1中交通力建设股份有限公司 陕西西安 710075；2中铁七局集团西安铁路工程有限公司 陕西西安 710032
摘要：管桩作为一种加固软土地基技术，应用愈来愈多，特别是在建筑工程、太阳能发电站场地处理等工程中。但对濒海地区大型盐场内截水清淤后用于加固铁路地基尚不多见。由于淤泥质土层存在橡皮土、震动影响大等特点，管桩垂直度比较难控制。通过现场调查与实践，基于“冗余控制”原则，总结出了“经纬仪+双向吊锤观测+靠尺纠偏”的复合措施。该方法实施以来，大大提高了管桩施工的垂直度，效果较好。
关键字：管桩施工；垂直度；辅助措施
§1 工程概况
本工程位于电厂线特大桥大里程端与规划西中环小里程端之间，线路以填方通过，冲积平原，地形平坦开阔。线路位于大型人工养虾池内，水深0.5m~1.5m。路基中心最大填高7.23m，路堤边坡高7.45m。
地层：淤泥质黏土：灰褐色~黄褐色~褐灰色，流塑，含有机质及少量贝壳碎片，夹少量粉土及粉质黏土薄层，土质不均，厚1.2~11.5m；粉质黏土：黄褐色~褐灰色，流塑~软塑，含有机质、锈斑及少量螺壳碎片，局部夹粉土及粉质黏土薄层，土质不均，层厚1.4~4.0m；淤泥质粉质黏土：褐灰色~褐灰色，流塑，含有机质及少量贝壳碎片，局部夹粉质黏土及粉土薄层，层厚1.2~11.0m；粉土:褐灰色~褐黄色，稍密，潮湿，粘粒含量高，夹少量粉质黏土薄层及螺壳碎片，土质不均，层厚1.5~11.2m。
路基地基处理采用预应力管桩（PC400A95）加固，管桩外径400mm，壁厚95mm，桩身混凝土强度等级不小于C60，桩间距2.0m，正方形布置。预应力钢筋放张时，管桩的混凝土抗压强度不得低于45MPa。
预应力管桩桩顶设1.2m×1.2m×0.35m C40钢筋混凝土桩帽，桩帽间回填土，桩帽顶部设0.5m厚碎石垫层，垫层内夹铺一层抗拉强度不小于100KN/m的土工格栅。
§2 施工中存在问题
2.1 垂直度控制的规范要求
用单点吊将管桩吊直，先将管桩头部插入桩锤下面的桩帽套内，接着用人工扶住管桩下端，将管桩尖就位在白灰圈内。将打桩架导杆进行调整，保证导杆的垂直度，同时保证桩身、桩帽、桩锤中心线重合。进行管桩对位、调直。这道工序对沉桩质量起到关键作用，对中不正确，成桩后桩位偏差就会超过规范要求。调直采用两台经纬仪在离打桩架15m之外成正交方向进行观察校正（参见图2-1）。调直控制分两步，第一步先要观测桩机导杆的垂直度，直至符合要求；第二步用经纬仪观测桩的垂直度，保证垂直度在0.5%以内。桩的垂直度要进行反复多次调整，尤其是第一节桩要严格保证其垂直度，确保桩垂直导向作用。
图2-1 经纬仪控制管桩垂直度
2.2 实际操作可行性
管桩施工一般来说，一台桩机配备4名操作人员，一名机长兼机器操作手，两名吊桩、扶桩人员，一名观测配合人员；多数为农民工，文化素质不高，对测量仪器不甚精通。特别是在管桩施打过程中，两台经纬仪需要同时操作，在最后还需要操作其中一台来控制管桩桩顶标高。这个过程对测量员来说，要求比较高，人员配备有些不足，显得紧张。
在施工过程中，经过调查，发现多数桩机的施工人员嫌麻烦，图省事儿，配备的经纬仪只有一台，主要是控制标高，对垂直度观测来说不能做到全程控制，实际意义不大。管桩垂直度难以保证，长此以往，带来的严重后果不堪设想。
2.3 垂直度检测
发现问题后，为了检验已经施工的管桩垂直度究竟如何，我们对施工完毕的管桩进行了检验。
图2-2桩体垂直度测试原理
由于桩体已经深入地下，不好直接测量其垂直度。故在桩顶处，通过水平尺和钢尺等工具，利用相似三角形原理，间接测试桩体垂直度。由几何知识可知，在图1中三角形ABC和三角形ECF相似，其中，边长CF和边长BC均已知，分别为桩身长度19m和桩体直径0.4m。则通过测量边长AC即可知桩体垂直度。
施工设计图纸中允许桩体垂直度为0.5%，反算可知，线段AC允许值为2mm；桩基施工规范中允许桩体垂直度为1%，反算可知，线段AC允许值为4mm；
现场对施工完毕的20根桩均进行了检查，检查结果显示，施工完毕的20根桩中，共有4根桩的桩体垂直度大于图纸要求的0.5%，其中1根桩小于规范要求的1%范围内，3根桩大于规范要求的垂直度范围。
2.4 补救措施
按照图纸和设计方、业主方的要求，对垂直度大于图纸要求但小于规范要求的桩可以不做处理，但大于规范垂直度要求的桩需要在其一侧进行补打。
§3 管桩垂直度控制改进措施
前两章所述可知，管桩垂直度按照要求控制的话，实施存在一定难度，难以实现。如果不找出一种简单易行的方法的话，垂直度超标率太高，影响工程质量，同时纠偏措施或者补救措施费用巨大，会无形中加大成本。
为此，和现场工人沟通，做试验，仿照安全技术的“冗余控制”原则，确立了一种简单易行的方法来控制管桩垂直度--“经纬仪+双向吊锤观测+靠尺纠偏”法。
该方法分为两步：
1、从桩机两个不同相邻方向（夹角90度，分别为X和Y方向）设置吊锤，肉眼观察桩体垂直度，这样简单易行，不需要很高的技术素养。
2、对桩身垂直度控制采用长条水平尺在管桩一侧贴靠长条水准尺调整管桩垂直度使长条水准尺气泡水平居中，与之转置90度角位置再次贴靠管桩调整管桩垂直度，使长条水准尺气泡水平居中为合格。
如果发现垂直方向上存在偏差，尽早进行处理，即尽可能利用桩机大臂的轻微摆动来调整管桩的垂直度，从而避免出现歪桩、斜桩等不合格现象。
同时，在时间和劳动强度允许的情况下，经纬仪配合控制管桩垂直度。
1）桩体垂直度吊锤检查 2）桩体垂直度靠尺检查
图3-1 桩体垂直度观测
该方法简单易行，利用该方法进行管桩垂直度控制后，大大提高了施工效率，降低了对工人的技术素质要求。前期，对施工的管桩进行了50%的抽检，后期则将抽检比例降低到10%，检查结果良好。至施工完毕，仅发生1例补桩事件儿。
§4 结论
经过现场检验，“经纬仪+双向吊锤观测+靠尺纠偏”的复合措施较之“双向经纬仪”法简单易行，利用前者进行管桩垂直度控制后，大大提高了施工效率，降低了对工人的技术素质要求，深受工人欢迎。将此方法总结出来，聊作探讨，希能推广。
论文作者:党林航1,冯超2
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/14
标签：管桩论文; 经纬仪论文; 黏土论文; 简单易行论文; 措施论文; 薄层论文; 长条论文; 《防护工程》2017年第11期论文;