市政路橋施工中預應力技術的應用研究

李 勇

（恩施職業技術學院，湖北 恩施 445000）

樁基作為現代市政路橋中較為常見的一種地基處理手段具有其獨特的特點，由于預應力管樁的施工節奏較快，使得施工的效率大大增加，預應力技術被廣泛的應用于建筑施工中。預應力技術在現代建筑建設過程中的地位非常重要，因此對于這項技術的研究和優化也是建筑行業相關研究者的重點議題。

1 項目簡介

在某施工項目中，模擬建設建筑物共7 棟，外帶2棟配套的其它建筑設施，7 棟主建筑物為地上18 層，2 棟配套建筑設施為地上3 層地下2 層。市政路橋樁基礎采用直徑為600 毫米的PHC 型管樁，管樁壁厚為130 毫米，管樁端部進入持久層花崗巖材質1 米左右，共計使用預應力管樁3500 根。

2 預應力施工技術

2.1 預應力管樁優勢

在具體的建筑工程中，預應力管樁具有一定的承載能力，能夠承受較大的應力載荷，這種技術的應用與實踐可以有效幫助具體的工程進行符合施工質量要求的開展，同時這種技術的經濟性也較高，因此在當下的市政路橋施工中應用這種技術變得十分常見。

相比較而言，預應力管樁和灌注樁等實心樁技術有著一些不同，預應力管樁技術應用中所使用的材料并不多，具有一定成本優勢，此外還可以讓整體建筑材料的利用率進一步提升，進而達到了節約建筑成本的目的。

此外，預應力管樁在施工中施工效果較為干凈和高效，使得施工現場的衛生治理和擺放安全管理很容易實施，同時預應力管樁的生產在目前已經形成了機械化的產業鏈，人力消耗極少，這就使得施工現場的整體整潔度得到了提高，提升了整體人員的工作效率，并有效地提升了整體建筑的質量[1]。

由于預應力管樁的材料較為特殊，因此其性能也較為優越，預應力管樁的單樁承載力具有極大的優勢，但是目前多數建筑施工地區地形普遍較為復雜，這就使得這項技術的實施要根據現場的情況來進行確定，針對性的施工能夠使得施工過程變得簡單。

在預應力管樁施工中，還需要根據具體的持力層位置來設計管樁的長度，使得這種技術的實施能夠滿足當地的地質條件和地形條件，從而使得市政路橋施工的安全得以保證。

所謂的“預應力施工技術”本身就是一個外來的施工技術，它最早起源于法國，直到二十世紀四十年代才被引入中國并迅速地得到業內人士的一致認可。作為一種新型施工技術，施工團隊使用這項技術不僅能夠有效減少普通泥土道路的養護時間，同時也能緩解工作人員的精神壓力。此外，工作人員在使用這項技術的過程中應從工程結構的外部荷載應力出發去加強道路和橋梁內部結構的抗壓力和抗拉力，只有這樣，工程的總體質量才能得到很大幅度的提升，從而給人民群眾的出行提供了更好的保障。

2.2 預應力管樁存在的缺陷

盡管預應力管樁的優點很多，但是在一些性能和實際應用中也存在一定缺陷，在預應力管樁的應用中，如果對這種技術的優缺點不是很了解，然后在實際施工中應用這項技術時沒有盡力地加強技術優勢，反而是使得技術劣勢突出的較為明顯，那么就不符合預應力技術的實際使用規范。一旦在施工過程中遇到較為堅實的地質夾層，預應力管樁的優點就會受到一定的影響。如果遇到軟土地基，還需要時刻注意打樁時的振動液化問題，所以在進行這一技術的應用前有必要對整體施工的環境進行分析和處理，面對堅硬夾層就可以使用別的建筑技術來替代預應力技術，如果遇到軟土地基就可以預先對軟土地基進行預處理換填等手段使得土質能夠發揮出預應力技術的最大優勢。實際情況也是如此，在遇到其它的建筑建設情況時要盡量選用最為合適的技術來進行施工[2]。

3 市政路橋基礎預應力技術的施工要點

3.1 明確預應力管樁的位置

進行預應力管樁技術應用的第一步就是進行中心位置的尋找，隨后進行管樁半徑的設置，再借助于半徑的數據來進行管樁位置的確定，方便管樁施工。對預應力混凝土管樁進行檢查，通過檢測報告查看預應力混凝土管樁是否有結構上的問題，例如是否有裂痕問題等。同時注意預應力混凝土管樁是否存在放置豎直等問題，并對預應力混凝土管樁進行全面的檢查，對于不合格的預應力混凝土管樁一律禁止使用。

