萬(wàn)秀柱

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隨著城市化進(jìn)程的加速和建筑結(jié)構(gòu)的不斷升級(jí)，越來(lái)越多的工程需要采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁作為地基支撐結(jié)構(gòu)。然而，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工面臨著諸多技術(shù)難點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)[1]。因此，研究和探索復(fù)雜地質(zhì)條件下預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的施工技術(shù)及應(yīng)用，對(duì)于保障工程質(zhì)量和施工安全具有重要意義。

1 復(fù)雜地質(zhì)條件下的工程特點(diǎn)

1.1 地質(zhì)條件不穩(wěn)定

地質(zhì)條件不穩(wěn)定是復(fù)雜地質(zhì)條件下的工程特點(diǎn)之一。不同地質(zhì)條件下的土質(zhì)、巖層等物質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)和變形規(guī)律不同，如含水量、應(yīng)力狀態(tài)等都會(huì)對(duì)工程施工和后期運(yùn)營(yíng)造成影響。因此，需要采取相應(yīng)的措施對(duì)工程進(jìn)行加固、支護(hù)等，確保施工安全和工程質(zhì)量。

1.2 地下水位高

地下水的存在可能導(dǎo)致土層變軟、坍塌等問(wèn)題，也可能引起浸潤(rùn)、滲透等問(wèn)題。因此，需要采取降水措施，如井點(diǎn)降水、抽水井降水等方法，以確保工程施工的安全性和穩(wěn)定性。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜

不同的地質(zhì)構(gòu)造會(huì)對(duì)工程施工和后期運(yùn)營(yíng)帶來(lái)不同的影響，如斷層、巖溶地貌等會(huì)導(dǎo)致地基不穩(wěn)定等問(wèn)題。因此，需要對(duì)工程的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行全面的勘查和分析，以制定合理的施工方案。

1.4 土質(zhì)松散

由于土質(zhì)松散，地基不穩(wěn)定，容易引起地基沉降、地陷等問(wèn)題，給工程施工和后期運(yùn)營(yíng)帶來(lái)安全隱患。因此，需要采取相應(yīng)的土工技術(shù)措施，如灌漿、樁基、擠密等方法，加固地基，以提高地基的穩(wěn)定性和承載能力[2]。

2 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的基本概述

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁是一種常用于土建工程中的樁基處理方式。它是在混凝土管體內(nèi)設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼束，通過(guò)預(yù)應(yīng)力的方式增加樁的承載能力和抗彎性能，以適應(yīng)不同的地質(zhì)條件和工程需求。

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的結(jié)構(gòu)主要由混凝土管體和內(nèi)部預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼束組成?；炷凉荏w的外表面通常帶有螺旋狀的紋理，以增加樁與土壤之間的摩擦力和承載力。預(yù)應(yīng)力鋼筋（鋼束）通過(guò)樁頂?shù)某休d板與混凝土管相連，通過(guò)張拉使鋼筋（鋼束）內(nèi)部產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，從而增加樁的承載能力和抗彎性能。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁在施工中需要嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，確保樁的強(qiáng)度和承載能力滿足工程要求。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁廣泛應(yīng)用于各種地質(zhì)條件下的基礎(chǔ)處理，如軟土地基、淤泥、沉積土等。此外，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁還可以用于橋梁、高層建筑、大型機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)等工程中。它的主要優(yōu)點(diǎn)包括承載能力高、抗彎性能好、適用范圍廣、施工周期短、環(huán)境污染小等，是一種比較可靠和經(jīng)濟(jì)的樁基處理方式。

3 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工技術(shù)流程

3.1 鉆孔

鉆孔是預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到樁的承載能力和使用壽命。具體的施工工藝包括以下幾個(gè)方面：①地質(zhì)勘測(cè)：在鉆孔前需要進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)，確定地下巖層的類型、厚度、穩(wěn)定性等，為后續(xù)的鉆孔施工提供依據(jù)。②鉆孔機(jī)選擇：根據(jù)地質(zhì)情況和孔徑要求，選擇合適的鉆孔機(jī)型號(hào)和規(guī)格。③鉆孔施工：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，使用鉆孔機(jī)對(duì)地面進(jìn)行鉆孔，控制孔徑、孔深和孔壁的平整度。鉆孔過(guò)程中需要不斷清理孔底的雜物，防止孔底積淤影響樁的承載力。④鉆孔質(zhì)量檢驗(yàn)：對(duì)鉆孔進(jìn)行檢查，包括檢查孔壁平整度、孔徑和孔深是否符合要求等[3]。⑤鉆孔灌漿：鉆孔完成后需要進(jìn)行灌漿，填充孔壁和孔底的空隙，增加樁的穩(wěn)定性。⑥鉆孔施工記錄：對(duì)鉆孔的施工過(guò)程進(jìn)行記錄，包括鉆孔機(jī)的型號(hào)和規(guī)格、孔徑和孔深等數(shù)據(jù)，以備后續(xù)施工和驗(yàn)收使用。

