程曉航

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測設計院，湖北武漢 430070）

預應力管樁與粉噴樁在泵站中的應用

程曉航

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測設計院，湖北武漢 430070）

由于泵站的地理位置偏遠，地質(zhì)條件差，開發(fā)難度比較大，因此路地基處工作人員都會采用預應力管樁樁筏結構來維持泵站運行過程的安全性和平穩(wěn)性，減少軟土地面路基施工出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。本文介紹了預應力管樁樁筏結構的實施工藝，結合筆者自身的工作經(jīng)驗，指出了在軟土地基處理中預應力管樁與粉噴樁應用中應該注意的事項，希望能為廣大道路建設者提供有益的參考和借鑒。

地基處理；預應力管樁；粉噴樁；泵站；施工方法

泵站地基施工地質(zhì)條件比較差，地理位置偏遠，多為具有特殊工程地質(zhì)性質(zhì)的軟土基地。在施工工程中經(jīng)常會因為施工不當引發(fā)一些安全事故，比如地基整體平衡性消失、出現(xiàn)波動性沉降、地基龜裂、整體穩(wěn)定性消失、結構物沉降等具體危害。鑒于高鐵軟土基地性質(zhì)，必須對其實施復合地基處理進而對其結構進行鞏固。

具體來講復合地基處理的方法多種多樣，例如強夯手段、石灰樁手段、排水鞏固手段、振沖密實手段、強夯置換手段、深層攪拌手段、沉管碎石手段和超輕質(zhì)料填土手段等等。但是并非所有的地基施工都可以采用以上所列方法，因為以上處理方法并不適合比較深厚的軟土地基，要想滿足軟土地基施工載荷大、穩(wěn)定性要求高、靈活變形要求高的條件，就需要采用地質(zhì)適應性強、負荷能力高、單位負荷成本低、工程進展速度快、工程監(jiān)理容易、竣工驗收難度小的預應力管樁進行加固處理。

1 預應力管樁與粉噴樁在軟土處理中常出現(xiàn)的問題

（1）土壤水分含量大，含水量一般都超過34%；相對水分與水分間的空隙比重在1.0到1.9之間，孔隙比也較大；土壤水分飽和度大都超過95%；液限通常在35%～60%范圍之間，塑性指數(shù)在13到30之間波動，天然密度一般情況下是圍繞17kN/m3小幅波動。

（2）軟土水分滲透性比較差。大部分軟土的滲透系數(shù)非常低，一般為10-7cm/s，發(fā)生載荷時難以固結成型，強度提升空間也非常受限。

（3）大都為高壓縮性土壤，壓縮系數(shù)非常高，發(fā)生自重的話，很容易降落下沉，改變結構物的外形，甚至導致結構物破裂，嚴重影響正常使用。

（4）抗剪強度比較弱。軟土的快剪粘合力大約是10kPa，快剪內(nèi)摩擦角在5度之內(nèi)一旦地基的抗剪強度難以負擔上層結構的重量，地基必然出現(xiàn)不同程度的龜裂和破壞現(xiàn)象。

（5）觸變性和流動性比較明顯。長期抗剪能力是普通抗剪能力的0.5倍，如果地基受到外界干擾和波動的話，會馬上降低其原有的穩(wěn)定性和強度。

2 預應力管樁與粉噴樁的主要核心技術

2.1 前期準備

從平常打樁經(jīng)驗中我們得知，樁錘的重量最好在樁重的0.5到1.0之間，在高鐵地基中樁錘重量一般在5t到8t之內(nèi)，如果是粉土粉沙層或其他軟弱地基的話，最好選擇柴油錘。

第一步、清理地表、平整土地。要清理地基施工場地，使土壤堅實后采用工作墊層回填，回填填料一般選擇厚度大于50cm的山皮。粒徑如果太大的話會影響沉樁質(zhì)量，所以一般地基工程選擇粒徑在10cm之內(nèi)的碎石或者山土皮。施工場地一定要保持整潔平滑，排水渠道也要暢通，大多數(shù)工程會設置橫向排水坡和路堤外排水深溝。

第二部、審核樁位。樁位的設置要按照工程現(xiàn)場加密控制點和水準點的位置安排，樁位固定后，以插有頂部涂滿紅色油漆的短小竹簽為標記。然后以竹簽處為圓心，以 500m為直徑繪制一個圓圈。沉樁實施之前還要對樁位進行二次復審。

2.2 開始喂樁、壓樁

2.2.1 檢查性能

檢查樁機性能，確定設備工作一切正常，對移動設備實施就位、對中和調(diào)直，做好樁機就位前的檢查工作。

2.2.2 自動喂樁 插樁

借助樁機單點起吊實施自動喂樁；單點起吊之前要標出記號，記號通常以m為單位長度，開口樁尖與樁底要焊接結實；起吊時，首先起吊樁錘，等到樁錘與地面相距 5m左右時，停止樁錘起吊，開始實施管樁起吊；最后，同一時間內(nèi)起吊樁錘和管樁、那么什么時候?qū)嵤┎鍢赌?，插樁要等到樁底與地面相距35m左右，起吊過程完全停止后在進行。在插樁過程中，樁尖與樁位處的白線圈吻合后，插入地內(nèi)，同時停止樁錘和管樁的沉降，審核樁位偏差是否保持在兩厘米的范圍內(nèi)。

2.2.3 檢查樁位

樁位偏差檢查合格后，借助兩臺軸線互相垂直的經(jīng)緯儀對管樁的垂直度進行調(diào)節(jié)，使垂直度不存在任何偏差。樁機導架要是與管樁位置不平衡的話，會影響樁的垂直度，所以最后要做的工作是，調(diào)整樁機導架使之與樁保持高度的平衡，避免樁沉降。垂直度調(diào)節(jié)后，下沉樁錘和樁，使之在自身重力下進入土中，這時便可進行沉樁工程。

