作可靠性、可行性均取得了較大的提升。

1 預應力管樁的特點

預應力管樁是一種新型基樁，是由專業(yè)廠家采用先張法預應力工藝和離心成型，蒸汽養(yǎng)護而成，是一種細長空心等截面預制混凝土構件。目前常用規(guī)格見表1。

管樁按抗裂彎矩和極限彎矩的大小又可分為A型、AB型和B型。其中A型最小，B型最大。對于一般的建筑工程，采用A型或AB型管樁即可。

管樁發(fā)明于國外，國內(nèi)發(fā)展極不平衡，廣東地區(qū)從20世紀80年代開始大量應用，而華東地區(qū)從20世紀90年代才逐漸推廣使用，全國其他地方使用不是很多。從工程實踐來看，與傳統(tǒng)的沉管灌注樁，鉆孔灌孔樁和現(xiàn)場預制方樁相比，具有樁身質(zhì)量穩(wěn)定可靠，施工工期短、承載力、造價經(jīng)濟、監(jiān)理方便等優(yōu)點，而且從表1的情況來看，管樁的規(guī)格眾多，配樁極為方便，因此，這幾年已經(jīng)越來越受到工程界技術人員和建設業(yè)主的歡迎，在工業(yè)與民用建筑和高速公路等建設領域發(fā)展迅猛。

2 單樁承載力確定

樁設計的關鍵是豎向單樁承載力的確定，廣東王離高級工程師提出管樁的豎向單樁承載力標準RK的計算：

RK=100NAP+UP∑qmL1 （1）

式中：N為樁端處強風化的標貫值；

AP為樁尖（封口）投影面積；

UP為管樁樁身外周長；

L1為各土層劃分的各段樁長；

qm為樁周土的摩擦力標準值。

該公式僅適用于樁尖進人強風化層的錘擊貫人法施工的管樁，對軟土地基中以磨擦為主的樁并不適用。因此，傳統(tǒng)的設計手法仍然按JGJ94-94規(guī)范提供的土的物理指標和承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關系確定單樁承載力：

quk=u∑qmk L1+ qpkAP （2）

式中各物理數(shù)據(jù)意義參見JGJ94-94規(guī)范。

根據(jù)式（2）計算出來的單樁承載力標準值遠遠低于單樁靜載試驗得到的數(shù)值，因此如果按式（2）來確定單樁承載力，必然會造成單樁承載力的偏低，結果是工程造價浪費，管樁的經(jīng)濟性無法體現(xiàn)。筆者實際設計中對單樁承載力進行r修正，修正系數(shù)在1.0～1.65之間，根據(jù)修正后的單樁承載力標準值與靜載試驗值相比，結果都滿足工程設計要求：實際上還可以發(fā)現(xiàn)，根據(jù)沉降量和卸載后回彈值，結合Q-S 曲線，樁周土體實際上仍處于近似彈性壓縮范圍，也就是說，管樁的實際極限承載力還要高于試驗值，因此，采用修正后的單樁承載力還有一定的安全儲備。從實際工程反饋的信息表明，已竣工或已結頂?shù)慕ㄖ锏某两盗烤苄。繚M足規(guī)范要求和使用要求，因此，管樁的單樁承載力不能簡單按式（2）計算，否則將造成工程的巨大的浪費。至于修正系數(shù)，要根據(jù)實際工程的安全等級、復雜程度、使用要求以及地質(zhì)情況，結合工程經(jīng)驗綜合確定。一般情況下，修正系數(shù)取1.2～1.4均可滿足工程設計要求。