3.2 鋼筋（鋼束）張拉

鋼筋（鋼束）張拉是預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工中的重要環(huán)節(jié)，也是決定樁的承載能力和使用壽命的關(guān)鍵因素之一。鋼筋（鋼束）張拉需要使用專用的張拉設(shè)備和準(zhǔn)確的拉力控制系統(tǒng)，操作人員需要經(jīng)過(guò)專門(mén)的培訓(xùn)和資格認(rèn)證。

在進(jìn)行鋼筋（鋼束）張拉前，需要先按照設(shè)計(jì)要求在樁孔內(nèi)預(yù)留張拉孔，并在張拉孔附近設(shè)置鋼筋（鋼束）的預(yù)留長(zhǎng)度。在張拉孔內(nèi)設(shè)置張拉錨固端和張拉頭，將張拉錨固端固定在孔內(nèi)，將張拉頭的一端通過(guò)張拉錨固端固定，另一端用張拉機(jī)卡住鋼筋（鋼束）的預(yù)留長(zhǎng)度，對(duì)鋼筋（鋼束）進(jìn)行拉伸，使其產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。鋼筋（鋼束）張拉的過(guò)程需要使用精密的張拉設(shè)備和準(zhǔn)確的拉力控制系統(tǒng)，以確保鋼筋（鋼束）達(dá)到預(yù)定的張拉力。通常使用的張拉設(shè)備包括液壓式、機(jī)械式和液壓機(jī)械式三種類型，其中液壓機(jī)械式張拉設(shè)備具有精度高、控制性好等優(yōu)點(diǎn)。拉力控制系統(tǒng)通常使用壓力表和伸長(zhǎng)計(jì)進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)，對(duì)于重要的工程和大跨度橋梁，還需要進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。鋼筋（鋼束）張拉的精度和力度會(huì)直接影響到樁的承載能力和使用壽命，需要在施工前做好充分的準(zhǔn)備工作，包括檢查張拉設(shè)備的狀態(tài)、校驗(yàn)壓力表和伸長(zhǎng)計(jì)的準(zhǔn)確度、確保張拉孔的位置和孔徑符合設(shè)計(jì)要求等。在張拉過(guò)程中，需要進(jìn)行及時(shí)的力值監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，對(duì)于超出允許范圍的情況需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和處理，確保鋼筋（鋼束）張拉達(dá)到預(yù)定的要求。

3.3 管模安裝

管模安裝是預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工中的重要環(huán)節(jié)之一，其施工質(zhì)量直接影響到樁的尺寸、形狀和強(qiáng)度等關(guān)鍵指標(biāo)。具體的施工工藝包括以下幾個(gè)方面：

①管模選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)要求和鉆孔孔徑，選擇合適的管模尺寸和形狀，保證樁的尺寸和形狀符合設(shè)計(jì)要求。②管模送入孔內(nèi)：將管模送入鉆制好的孔內(nèi)，根據(jù)需要使用起重設(shè)備對(duì)管模進(jìn)行位置調(diào)整，確保管模垂直于地面，并保持與孔壁的間隙均勻。③加固鋼筋設(shè)置：根據(jù)需要，在管模內(nèi)設(shè)置加固鋼筋，提高樁的承載能力和抗彎能力。加固鋼筋應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)置，保證其數(shù)量、尺寸和位置等滿足要求[4]。④管模固定：將管模進(jìn)行固定，防止其在混凝土澆筑過(guò)程中移動(dòng)或變形。通常使用的管模固定方法包括對(duì)管模進(jìn)行扣壓、用鋼絲繩或鐵絲扎緊、采用鋼管或木樁等作為支撐等方式。⑤混凝土澆筑：在管模內(nèi)進(jìn)行混凝土的澆筑，需要使用混凝土攪拌車和混凝土泵等設(shè)備。在澆筑過(guò)程中需要注意混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度。

