預(yù)應(yīng)力管樁與粉噴樁在泵站中的應(yīng)用

程曉航

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)院，湖北武漢 430070）

預(yù)應(yīng)力管樁與粉噴樁在泵站中的應(yīng)用

程曉航

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)院，湖北武漢 430070）

由于泵站的地理位置偏遠(yuǎn)，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(huì)采用預(yù)應(yīng)力管樁樁筏結(jié)構(gòu)來維持泵站運(yùn)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(yù)應(yīng)力管樁樁筏結(jié)構(gòu)的實(shí)施工藝，結(jié)合筆者自身的工作經(jīng)驗(yàn)，指出了在軟土地基處理中預(yù)應(yīng)力管樁與粉噴樁應(yīng)用中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，希望能為廣大道路建設(shè)者提供有益的參考和借鑒。

地基處理；預(yù)應(yīng)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(yuǎn)，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(huì)因?yàn)槭┕げ划?dāng)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(dòng)性沉降、地基龜裂、整體穩(wěn)定性消失、結(jié)構(gòu)物沉降等具體危害。鑒于高鐵軟土基地性質(zhì)，必須對其實(shí)施復(fù)合地基處理進(jìn)而對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行鞏固。

具體來講復(fù)合地基處理的方法多種多樣，例如強(qiáng)夯手段、石灰樁手段、排水鞏固手段、振沖密實(shí)手段、強(qiáng)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?yàn)橐陨咸幚矸椒ú⒉贿m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(yīng)性強(qiáng)、負(fù)荷能力高、單位負(fù)荷成本低、工程進(jìn)展速度快、工程監(jiān)理容易、竣工驗(yàn)收難度小的預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行加固處理。

1 預(yù)應(yīng)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(dòng)，天然密度一般情況下是圍繞17kN/m3小幅波動(dòng)。

（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(shí)難以固結(jié)成型，強(qiáng)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(jié)構(gòu)物的外形，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物破裂，嚴(yán)重影響正常使用。

（4）抗剪強(qiáng)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(qiáng)度難以負(fù)擔(dān)上層結(jié)構(gòu)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(dòng)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(dòng)的話，會(huì)馬上降低其原有的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。

2 預(yù)應(yīng)力管樁與粉噴樁的主要核心技術(shù)

2.1 前期準(zhǔn)備

從平常打樁經(jīng)驗(yàn)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(jiān)實(shí)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(huì)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(huì)設(shè)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(shè)置要按照工程現(xiàn)場加密控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)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(biāo)記。然后以竹簽處為圓心，以 500m為直徑繪制一個(gè)圓圈。沉樁實(shí)施之前還要對樁位進(jìn)行二次復(fù)審。

2.2 開始喂樁、壓樁

2.2.1 檢查性能

檢查樁機(jī)性能，確定設(shè)備工作一切正常，對移動(dòng)設(shè)備實(shí)施就位、對中和調(diào)直，做好樁機(jī)就位前的檢查工作。

2.2.2 自動(dòng)喂樁 插樁

借助樁機(jī)單點(diǎn)起吊實(shí)施自動(dòng)喂樁；單點(diǎn)起吊之前要標(biāo)出記號(hào)，記號(hào)通常以m為單位長度，開口樁尖與樁底要焊接結(jié)實(shí)；起吊時(shí)，首先起吊樁錘，等到樁錘與地面相距 5m左右時(shí)，停止樁錘起吊，開始實(shí)施管樁起吊；最后，同一時(shí)間內(nèi)起吊樁錘和管樁、那么什么時(shí)候?qū)嵤┎鍢赌兀鍢兑鹊綐兜着c地面相距35m左右，起吊過程完全停止后在進(jìn)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(shí)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(tái)軸線互相垂直的經(jīng)緯儀對管樁的垂直度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使垂直度不存在任何偏差。樁機(jī)導(dǎo)架要是與管樁位置不平衡的話，會(huì)影響樁的垂直度，所以最后要做的工作是，調(diào)整樁機(jī)導(dǎo)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(jìn)入土中，這時(shí)便可進(jìn)行沉樁工程。

2.3 開始沉樁

在開始沉樁時(shí)，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(qiáng)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(gè)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(dǎo)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(gè)關(guān)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(shí)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(shí)，先加焊一個(gè)點(diǎn)進(jìn)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(gè)點(diǎn)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(jìn)行。

2.5 控制樁頂標(biāo)高

管樁被送到樁頂高標(biāo)時(shí)，要想保證樁頂標(biāo)高符合工程要求，要在打樁前制定基準(zhǔn)面的高度，踏踏實(shí)實(shí)測量送樁器余尺，要確保樁頂標(biāo)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(biāo)高的實(shí)施要求和國家鐵路方面對地基工程的施工技藝標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下，停錘要控制在落錘高度值達(dá)到最大，每次擊錘貫入度在2mm之內(nèi)時(shí)進(jìn)行。

2.7 做好沉樁相關(guān)記錄工作

樁號(hào)、樁長、樁的規(guī)格和尺寸、樁頂標(biāo)高、擊錘貫入度、焊接平滑度、送樁前的位移等相關(guān)沉樁數(shù)據(jù)應(yīng)該由專門人員負(fù)責(zé)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(shí)進(jìn)行檔案整合，由專人保管，以保證出現(xiàn)責(zé)任事故時(shí)，權(quán)責(zé)分明，同時(shí)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(yàn)。

3 預(yù)應(yīng)力管樁與粉噴樁在施工中應(yīng)注意的問題

3.1 實(shí)施壓樁試驗(yàn)

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

3.2 控制好擠土和振動(dòng)

必須嚴(yán)格掌握壓樁進(jìn)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(shí)際進(jìn)土深度為依據(jù)確定科學(xué)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(shè)進(jìn)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(shí)糾正傾斜問題 。

3.4 把握好樁機(jī)施工的終止條件

不同的管樁有不同的樁機(jī)施工條件，比如純摩擦樁要以設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)樁長控制為主要終止控制條件的同時(shí)，還要參照終壓力值。錘擊沉樁需要重視的一個(gè)關(guān)鍵是避免過度錘擊。

4 結(jié) 語

在城市建設(shè)和建筑市場如火如荼的發(fā)展中，預(yù)應(yīng)力管樁與粉噴樁的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，正視管樁實(shí)施的不足和缺陷，與時(shí)俱進(jìn)、攻堅(jiān)克難、不斷克服技術(shù)上的缺陷，及時(shí)解決需要關(guān)注的問題，總結(jié)和借鑒成功的施工經(jīng)驗(yàn)，就可以更好的服務(wù)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及其他道路工程建設(shè)。

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10.3969/j.issn.1008-1305.2014.01.023

TV223

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1008-1305（2014）01-0071-02

程曉航 （1980年-），男，工程師。