2.3 開始沉樁

在開始沉樁時，由于土質(zhì)較軟，下沉幅度比較大，所以剛開始要用輕錘，沉樁逐漸平穩(wěn)、加深后，要逐漸增大其捶打高度和強度。樁錘、樁身和樁帽要在工作人員的協(xié)調(diào)下始終保證在一個水平線上，好要確保樁身的垂直度。特殊情況下還需要調(diào)整樁錘和樁架導桿的方向，避免偏心捶打管樁對管樁產(chǎn)生的破壞。要注意的一個關鍵是在沉樁過程中，所有的樁都要一次性、不間斷打完，不可中途暫停后繼續(xù)。

2.4 焊接樁頭

樁頭的焊接方式采用端板式焊接法，焊接時間是在下節(jié)樁的樁頭與地面相隔 70cm左右，錘擊過程停止以后。焊接前要保持端頭板的干凈清潔。上節(jié)樁的中心線與下節(jié)樁的中心線誤差要保持在 2mm內(nèi)。開始焊接時，先加焊一個點進行整體固定。樁的垂直度偏差要控制在0.2%內(nèi)，然后確定端板處沒有裂縫出現(xiàn)。一切檢查工作完畢后，焊接樁身的四個點將其固定住，為避免焊接區(qū)出現(xiàn)變形，保證焊接質(zhì)量，一般采用的焊接方式是對稱焊接。焊接縫隙要平滑、圓滿、工整，外型上不得出現(xiàn)咬痕、裂縫、渣滓和焊瘤。油漆的涂抹要等到裝接頭自行冷卻后進行。

2.5 控制樁頂標高

管樁被送到樁頂高標時，要想保證樁頂標高符合工程要求，要在打樁前制定基準面的高度，踏踏實實測量送樁器余尺，要確保樁頂標高的誤差掌握在14cm范圍內(nèi)。

2.6 開始停止錘樁

根據(jù)樁頂標高的實施要求和國家鐵路方面對地基工程的施工技藝標準，一般情況下，停錘要控制在落錘高度值達到最大，每次擊錘貫入度在2mm之內(nèi)時進行。

2.7 做好沉樁相關記錄工作

樁號、樁長、樁的規(guī)格和尺寸、樁頂標高、擊錘貫入度、焊接平滑度、送樁前的位移等相關沉樁數(shù)據(jù)應該由專門人員負責記錄、整理和歸檔。記錄完畢后經(jīng)工程監(jiān)理師審核簽字。所有經(jīng)過工程監(jiān)理師簽過字沉樁記錄必須及時進行檔案整合，由專人保管，以保證出現(xiàn)責任事故時，權責分明，同時為后期的沉樁工作積累重要的數(shù)據(jù)信息和操作經(jīng)驗。

3 預應力管樁與粉噴樁在施工中應注意的問題

3.1 實施壓樁試驗

施工前要通過壓樁試驗，得出壓樁力與單樁承載力的關系指數(shù)，檢驗單樁極限負荷能力是否滿足施工規(guī)劃，一切符合工程設計后下發(fā)作業(yè)指導建議書。

3.2 控制好擠土和振動

必須嚴格掌握壓樁進展速度，使其速度控制在每秒1m。施工順序要遵循先長后短和先高后低的原則，以管樁實際進土深度為依據(jù)確定科學的沉樁路線。要把握好日成樁量，做好終止壓樁力等施工數(shù)據(jù)的記錄工作。

3.3 保持現(xiàn)場平整

施工現(xiàn)場的地面要平整無異物，地面較軟的場地中可以通過煤渣道的鋪設進行改善，如果地面不平的話，容易在打樁過程中發(fā)生不同程度的沉降，造成管樁傾斜，一旦發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場有障礙物存在必須立即清除，沉樁過程要及時糾正傾斜問題 。

3.4 把握好樁機施工的終止條件

不同的管樁有不同的樁機施工條件，比如純摩擦樁要以設計樁長為其終止控制條件。而對于長度在21m甚至21m以上的端承摩擦樁，設計樁長控制為主要終止控制條件的同時，還要參照終壓力值。錘擊沉樁需要重視的一個關鍵是避免過度錘擊。

4 結 語

在城市建設和建筑市場如火如荼的發(fā)展中，預應力管樁與粉噴樁的應用已經(jīng)十分普遍，正視管樁實施的不足和缺陷，與時俱進、攻堅克難、不斷克服技術上的缺陷，及時解決需要關注的問題，總結和借鑒成功的施工經(jīng)驗，就可以更好的服務于基礎設施建設以及其他道路工程建設。

[1] 鄧壽昌.土木工程施工[M].北京大學出版社.2006

[2] 郭秀麗.淺談預應力管樁基礎[J].山西建筑.2007(06)

[3] 許巍,梁書亭,戴國亮.預應力管樁設計中的若干問題討論[J].工業(yè)建筑.2005

[4] 中國建筑科學研究院.GB 50007——2002 建筑地基基礎設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社.2002

[5] 鄭俊杰,聶重軍,彭宏.預應力混凝土管樁研究與應用進展[J].平頂山學院學報.2004,(13):51-55

[6] 鄭俊杰.地基處理技術[M].武漢:華中科技大學版社.2004

[7] 景蕓,鄭俊杰.多元復合地基法在排水箱涵地基處理中的應用.平頂山工學院學報.2006，15(6):5-8

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.01.023

TV223

B

1008-1305（2014）01-0071-02

程曉航 （1980年-），男，工程師。