3 單樁承載力提高的原因分析

管樁的單樁承載力髙于根據(jù)地質(zhì)資料計算值的原因是多方面的。首先，由于現(xiàn)行各種地基基礎設計規(guī)范都沒有專門為管樁提供設計承載力參數(shù)，所給出的物理力學指標大多是套用預制方樁的參數(shù)，造成管樁單樁承載力計算值偏低。其次，從樁周土的受力情況來看，打樁過程中，樁周土不斷被擠密，在樁周形成一層硬殼，牢固地吸附在樁的表面，管樁為圓形截面，樁周土象“箍”一樣箍住樁體且受力均衡。而預制方樁雖然也有擠密作用，但其截面四角尖處的土體受力復雜，應力集中，相對管樁來說，土體更容易破壞，因此，管樁的極限承載力相對高。如果采用開口樁尖中的工程基本上均采用開口樁尖，樁端土會不斷地被擠人樁腔內(nèi)，上擠力與腔壁摩擦力達到平衡后形成土塞效應，也可以提高單樁承載力，同時，由于管樁為薄壁空腹構件，其自重也較其他的實體樁輕，這也是有利之處。

4 預應力管樁軟基處理方法的施工準備

4.1 技術準備

客運專線的施工過程中，要比一般的工程要求更加嚴格，無論是在硬性指標上，還是在施工效果上，都必須能夠保證可以長久的運行，不能出現(xiàn)任何的問題。結合以往的工作經(jīng)驗和當下的工作標準，認為預應力管樁軟基處理方法在應用的過程中，需要將自身的技術準備良好完成，減少工作中的不足。首先，在施工開展之前，要求所有的工作人員，做出良好的技術交底工作。現(xiàn)下的客運專線施工，能夠帶來很大的經(jīng)濟效益，對于負責的工作單位而言，也能夠在行業(yè)內(nèi)帶來良好的口碑。為此，項目總工程師，必須要向施工隊伍的技術負責人、技術操作人員，加強施工技術方案的交底，加強安全專項施工方案的交底。其次，應該積極地組織全體施工人員，更好地學習施工技術、熟悉施工圖紙，應該保證工作團隊將各個條文、規(guī)范進行深入的了解，包括《管樁施工技術方案》《管樁專項施工方案》等，要保證每一名人員都懂得技術，還必須在安全防范意識上得到確切提升。

4.2 原材料質(zhì)量要求

客運專線施工的過程中，其是從長遠的角度來考慮的。因此，在應用預應力管樁軟基處理方法的過程中，除了技術準備方面的工作要有效完成，還必須在原材料的質(zhì)量上得到較大提升，一方面要提高工作的整體質(zhì)量，另一方面要在細節(jié)操作上更好地完成。首先，砂墊層的原材料操作當中，比較適合采用潔凈的中砂、粗砂來有效完成，在含泥量的要求上，必須控制在5%以內(nèi)。針對碾壓密實度的控制上，應該達到中等密實的級別或者是以上的標準。倘若在原材料的采購上表現(xiàn)不足，可以選擇應用天然級配的沙礫料來完成，但是在最大的粒徑方面，必須要控制在50 mm以內(nèi)，要將各種植物、雜質(zhì)有效地清除處理，嚴格禁止砂中含有其他的雜物，避免對施工質(zhì)量造成不良影響。其次，在預應力混凝土管樁的操作過程中，所有的成品樁，都應該符合相關的規(guī)定、條文，包括《先張法預應力混凝土管樁》（GB 13476），《先張法預應力混凝土管樁》（JC 888）的要求等。

