淤泥质地区预应力混凝土管桩计算分析及施工控制

朱 德 辉

(北京国信嘉业房地产开发有限公司，北京 102300)



淤泥质地区预应力混凝土管桩计算分析及施工控制

朱 德 辉

(北京国信嘉业房地产开发有限公司，北京 102300)

介绍了淤泥质地基处理的设计原则，探讨了软土地基处理设计方法以及受力计算方法，并提出了管桩施工质量控制措施，以期为淤泥质地区预应力混凝土管桩施工提供借鉴。

淤泥质地区，地基处理，预应力，管桩

0 引言

在淤泥质地区预应力管桩进行施工过程中，当管桩打入持力层后，可以依托桩顶浇筑的桩帽与桩帽上铺设的褥垫层形成复合“桩—网”结构地基，使得地基受力均匀，从而满足淤泥质地区地基承载力要求，有效控制淤泥质地区工程施工后的沉降现象。“桩—网”结构地基中的所谓的“网”，其主要由碎石、双向土工格栅以及台座间混凝土联接梁所构成，“桩—网”结构地基中所涉及的“桩”特指预应力管桩。由于淤泥质地区往往地下水位较高，淤泥通常呈现为流塑状，地基承载力较差，工程基础处理量较大，除了清除淤泥进行填平外，对工程施工后地基沉降提出了更高要求，然而采用现行普通的处理方法无法满足地基承载力和工后沉降要求。为此，采用预应力管桩“桩一网”结构加固处理工程中淤泥质地基已经势在必行。

1 淤泥质地基处理设计

1.1 淤泥质地基处理原则

由于我国地理位置分布特点，淤泥质地基多分布于江河湖海附近，根据淤泥质地基的成因、厚度以及性质的差异，必然无法一律对待，因而需要结合地区淤泥质地质特点以及土质情况，制定切实可行的针对性策略方案，进行具体合理的处理。

1.1.1 全面性原则

在淤泥质地区运用预应力混凝土管桩进行工程施工时，需要深入考察所处地区地质情况，认真研究工程地区地质条件，全面把握所处区域地质总体特点，有效进行工程地区地质分区研究，针对不同区域特点予以区别处理，注重发挥区域对整体的利导作用，并对于勘察及施工过程中出现的问题，重视从工程施工全局出发，及时寻找出可行对策进行解决。

1.1.2 针对性原则

淤泥质地区预应力管桩施工前，必须结合施工淤泥质地区实际情况，制定出经济合理的设计方案，针对工程施工涉及的原材料材质、数量、质量以及规格等需要得以确保，对于工程施工的机械设备要保证其性能、规格以及数量满足工程要求，可见，在方案制定过程中必须遵循针对性原则。

1.1.3 严谨性原则

工程施工时，必须严格按照施工技术规范以及操作规程进行操作，要树立工程质量意识，有效确保工程的质量，关注淤泥区域填土的速度，避免因施工引发路堤滑移类意外事情，保证工程施工的安全、优质。

1.2 淤泥质地基处理方案

淤泥地基处理方案以提高地基承载力，保证地基基础稳固以及减小基础的沉降不均匀为根本目的，其具体包括如下几种主要处理方法。

1.2.1 置换法

当淤泥质地基的表层部分主要分布承载能力软弱的淤泥及杂土时，即可将表层全部挖出，填充上较为坚固的土层，完成碎石、砂砾等材料的置换，从而形成较为坚固的复合地基。同时也可以在淤泥质地基的表层土质中掺入水泥或石灰等物质，形成较为坚固的表层，由此提高地基的承载力，降低淤泥质地基的下沉现象。

1.2.2 灌浆法

灌浆法，即根据淤泥质地区的地质特点，采用水泥浆液以及各种化学浆液，运用液压、气压或电化学原理，把相应的浆液注入各种介质的裂隙或孔隙，以改善地基的物理力学性质。由于水泥浆液属于粒状浆液，故针对小空隙的淤泥质地基在压力推动下也较难压进，因此往往将水泥浆液与化学浆液混合进行灌注，这两种溶液在淤泥质地基中发生化学反应，析出硅酸胶凝体，使淤泥胶结成有一定强度的土体，从而极大提高了地基抗压强度。

1.2.3 加筋法

加筋法，即将强度较大的拉筋、土工聚合物以及受力杆件埋设于淤泥质地基中，从而提高淤泥质地基的承载力，减小地基沉降，维持建筑物的稳定。加筋的地基下埋设了较大强度的土工合成物以及钢片等材料，提高淤泥质地基的抗拉力，防止地基发生断裂，改变淤泥质地基的应力场，从而提升淤泥质地基的承载力。