3.4 混凝土澆筑

混凝土澆筑是預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工中的重要環(huán)節(jié)之一，其施工質(zhì)量直接影響到樁的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和使用壽命等關(guān)鍵指標(biāo)。具體的施工工藝包括以下幾個(gè)方面：①混凝土攪拌：使用混凝土攪拌車對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌，確?；炷恋木鶆蛐院唾|(zhì)量穩(wěn)定性?；炷恋呐浜媳刃枰鶕?jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整，以保證混凝土的強(qiáng)度、流動(dòng)性和耐久性等指標(biāo)滿足要求。②混凝土泵送：使用混凝土泵將混凝土送入管模內(nèi)，確?；炷恋拿軐?shí)性和均勻性?；炷帘眯枰x用合適的型號(hào)和規(guī)格，保證泵送距離和泵送高度等滿足要求。③混凝土澆筑：將混凝土從混凝土泵送入管模內(nèi)，進(jìn)行澆筑。在澆筑過(guò)程中需要注意混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度，避免產(chǎn)生空洞、缺陷和結(jié)構(gòu)不均勻等問(wèn)題。通常使用的澆筑方式包括從下向上進(jìn)行澆筑、采用分段澆筑等方法。④振搗：在混凝土澆筑完成后，需要使用振搗器進(jìn)行振搗，使混凝土達(dá)到更好的密實(shí)度和強(qiáng)度。振搗需要在混凝土還沒(méi)有凝固之前進(jìn)行，避免對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度造成損害。⑤等待養(yǎng)護(hù)：混凝土澆筑完成后，需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使混凝土在初期的硬化過(guò)程中保持濕潤(rùn)，并逐漸達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。養(yǎng)護(hù)時(shí)間需要根據(jù)混凝土的類型、環(huán)境溫度和濕度等因素進(jìn)行調(diào)整。

3.5 管模拆除

管模拆除是預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工的最后一道工序，其施工質(zhì)量直接影響到樁的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度等關(guān)鍵指標(biāo)。在進(jìn)行管模拆除之前，需要等待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，通常需要等待7-28天的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

在進(jìn)行管模拆除之前，需要先對(duì)管模進(jìn)行松動(dòng)處理，一般采用鋼絲繩或鐵絲扎緊，或者使用手持式電動(dòng)工具進(jìn)行切割。管模拆除需要注意操作規(guī)范，以避免對(duì)樁的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度造成損害。在進(jìn)行管模拆除時(shí)，需要遵循以下幾點(diǎn)原則：①操作規(guī)范：操作人員需要經(jīng)過(guò)專門(mén)的培訓(xùn)和資格認(rèn)證，了解管模拆除的具體操作規(guī)范和注意事項(xiàng)，以確保安全、高效地完成管模拆除工作。②強(qiáng)度評(píng)估：在進(jìn)行管模拆除之前，需要對(duì)混凝土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估，確?；炷烈呀?jīng)達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，避免管模拆除對(duì)樁的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度造成影響。③工具選擇：在進(jìn)行管模拆除時(shí)，需要選擇合適的工具和設(shè)備，以確保管模拆除過(guò)程中的安全和高效。常用的工具包括手持式電動(dòng)工具、鐵絲、鋼絲繩等。④管模移除：在進(jìn)行管模拆除時(shí)，需要逐步移除管模，避免對(duì)樁的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度造成影響。移除管模的順序應(yīng)該從頂部開(kāi)始，逐層向下移除[5]。

4 工程案例分析

4.1 工程概述

本工程為潮州市潮安區(qū)大嶺山產(chǎn)業(yè)園基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目所含的孵化中心（應(yīng)急產(chǎn)業(yè)科創(chuàng)服務(wù)中心）位于廣東省潮州市潮安區(qū)大嶺山產(chǎn)業(yè)園A 區(qū)內(nèi)，總用地面積5222.91m2，總建筑面積11248.28m2，建筑高度31.70m，最大單跨跨度15.00m，地上8層，地下1層。孵化中心的基礎(chǔ)是預(yù)應(yīng)力管樁，管樁規(guī)格為PHC AB，樁徑500mm。

