陈志钢 潘琪
中交三航（厦门）工程有限公司 361000
摘要：在高速铁路工程施工过程中，会经常遇到软土地基，为提升铁路基础的稳定能力，防止基础在长时间运行中出现沉降，影响铁路正常运行，在基础施工中应用PHC预应力管桩技术，一方面处理软土地基，另一方面处理原有施工方式产生的质量问题。
关键词： PHC 管桩； 软土地基； 质量通病； 控制措施
引言：
PCH管桩是由混凝土组成，使用高强度混凝土，会提升PCH管桩的稳定性。在软土地基施工中，使用PCH管桩代替软土地基，作为一种新型地基加固方式，已经广泛应用在高速铁路地基施工中，以某高速铁路工程为例，该工程使用PCH管桩，已经有效处理软土地基，保证高速铁路地基符合通行要求。
1.工程概况
该工程建设区域，含有较多的黏土，使建设区域的地基承载能力较低，黏土以粉质黏土为主，并且包含粉土。在对地质结构的含水量进行测量，发现建设区域含水量超过25%，在地下水和黏土的双重作用，如果受到加大的外部应力作用，会使黏土出现较为明显的沉陷情况。
针对建设区域出现的黏土，防止在施工中基础出现沉降情况，使用PCH管桩替换黏土，并且加强基础沉降量的监控。在实际施工中使用型号为PHC-AB400管桩，管桩使用强度为C80的混凝土，可以有效控制沉降量。PCH管桩的直径设定为40公分，每个管桩的间距控制在2米，每个桩体的长度为20米，按照正方形的布置管桩。在完成管桩布置后，会在管桩的顶部，铺设厚度为20公分的碎石，用于上部基础的垫层。在垫层的上部，使用强度为C40的钢筋混凝土板，板厚设定为0.4米，即可使每个板体承载力超过800kN。
2.PHC 管桩软基加固原理
基于上述施工要求以及使用的PCH管桩，对PCH管桩进行软土地基加固进行深入的分析，分析管桩的加固原理。PCH管桩进入到粘性土层中，土层中受到粉质粘土的作用，形成的持力层会向桩体产生长久的应力，借助桩体自身的强度以及与粘土产生的摩擦力，会使桩体在粘土中保持较为稳定的状态，并且发挥桩体强度高和承载能力强等特点，可以有效加固软土地基。
在桩体的端部，利用端承桩的摩擦力，可以控制桩体的埋深，在桩体进入到指定区域内，通过测量，即可完成桩体的施工，进而代替软土结构。在施工中，根据设计标高，采用控制贯入的方法，会实现双重控制，通过双重控制可以使桩体与粘土充分的融合，形成较为完整的体系，进而进行地基加固。
3.PHC 管桩软基加固特点
PCH管桩加固特点如下：第一，承载能力较高；第二，施工效率较高；第三，桩体质量符合使用标准；第四，使用机械操作，操作过程简单容易控制；第五，抗弯能力以及抗拔能力较高；第六，工程成本较低。
在PCH管桩施工中，会采用两种方法，一种为静压方法，另一种为锤击方法。施工企业可以根据实际情况，采用适合的方法。使用静压方法，会在可视的范围内控制施工过程，并且在施工中不会产生噪音，整个施工效率较快，方便安全以及无污染。但是应注意的是，使用静压方法，需要使用较大的设备，进入现场的速度较快，但是出场较慢，如果施工场地条件有限，无法使用静压方法。
使用锤击方法，施工中的设备，整体操作较为便捷，并且会有效的穿透地质结构，可以快速进行桩体施工。但是在施工中使用的柴油设备，会产生较大的噪音，对环境污染较为严重。
此外在操作中出现问题，会使桩体无法进入到地质结构中。
4.锤击法施工工艺流程
使用锤击方法进行施工，与该工程实际施工条件有关，具体施工流程如下：第一，桩位编号；第二，桩位放线验线；第三，桩机就位；第四，吊桩对位；第五，桩身垂直度控制；第六，锤击沉桩第一节；第七，起吊第二节桩对中；第八，垂直度控制；第九，桩焊接；第十，防腐涂刷；第十一，锤击沉桩第二节；第十二，送桩；第十三，记录每米锤击数；第十四，标高、贯入度控制；第十五，成桩移机。
上述施工流程，遵循合理选锤， 重锤低击原则，整个施工过程加强控制，避免在施工中出现质量问题和安全问题。
5.质量控制措施
5.1断桩及桩爆头
在施工过程中，会出现断桩和桩爆头的情况，出现上述情况的原因，与桩体质量较差有关，或者在施工中使用的设备，未能有效控制产生的压力，在桩体进入粘土中，受到较大的挤压。在使用设备挤压桩体期间，桩锤会从高处落入到桩体的端部，由于产生较大的冲击力，桩身受到的应力不断增加，如果应力超过桩身的承受范围，会使桩体出现质量问题。遵循重锤低击原则，避免在施工中出现断桩和桩爆头的情况，首先确定锤击中产生的能量，在相同能量下，选择的桩锤体积较大，从而缩小锤击的距离。使用体积较大的桩锤，可以在单位距离内产生较小的冲击，防止桩体出现破损情况。如果施工中桩锤和桩帽同步施工，在桩锤和桩帽之间设置衬垫，衬垫应具有一定的弹性，可以产生缓冲作用，避免产生较大的冲击量的同时，还能均匀分布应力。
5.2无法沉桩至设计标高
在沉桩施工中，会经常出现桩体无法到达设计标高，一是粘土中的含有较为坚硬的物质，二是重锤产生的冲击力有限，三是施工顺序混乱。
在沉桩施工中，施工企业应对沉桩地质环境进行全面的勘测，在勘测中及时清理出现的杂质，并使用钢制桩体，刺穿粘土结构。选用的桩机设备，应符合施工要求，并且严格按照顺序进行施工，才能使桩体到达设计标高。
5.3桩体上浮
在桩体施工中会出现上浮的情况，是受到粘土的挤压，导致桩体出现上浮情况。粘土受到桩体的作用，会使桩体周围的粘土产生挤土效应。在该工程中，会使用较多数量的桩体，在施工中出现上浮的概率较高。施工企业应了解产生上浮情况的原因，根据土体的实际情况，分别进行桩体施工，可以在基础的中心位置设置桩体，然后由中心向两边扩散，并严密检测在施工中桩体的高程变化。如果桩体上浮情况严重，可以在施工企业，开设多个应力释放孔，使产生的应力通过孔体获得释放。
5.4接缝问题
由于桩体的直径较大，在粘土中受到较为明显的剪力作用，剪力会分布在水平方向，水平方向的桩体，在剪力位置产生接缝，导致桩体断裂。针对该问题，施工企业应控制桩体插入粘土中的角度，将插入过程中产生的误差控制在2毫米以内，并同步向桩体的插入区域浇如冷水，降低桩体在插入中产生的热量。
结语：
综上所述，在高速铁路软基处理过程中，使用PHC预应力管桩，需要施工企业根据现场条件，选择合适的方法，并且确定桩体的规格，并针对出现的问题实施有效的措施，以便提升桩体的施工质量。
参考文献：
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[2]贾志刚,刘凌云,王鸿飞.PHC管桩承载力试验分析[J].煤炭工程,2008,(8).96-98.
[3]黄建国.预应力管桩桩-网结构加固软基施工控制技术[J].铁道标准设计,2006,(9).12-15.
作者简介：陈志钢（1993-11-25），男，汉族，籍贯：福建龙岩，当前职务：技术员，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：软基处理（路基工程）