1.2.4 复合法

目前，根据我国建筑科学研究研发出一种新型管桩，即由石屑、碎石以及粉煤灰，掺入水泥与水进行搅拌形成的，其运用于淤泥质地基中，能够有效地完成地基的挤密加固，能够全面实现置换作用，由于在管桩与基础间存在柔性较强的褥垫层，可以灵活调整桩土间的相对变形，对淤泥质地基结构的抗震较为有利，同时能够有效抑制地基的沉降现象，因而该复合法被大量应用于淤泥质地区的地基固化。

2 淤泥质地基受力计算方法分析

由于淤泥质地基的地下水受海潮或天然水的影响，呈现出较为丰富的地下水源，其往往活动于地基表层，同时，淤泥质地基的上表层皆为淤泥土质，地基承载力不足，无法满足工程的施工要求，因而采用打入预应力混凝土管桩作为承重桩，形成人工复合型地质。根据淤泥质地基区域的情况差别，对管桩尖进入全风化花岗岩的桩，设计计算时考虑摩阻力和承重力；而对管桩尖未进入全风化花岗岩的桩，设计计算时只考虑摩阻力。根据相关资料显示的各种实际操作情况可知，施工过程中，对打入管桩的入土深度实行“双控”，以贯入度控制为主、计桩长为辅。

通过公式[p]=1/2(U∑αi×li×τi+αAσR)计算出单管桩进入全风化花岗岩时提供的容许承载力，在该式中，U为管桩的周长；αi，α分别为管桩对各土层桩周摩擦力和桩底承压力的影响系数；li为轨道梁及台座地面各土层的厚度；τi为与li对应的各土层与桩壁的极限摩阻力；A为桩底横截面面积；σR为桩尖处风化花岗岩的极限承载力。

通过公式[p]=1/2U∑αi×li×τi计算出桩基未进入全风化花岗岩桩的容许承载力，通过计算将单桩轴向受压允许承载力计算结果与单桩对应的地基允许承载力计算结果进行比较，最终得出淤泥质地区地基的受力情况。

3 管桩施工质量控制措施

3.1 注重施工队伍资质审查

对于淤泥质地基工程施工队伍的资质审查方面，需要加强对其承建资格的审核，加大对施工工作人员的技术资格以及上岗资格的审查力度，提升施工设备与地质切合度的审查要求，认真查明施工设备的检验证明，从而确保工程施工的安全性以及高效性。

3.2 重视压桩前的准备工作

在压桩前，需要确定桩位的标高以及轴线的准确性，认真检查机械设备的工作及能源消耗情况，根据淤泥质地区综合情况确定桩长，进行必要的试桩实验，科学确定压桩顺序，针对群桩压桩现象，要全面考虑挤土效应，需要遵循先大后小，先深后浅的压桩顺序；对于同一建筑，先压场地中央桩，后压场地周围桩。

3.3 关注接压桩全过程的质量控制

接桩前，需要检查上下端板的清洗状况。在焊接过程中，先焊接内层，并要将内层焊渣清洗干净，方能焊接外层，焊接缝隙必须饱满相连，严禁使用冷水冷却以及焊好即用。压桩时，结合淤泥质地基情况控制压桩速度，压桩速度不宜过快，当面对桩身倾斜以及桩身混凝土出现裂缝等情况时，应立即停止压桩，及时与相关人员研究处理，分析原因并采取相应解决措施后方可继续压桩。

3.4 注意压桩过程资料控制

在压桩过程中，工程工作人员要针对压力表的读数做好记录工作，通过记录数据有效分析判断管桩的质量及其承载力。管桩位置必须随时压桩随时记录，以防止出现压桩位置错误或遗漏现象，需要针对周围建筑物以及地下管线进行观察维护，及时记录观察维护情况。同时需要认真做好原始资料的保管汇总工作，及时解决现场的异常问题并进行记录研究。

4 结语

淤泥质地区地基具有特殊的工程地质性质，由于其地质条件较差，一旦施工处理不当，容易引发地基上的建筑体下沉、失稳以及开裂等诸多危害，因而为了加固淤泥质地区地基的强度，需要采用强度较高的预应力管桩进行处理。当然，在预应力管桩应用过程中，必然会面临诸多机遇与挑战，因此，我们必须有效的抓住机遇，正视面临的诸多制约问题，并寻找到可行的解决措施，通过措施的实行减少问题的产生，最终赢得挑战的胜利。

[1] 黄小文，邓志深.PHC管桩的施工和应用[J].水运工程，2006(7):18.

[2] 廖正杰.预应力管桩在软基础中的应用与施工[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

朱德辉(1975- )，男，工程师

TU473.13

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