3.2 對預應力管樁的垂直度設定

在實際的建筑施工中，要想保證管樁的質量，在施工的過程中就應該嚴格控制預應力管樁的垂直設計參數，在確定參數值后再按照設定進行實際施工。預應力管樁的垂直度設定應該應用兩臺經緯儀，在相關規定的距離地點進行互相垂直角度下的垂直度調整。

3.3 對焊接質量進行嚴格把關

現階段的大部分預應力管樁都屬于空心結構，這也就放大了管樁尖頭連接焊接質量對整體預應力管樁的承載能力的影響。而在進行焊接工作時大多都是由人工來進行焊接，因此焊接中要嚴格地對焊接工藝進行管控，避免因人工操作不當而引起的焊接問題，并且使得接樁焊接的飽滿程度達到相關的規定要求。在完成對應的焊接工作后也需要通過足夠的時間來進行自然的接樁冷卻，在管樁接樁處的預應力質量達到標準后方可進行沉樁施工。[3]

4 預應力技術的施工技術措施

4.1 管樁材料的入場

在實際的工作運行之中，需要借助于管樁材料的選擇和運用來進行整體混凝土管樁的質量保證，同時進行符合實際的混凝土抗壓強度檢測，并對具體的產品質量進行一定的監督。

除此之外，還有必要對管樁外觀的平整度進行目測，同時加大對樁身的彎曲度、管樁的外徑等指標的檢查力度，要確保管樁的指標參數大于或者等于規定中的指標參數。這些都是為進一步地確保沉樁的過程之中不會因為工作問題而導致出現工程質量問題。

4.2 管樁的運輸堆放和起吊

預應力管樁自身的結構和重力特點是其運輸過程中需要注意的部分，也是幫助其進行支點確認的部分，這可以避免在運輸中因產生樁內壓力而導致的樁身塑性變形，這樣的預應力管樁明顯是無法投入到生產中的，且管樁的質量也無法得到保證。

在進行管樁材料存儲時，必須要選擇干凈、整潔的堅實地面，同時按照相關的要求進行木底的墊放，再借助于楔子進行木底的固定。而在進行管樁的碼放時也需要進一步地按照規定進行堆放，因為管樁的堆放要求是根據應力計算和空間計算所得到的最佳方案，通過這一方案的預設，可以對其中的各種數據進行限制，這樣就使得管樁堆放科學合理，避免了管樁在堆放過程中的材料損失。然后根據工程的設計要求和打樁的順序對管樁進行分類堆放，使得管樁的使用能夠較為方便，在實際施工時吊裝能夠有序入場。

4.3 選擇壓裝機械

由于試驗樁段中的土壤性質不同，所選用的壓實機械也不同，一般情況下如果土質多為砂性土，那么就選擇振動壓樁機進行壓實效果最好，夯擊式壓樁機也可以進行這種土質的施工，但是效果沒有前者好。光輪壓樁機在這種情況下一般不予考慮。在進行粘性土碾壓中，一般選用振搗式或夯擊式的壓樁機，使用其他形式壓樁機的效果較差。由于每一種壓樁機都有其自身的施工特點，因此要根據實際的施工需要和工地現場土質來選擇最為合適的壓樁機。

4.4 沉樁

1.運用引孔打樁技術的第一步就是要在地面上進行位置的確定，以此來進行引孔工作，隨后將高強度混凝土管樁插入到預設的孔洞內。在進行這一工作的開展過程中應該結合多種不同的數據來進行其深度和位置的設定，主要包括了管樁的具體尺寸、大小、距離建筑位置等。

2.對沉樁的工作順序進行安排。在具體的沉樁過程中會出現整體水壓增大的問題，這就使得周圍的土質內應力也發生了變化，使得土體逐漸隆起，從而讓土壤的負摩擦力增高，土壤負摩擦力的增加會導致管樁緩慢浮起，進而讓管樁的位置出現平移，負摩擦力較為嚴重時可能會直接導致樁身撕裂，這些情況在實際沉樁的過程中是需要嚴加考慮的。

因此，在沉樁時要按照設計中的沉樁順序進行沉樁，并且在沉樁過程中運用的施工技術也要得到保證，在具體的工作中主要遵循先大后小的原則。同時對打樁的速度進行一定的限定，使得打樁速度不宜過快，這樣就會使得負摩擦力減小。還需要對沉樁的數量進行一定的限制，為后續的超靜孔隙水壓力消散提供足夠的時間，方便后續的沉樁施工。