4.2 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁設(shè)計(jì)和施工工藝

4.2.1 設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的設(shè)計(jì)需滿足國(guó)家和地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》等。同時(shí)，針對(duì)該項(xiàng)目的地質(zhì)條件和建筑物的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)要求管樁的受力性能滿足孵化中心的建筑要求，并能夠承受地震、風(fēng)荷載等自然災(zāi)害的影響。

4.2.2 施工工藝和方法

①土層條件分析和孔洞設(shè)計(jì) 根據(jù)潮州市潮安區(qū)大嶺山產(chǎn)業(yè)園孵化中心的地質(zhì)條件，進(jìn)行地質(zhì)勘探和分析，確定土層和地下水情況，制定合理的管樁孔洞布置和設(shè)計(jì)方案。②挖孔施工 采用機(jī)械挖孔法，根據(jù)設(shè)計(jì)要求挖掘管樁孔。在挖孔過(guò)程中，根據(jù)孔洞設(shè)計(jì)方案，要保證孔壁的平整，防止孔壁塌方等情況的發(fā)生。③鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼束的安裝 在孔內(nèi)安裝鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼束，并進(jìn)行合理的錨固和張拉，以確保管樁的受力性能和穩(wěn)定性。在安裝鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼束前，先進(jìn)行灌注一定深度的砂漿，增加管樁的穩(wěn)定性和承載能力。④混凝土的澆筑 在安裝完鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼束后，進(jìn)行混凝土的澆筑。在澆筑過(guò)程中，要注意保證混凝土的均勻性和密實(shí)性，避免出現(xiàn)空洞、夾雜等缺陷。在混凝土澆筑前，進(jìn)行振搗和充實(shí)孔內(nèi)砂漿，確保管樁孔內(nèi)充實(shí)、無(wú)空洞。在混凝土澆筑過(guò)程中，采用振動(dòng)器振動(dòng)混凝土，確?；炷恋木鶆蛐院兔軐?shí)性。⑤管樁固結(jié) 在混凝土澆筑完成后，對(duì)管樁進(jìn)行固結(jié)，以確保管樁的穩(wěn)定性和受力性能。采用噴漿加固的方法，對(duì)管樁進(jìn)行固結(jié)。在固結(jié)過(guò)程中，要注意保持固結(jié)時(shí)間和固結(jié)壓力的合理性。⑥施工質(zhì)量和安全控制 施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制質(zhì)量和安全，如定期檢測(cè)和監(jiān)測(cè)管樁的質(zhì)量和穩(wěn)定性、對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管控和安全管理等。其中關(guān)于鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼束的數(shù)量及規(guī)格、管樁混凝土配合比及澆筑見(jiàn)表1與表2。

表1 鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼束的數(shù)量及規(guī)格表

表2 管樁混凝土配合比及澆筑量表

4.3 施工中存在的問(wèn)題

根據(jù)潮州市潮安區(qū)大嶺山產(chǎn)業(yè)園孵化中心預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的施工情況，可能存在以下問(wèn)題：①土層條件復(fù)雜，孔壁易塌方，需要采取加固措施確保孔壁的穩(wěn)定性；②管樁安裝時(shí)可能存在偏位或沉降問(wèn)題，需要采取調(diào)整措施確保管樁垂直度和位置精度；③預(yù)應(yīng)力鋼束的錨固和張拉不均勻，可能會(huì)影響管樁受力性能，需要采取均勻張拉的方法；④管樁混凝土澆筑時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)空洞、夾雜等缺陷，需要采取措施保證混凝土的均勻性和密實(shí)性；⑤管樁的固結(jié)可能不穩(wěn)定，導(dǎo)致管樁變形或破壞，需要采取合理的固結(jié)措施。

4.4 施工成果和效果

經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和施工，孵化中心的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁基礎(chǔ)施工順利完成。管樁的質(zhì)量和穩(wěn)定性得到了保證，保證了孵化中心的建筑安全和穩(wěn)定。同時(shí)，施工過(guò)程中的安全和質(zhì)量控制得到了有效的實(shí)施，達(dá)到了預(yù)期效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁在復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)闡述。通過(guò)對(duì)實(shí)際工程的分析和總結(jié)，提出了相應(yīng)的施工流程和關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于進(jìn)一步提高預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工的質(zhì)量和效率具有一定的參考價(jià)值。同時(shí)，本文也為后續(xù)相關(guān)研究提供了一些思路和參考。