曾伟健
广东建筑艺术设计院有限公司
【摘要】在现代科技迅猛发展之下，现代人类的进步继续向前迈进，在基础型式的选用方面也在发生着改变，预应力混凝土管桩在岩溶地区越来越多的使用开来，由于预应力混凝土管桩的使用在岩溶地区尚不成熟，本文通过广东省某市的建设工程实例，对预应力混凝土管桩在岩溶地区的使用上提出了一些规范的要求以及一些需要注意的问题。
关键词：预应力混凝土管桩；岩溶地区；应用
1引言
在我国的地质分布中，岩溶地区多分布在我国的南部地区，岩溶地质的特点就是容易发生不良地质的自然作用，由于过于复杂的地质探索问题，对于地质的冲击较大，在岩溶地质的工程项目建设现如今较为推广的应用桩型为冲孔灌注桩，并在推出一段时间后，在岩溶地质地区得到了广泛使用。预应力混凝土管桩的质量上乘、与其他施工方式相比速度较快、并且较为经济性，但预应力混凝土管桩在岩溶地区的相关缺点也是比较明显的。由于复杂的地质情况，预应力管桩的断桩率较高，在进行地质探测时受到地质影响而发生的桩长变化较大，还容易遇到相关溶洞失稳现象等问题。对于岩面起伏很大，而且岩面上部无适合的持力层的岩溶地区，规范条文有说明此类地区不适宜采用预应力管桩,但是在基岩起伏不大的地区也有不少成功应用的实例。本文通过相关工程实例，对岩溶地区采用预应力混凝土管桩容易出现的问题进行分析，并提出相关的解决方案。
2工程概况
该项目处在广东省南部某市，计划建设用地约20万，建筑的实际面积约为18.86万。初期阶段计划建设行政楼、实验中心等，地上6-7层，地下一层，采用现浇钢筋混凝土框架结构作为主要的结构形式；其余的试验厂房计划建设4-5层左右，单层厂房采用门式钢架结构型式，多层厂房采用钢框架结构型式进行设计和使用，围护则采用双层彩钢板进行墙体结构的密实[ [1]杨东雄.岩溶地区超前钻在预应力管桩施工中的应用[J.世界有色金属,2017(6):282-286.]。
3地质详细情况
3.1地质分层特征
该施工场地处于冲击平原，地貌条件较为平坦。在进行勘探活动深度的设计和勘测时，发现主要底层有：素填土、淤泥、冲基层、灰岩等。
详细特征如下：
素填土：多呈现灰黄色，土质较为疏松，其中主要成分为黏土和夹杂的碎石块等，粒径一般不超过2-8cm。在该项目中的回填不平整，且未进行压实，使得在素填土在全场分布，厚度约为1-3m。
粉质黏土：其颜色呈现灰黄色，土质可塑，并且有一定的水分，在地质中多表现为黏土，含有大量的细沙颗粒，粘性相较于其他土质较好，能够承受较大压力，承载力特征为，。
淤泥质土：呈现灰黑色；具有饱和的流沙和腐蚀性的细沙颗粒物，并且具有饱满的砂砾，具有很好地黏性，由于级配不良和冲洗的原因等，其主要变现为中砂，主要的构成成分是适应，含有较多的粘稠的黏粒，承载特征值为，局部的分层较为明显，其中厚度一般不超过1.1-12m左右。
粉质黏土：呈现黄褐色，含有大量的细沙粒子，较多的圆砾金额碎石遍布场地，一般粒径多为1-5cm左右，而且其中夹杂着较多的强风化岩块，相对黏性较弱，干强度水平一般，而且对砂岩、灰质岩层的风化产物较多，遇到水容易软化，沉积岩较多，承载力特征值为，局部厚度较为2-14m。
3.2岩溶情况概述
在对该地区的251个钻孔进行勘测时，其中有52个钻孔中出现了溶洞现象，溶洞的出现率为17.9%，处于一个中等-强的发展空间。其中一半的洞隙是没有进行填充的，而且其余的洞隙处于一个半-全的填充状态，洞隙埋深一般为23-32.1m左右，地下水由于季节变化较大，地下水的活动较为强烈。这就加剧了土洞向四周延伸的可能性，对进行工程建设的地基稳定造成了一定的威胁[ [2]DBJ/T 15-136—2018岩溶地区建筑地基基础技术规范[S].]。
4基础设计
