预应力管桩在深厚、复杂软土地基加固中的应用
摘 要：近几年，我国铁路建设发展迅速，铁路事业普及较快，建设规模越来越大，在建设的过程中对铁路各个方面的要求也越来越高，其中对路基工后沉降控制提出了更高的要求。预应力管桩作为一种新型桩基，在沿海地区软土路基加固得到越来越广泛应用。本文主要分析预应力管桩在深厚、复杂软土地基加固中的应用。
关键词：预应力管桩；深厚、复杂；软土地基；加固
中图分类号：TU471 文献标识码：A预应力管桩强度高、施工方法简单、施工速度快捷、施工成本低、施工污染小，被广泛应用于桩基建设中。预应力管桩在深厚、复杂软土地基加固中应用，能有效提高地基承载力、减少路基沉降、防止桥头跳车等，在应用过程中一定要掌握好预设方法，借鉴同类工程经验，利用预应力管桩的承载力实测，比较各个工序施工特点，提高地基的坚固性。显示出预应力管桩在深厚、复杂软土地基加固中应用中的经济性与优越性。
一、预应力管桩特点
预应力管桩是一种新型基桩，它是由专业厂家采用一定的工艺技术利用蒸汽养护而成，是一种细长空心混凝土构件。目前比较常用的预应力管桩类型由：PHC型、PTC型、PC型等，管桩按照玩具的大小划分可以分为A型、AB型和B型，其中B型最大，A型最小。从工程实际来看，它比传统桩基具有很多优势，比如管桩桩身质量稳定、承载力高、施工工期短、造价经济等；另外管桩规格较多，所以在配备桩基方面比较方便，所以近几年预应力管桩被广泛应用于民用建筑、公路、铁路建设等工程中。
二、深厚、复杂软土地基特点及加固中存在的问题
（一）深厚、复杂软土地基特点
近几年城市化建设不断加快，我国很多城市位于内陆湖相沉积带、河流冲击带上，此地带分布大量的软土、淤泥、粉细砂等软土土层，所以通向城市的铁路无可避免的要经过深厚、复杂的软土地基。这种地质底层结构比较复杂，软土层在纵横向分布上结构变化比较大，软土固结程度不均匀，特别是粘性土体异性显著，物理学指标很低，而且变异性比较大，软土层深厚等，这些软土特征都是导致地基加固困难的原因，影响地基加固效果。
（二）高速铁路地基加固措施及存在的问题
高速铁路建设中要求路基工程有足够的承载力，以便提高路基边坡的整体稳定性，一般情况下这些要求地基桩基一般措施也能解决，但是对于高速铁路对路基工程刚度要求比较高，路面的纵向平顺性尤为重要，需要在工程设计中严格控制沉降标准。在深厚、复杂软土地质修筑路基时，需要对软土地基进行加固处理，普通的加固方式并不能取得较好的结果，在施工中存在较多的问题。
1加固措施的限制
铁路建设中对深厚、复杂软土地基进行加固处理时，普通的排水固结、辗压等加固方式加固深度比较浅，达不到高速地基要求。必须采用复合地基或者桩基方式进行加固，所以普通加固方式受地质条件和加固措施的影响，限制性较多，可供选择的范围比较小。
2成桩质量分析
一般加固措施在深厚、复杂软土地基中成桩难度比较大，而且成桩质量不高，即便在施工中采取特殊的施工工艺，也会频繁出现断桩、径缩等不良现象，导致地基加固质量降低。据工程实践显示，在此类地基上不宜采用砂石柱，从加固深度方面来看，加固深度一般不会超过20m；水泥搅拌桩在处理深度超过15m的深厚、复杂软土地基中也比较难以控制其质量；在淤泥等软土地质中难以成桩。
3加固工程力学分析
一般加固措施是根据复合地基进行的设计，它的主要功能是地基加固增强体与原状地基土的共同协调承担荷载。深厚、复杂软土地基底层分布比较复杂，地层物理学指标的变异性比较大，导致复合地基在纵横方向上工程力学性能的变化较大，即便是地基加固后仍然存在不均匀沉降变形问题。
4施工工期比较长
一般加固措施在施工过程中需要在软土地基中成孔后加入加固材料，这种情况下必须保证在不断桩、不塌孔的状态下进行，需要慢速施工；另外为了避免成孔过程中对已成孔的影响，必须对成孔桩进行养护。所以普通加固措施施工时间比较长，工期紧张。
5环境污染分析
在铁路地基加固施工中，各种加固措施的应用都不可避免的会带来一些环境污染，比如噪音污染、废水污染、废渣污染等。近几年，随着人们环保意识的提高与可持续发展理念的提出，很多一般加固措施被禁止或者限制使用，所以工程中可供选择的加固措施相对减少。
三、预应力管桩在深厚、复杂软土地基加固中的应用
（一）工程实例
温福铁路试验段加固25m～48m深厚软土地基中首次应用，随后分别在温福铁路、甬台温铁路得到进一步推广和完善，之后又在福平铁路长乐东站普遍应用加固软土路基。实践证明，预应力管樁加固深厚、复杂软土地基切实可行有效。
温福铁路位于沿海地带，是我国铁路通道的重要组成部分，铁路全线软土分布广阔，所以在铁路建设中对对路基的强度要求比较高。温福铁路地域分布环境比较特殊，浙江软土与福建软土在工程性质上具有不同的特点，浙江境内的软土厚度大，软土成层分布稳定，福建境内的软土横纵向分布不均匀（主要土质特点见表1）。根据工后沉降控制标准和地质特点，如果采用传统的地基加固方法，达不到公路地基加固要求，必须采用一种刚性比较强的地基加固方法进行加固，提高桩基承载力，而预应力桩基恰恰符合要求。
（三）管桩的选用
预应力管桩的种类较多，所以在工程施工中配桩比较方便，从经济角度考虑一般会选用管桩桩身额定承载力（Rb）与单桩载力标准值（Rk）相等的管桩。管桩沉桩方式的选择应该考虑功率的具体地质情况和实际施工条件，比如如果地质属于砂砾层或者强风层，就应该考虑使用锤击灌入法施工，这种情况下管桩要采用PHC类型为宜，其他类型不宜采用。而静压法比较适合使用在淤泥或者粘土地质中，根据软土地基施工经验确定静压机的压桩力，然后再开始施工。
施工过程中要特别注意管桩的挤土效应，一般情况下采用开口桩靴可以减少挤土效应的发生，同时控制好布桩密度，制定合理的打桩顺序，打桩顺序一般为从桩场中心向四周扩散。同时施工中随时监测周边公共设施的变化情况，做好管桩的预设。
结语
综上所述，公路在施工过程中要做地基处理工作，提高地基承载力，确保公路的安全、稳定运行。特别是是对于深厚、复杂软土地基处理，一定要做好其加固处理，一般加固措施在深厚、复杂软土地基中并不能取得很好的效果，应该使用预应力管桩加固措施实施加固，提高复杂地质极端路基的承载力，保障公路质量的提高。
参考文献
[1]余雷.预应力管桩在温福铁路软土路基中的设计与应用[J].铁道工程学报，2007（z1）：111-112.
[2]李志伟.预应力管桩处理高速公路软土地基设计研究[J].交通科技，2014（01）：65-66.