5 預應力管樁軟基處理方法的優(yōu)勢分析

客運專線的施工過程中，對技術要求比較多，會從很多方面來對技術本身做出考察分析，觀察其是否能夠在性價比方面達到最優(yōu)，如果存在不足的現(xiàn)象，則需要盡力去彌補和處理，避免形成嚴重的隱患。分析認為，預應力管樁軟基處理方法的優(yōu)勢，主要是集中在以下幾個方面：第一，該項技術在應用的過程中，會將多項成型技術聯(lián)合處理，包括離心法、預應力技術、蒸汽高壓養(yǎng)護技術等，確保管樁的質(zhì)量達到最優(yōu)標準，并不會因為外界因素的影響，輕易出現(xiàn)損壞或者是安全問題。第二，預應力管樁軟基處理方法在操作的過程中，可以通過兩種方法來實施，具體包括錘擊沉樁的方法與靜壓沉樁的方法，這兩種方式在操作的過程中，均可以取得較好的成績，適合在不同的地方推廣應用。第三，預應力管樁軟基處理方法在應用到客運專線的施工當中，能夠在單樁的承載力方面提高，在抗裂變的性能上表現(xiàn)突出，施工成績比較優(yōu)良，后期的維護工作也相對簡單，因此，可以為客運專線的運營，提供長期的保障。

6 預應力管樁軟基處理方法的應用

6.1 加固應用

客運專線的施工操作中，通過應用預應力管樁軟基處理方法，可以在安全性和可靠性方面得到較大提升，針對固有的施工內(nèi)容，均可以通過技術上的多元手段來更好地應對。現(xiàn)下的各地方施工環(huán)境，都表現(xiàn)出了差異化的特點，同時在施工的難度上較高。此時，應該將預應力管樁軟基處理方法的加固內(nèi)容較好操作，利用針對性的方式，確保客運專線施工可以在質(zhì)量上得到較大提升。首先，摩擦型樁。摩擦樁是指作用在樁頂?shù)呢Q向極限載荷主要或者全部由樁側阻力承擔的管樁。在樁頂載荷的作用下，樁土之間的相對位移產(chǎn)生樁側阻力，從而將樁頂載荷換地給樁周土，有效地減小了樁端土層得載荷。其次，端承型樁。豎向樁頂載荷主要或全部被樁端阻力承擔的管樁稱為端承型樁。一般情況下，端承樁的長徑比較小，通常深入至中密以上的砂層中，樁端阻力和樁側阻力共同承擔樁頂極限載荷，雖然樁端阻力承擔的載荷較大，但樁側阻力仍不可忽略。

6.2 技術操作

通過以上內(nèi)容的實施，客運專線的開展，基本上能夠得到預期的效果。可從長遠的角度來分析，我國的客運專線施工還會大范圍的開展，應該在各個層面均投入較多的努力。除此之外，預應力管樁軟基處理方法的實施，必須要保證技術的各項內(nèi)容得到真正意義的落實，要明確地觀察到施工的效果，在多個方面了解到施工的成績。建議在預應力管樁軟基處理方法的應用上，從以下幾個方面出發(fā)：（1）管樁起吊、運輸、堆放。平板車輛是管樁運輸?shù)奶囟ń煌üぞ撸B放在鋼制弧形托架上，疊放層數(shù)不大于5層，用鋼絲繩固定。起吊時要從兩端起吊，并要選擇平整的場地堆放，且高度要求不大于3層。施工前，要將施工工程區(qū)域內(nèi)的雜物清除干凈，保證施工場地的平整，并且應在現(xiàn)場堆存一定數(shù)量的樁，同時還應對管樁進行逐根檢查修整，對施工過程中所需的樁錘及樁架進行選擇。（2）定位放樣。要平穩(wěn)的將樁體移入樁機，然后樁機調(diào)平對準設計樁位，最好要對樁體的垂直度進行檢驗，保證偏差不大于樁長的1%。（3）沉樁。為避免由于握力過大造成爆樁，液壓抱樁器的握應力要保持在8～12 kPa范圍內(nèi)，且壓樁速度不大于1 m/min。

7 結語

該文對預應力管樁軟基處理方法在客運專線施工中的應用展開了討論，現(xiàn)下的工作開展比較迅速，各個地方的客運專線施工未表現(xiàn)出嚴重問題，整體上的工作符合預期。日后，應針對技術開展深入研究，健全技術體系的各項組成部分，保證客運專線施工質(zhì)量得到良好提升，推動地方的經(jīng)濟建設和社會穩(wěn)定。

參考文獻

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