现场场地表面土层的承载力相对较低，力学的性能较差，不能够对建筑物起到很好的承载作用。场地下部主要的基岩多为常见的灰岩，其硬度较弱，而且岩面的起伏波动较大，并且其中还掺杂着土洞和一些洞口。
所以，一些采用框架结构进行较大单层厂房设计和建设的工程项目多采用较为实用的钻(冲)孔灌注桩基础。而采用钻(冲)孔灌注桩进行施工的项目工程,多以中风化、微风化岩作为主要的桩端持力层,桩径一般为800-1 300mm,一般桩长约15-35m。桩型的相关预选方案需要仔细甄选,还要对场地内相关地质情况的溶洞、土洞的分布范围进行调查。一般根据工程的相关实际情况进行钻(冲)孔灌注桩施工。
为了保证项目工程的进度以及项目的成本，因本项目为多层结构，基础上部荷载较少，本项目基础形式采用静压预应力管桩基础，以灰岩为桩端持力层。
根据详细的岩土工程勘察报告显示,溶(土)洞见洞率达到了21%,岩面起伏较大是常见的现象,而风化岩顶面相对高差达12.5m,采纳建议进行了勘测互动,相关的勘测活动主要包括两部分。
第一部分:按照统一圆孔进行安装使用和布置施工探测孔,仔细查明完整岩层(持力层)的埋深程度、标高等情况,为接下来的施工提供保障。
第二部分:根据已经进行布置的勘探孔的施工布置布局,在溶洞周围增加相关的监测,进一步查明溶洞分布范围及大小等相关情况。
预应力混凝土管桩抗压性能较强、抗剪抗弯能力差。根据项目提供的勘察报告，岩面高低较为不平整,在沉桩过程中,桩下端碰到倾斜的岩面很容易断裂，在该区域进行工程建设的断桩率超过11%。设计通过以下几个方面工作降低预应力管桩的断桩率:(1)减少单桩竖向承载特征值,本工程采用500mm×125mm管柱,单桩竖向承载力特征值R=1000kN;(2)预应力管桩的接桩采用机械啮合接头,桩尖采用锯齿状H钢2型桩尖;(3)管桩采用高强预应力混凝土管桩(PHC桩)，采用桩身极限弯矩较大的 AB型及以上桩型号。
岩溶地区岩石较多，且岩石地质情况较为复杂,因岩面起伏而造成桩长变化较大。根据已经完成勘探的的勘探孔点的柱状图，压桩前应根据持力层所在的位置进行合理的配桩，压桩时控制好桩机压力值，避免桩基压力值较大而造成桩头破损或桩身断裂。在进行预应力管桩施工前,应根据施工勘察查明的溶(土)洞分布范围、大小, 溶洞顶板厚度。应避免在溶洞上部进行管桩基础上施工，不能避免时，溶洞顶板厚度宜不少于3m或5D（D为桩身直径），以保证基础的安全。
5预应力混凝土管桩的施工方案
对于岩溶地区的预应力混凝土管桩的断桩率较高的问题，相关的工程建设必须采取一定的措施降低断桩率，来提高经济效益。
（1）要进行实地考察和设计图纸的检测试验，形成一个较为完整的检测报告，采用合理的桩节组合进行接桩率的提升。
（2）严格检测相关桩身的质量情况，严格对有质量缺陷进行相关的限制。
（3）要采用静压法进行相关的施工过程的监测。
（4）要严格关注相关工作人员对施工过程进行严格管控。
（5）在进行相关的桩身监测和垂直度监测的时候，桩身的垂直度变差大于1%时，要停止施工，找出原因。
（6）在压桩过程中，如发现油表压力值不稳定或与实际地质情况不一致的情形，应及时通知设计人员研究解决。
6结语
在本次工程的预应力混凝土进行应用的过程中，出现了多达20根断桩情况的出现，断桩率达1%左右，断桩率远小于其他工程，相关工作已经达到验收标准。而且预应力混凝土管桩施工的速度较快，成桩质量好，成本相对较低，在岩溶地区也具有较强的应用价值。
参考文献：
[1]杨东雄.岩溶地区超前钻在预应力管桩施工中的应用[J.世界有色金属,2017(6):282-286.
[2]DBJ/T 15-136—2018岩溶地区建筑地基基础技术规范[S].
[3]甘展孜.预应力混凝土管桩在岩溶地区断柱原因分析与预防措施小地质与勘探,2001,37(4):95-96.