3.設置工程的圍護結構。沉樁施工一般情況下產生的噪音較大，因此為了避免工程的施工過程給周圍百姓的正常起居造成影響，應該在被保護的建筑物周圍設置工程圍欄，這種工程圍欄的位置設置要合理，一般在其周圍搭設防護樁位或者在周圍設置圍護結構。

4.為了減小超靜孔隙水壓力，就需要在沉樁的過程中采用井點降水以及預鉆排水孔等方法進行沉樁施工。這些方法的實施能夠極大地減小超靜孔隙水壓力，使得沉樁過程產生的負摩擦力降到最小，從而保護樁體的結構質量。

4.5 受彎結構中的應用

就目前而言，受彎結構在路橋施工過程的應用是非常普遍的，其之所以能夠得到大范圍的應用是因為各個受彎構件在受力的過程中能夠相互配合，這樣一來就能很好地將上方的重量進行分散。當前市政路橋工程的受彎構件主要是由炭纖維制成，這種新型材料具有密度大、彈性強等特點，能夠很好地提升受彎結構的外部抗壓能力。不管是橋梁還是公路，其在運行的過程中都會時刻受到車輛的碾壓，過大的重量會讓混凝土結構外部的應變力產生變化，為此相關部門在開展受彎結構施工的過程中一定要注重對預應力技術的正確使用。據相關組織調查報告顯示，我國大部分施工單位所采取的可行辦法就是對受彎構建中碳纖維片粘連的全過程施加外部預應力，只有這樣才能更大限度地增加碳纖維受彎構件的內部預應力，從而讓市政路橋工程的質量以及性能得到大幅度的提升。

4.6 加固施工中的應用

市政路橋工程的加固施工是一項非常重要的施工環節，能夠從根本上保證道路和橋梁的穩定性。整個加固過程非常的繁瑣，所涉及到的內容也很多，它既包括了對建筑本體的二次澆筑和多次抹面，也包括了項目竣工后的系統加固工作。采取系統加固工作的目的就是要能夠進一步提升市政路橋工程主體結構的荷載能力，使其整體性能得到大幅度的提升，從而保障人民群眾的出行安全。隨著科學技術的不斷提升，相關部門對加固的內容也進行了相應的調整，現代的加固施工主要是對路橋外部結構的應力進行增強，如此一來路橋結構的外部應力就會與內部的承受結構達到平衡，從而提升路橋工程的荷載能力。

4.7 路橋工程預制板中的應用

就目前而言，市政路橋工程中的預應力技術在預制板中的運用是非常普遍的，而預制板作為一種基礎性材料，其質量會直接影響到工程的總體質量。但是就實際生產情況而言，我國大部分的生產商在制造預制板的過程中并不會應用到預應力技術，這樣一來所生產出來的預制板就不會具有較強的抗壓力和避震性。為了能有效提升預制板的性能和質量，生產商在對其進行制作的過程中一定要選用那些強度較高的鋼材和混凝土，這樣就能在一定程度上提升預制板構件的穩定性和抗壓能力，即便是后續應用的過程中出現了地震等事故也能保持較強的承載能力。不過在制造的過程中有一點需要特別注意，那就是要將預制板的實際尺寸固定在一個范圍之內，這樣做的目的是能夠有效減少路橋本體的占地面積，在優化路橋結構的同時也能推動城市化的發展進程。

4.8 安裝支架和模板

路橋工程支架和模板的安裝可以從根本上保證施工結構的穩定性以及安全性，從而延長其使用的年限。在落實安裝支架和模板之前，相關部門應派出一支專業的隊伍對該工程的安全支架和模板進行全方位的檢查，一旦在檢查的過程中發現了質量不達標的情況就需要叫停當前的施工作業，只有質量合格才能開展后續的安裝工作。現階段的安裝環節較為復雜，其中包括底模安裝、側模安裝、頂模安裝等等，施工人員在安裝的過程中一定要遵守相關制度和說明，這樣才能保證建筑具有較強的美觀性。

5 結語

綜上所述，在經濟飛速發展的今天，市政路橋項目逐漸增多，預應力管樁的基礎施工的優勢在當前建筑施工中得到極大地發揮和凸顯。雖然這種技術仍然存在一定的缺陷，但是其優勢極為明顯。在實際的建筑施工中，相關的施工單位應該充分地結合施工現場的實際環境情況和地質情況選擇最為合理的預應力技術應用方式，從而保證市政路橋的后續施工能夠順利進行。