隨著改革開放的推進和經濟建設的發(fā)展，預應力混凝土樁開始大量應用于工業(yè)、民用建筑、市政、港口、公路等領域，預應力混凝土樁需求量猛增，迅速形成一個快速發(fā)展的行業(yè)。目前預制混凝土樁在中國的發(fā)展史和鐵道上的應用情況如何？中國混凝土與水泥制品網記者采訪了中國鐵道科學研究院研究員汪加蔚。
預制混凝土樁歷史條件推動下的時代產物
時年72歲的中國鐵道科學研究院研究員，行業(yè)老專家汪加蔚氣質文爾，和藹可親，談吐中一直保持著學者的嚴謹與睿智，盡顯出一位從業(yè)數(shù)載的鐵路研究專家嚴謹、勤勉的學者風范。他從事鐵路混凝土制品及材料的研究多年，并主持過國內外（蒙古、坦桑尼亞）10多座預應力混凝土軌枕、管樁、先張梁工廠的生產線設計。談起鐵路施工中的方方面面，汪老情緒飽滿、邏輯清晰，語言平實，從汪老的言語中透著對鐵路事業(yè)的熱愛，也讓筆者本人深深地體會到汪老在鐵路事業(yè)中傾注了太多的心血。
汪加蔚介紹說，屬于鐵路系統(tǒng)的北京豐臺橋梁工廠是我國最早生產預應力混凝土制品的廠家之一，始建于1940年。主要生產多種規(guī)格型號的預應力混凝土橋梁、軌枕、彈條扣件、系列混凝土攪拌機和鋼模型、鋼結構等，應用于橋梁和其他結構物基礎中。從1950年開始，工廠率先發(fā)展預應力技術，實驗成功并迅速推廣了中國第一孔預應力混凝土橋梁、第一根預應力混凝土軌枕、電桿及管樁，并批量生產Φ400和Φ500的PC樁。1960年，我國預制混凝土管樁就應用在武漢長江大橋、南京長江大橋，使鐵路工程建設所用器材發(fā)生了根本性的變化。
在20世紀80年代，我國浙江、上海、廣東地區(qū)預制混凝土樁行業(yè)開發(fā)快速發(fā)展。如，在1986年中國鐵道科學研究院與寧波浙東水泥制品廠（現(xiàn)浙東建材集團）合作研發(fā)薄壁管樁。直到1995年，薄壁管樁先在浙江地區(qū)開始得到推廣及設計院逐步應用。薄壁管樁在樓層上的應用范圍是8層樓以下。汪加蔚說：“薄壁管樁是時代的產物，是在歷史條件推動下應運而生的?！痹?984年，廣東省構件公司與廣東建筑科學研究院合作研發(fā)，將生產技術抗彎能力差、制造工序多、生產率低的管樁法蘭盤螺栓改進成焊接接頭。1987到1994年，原交通部第三航務局混凝制品廠全套引進日本預應力高強混凝土管樁（簡稱PHC樁）的生產設備和技術后，我國逐步推廣生產和應用先張法PHC樁，此后，我國鋼筋生產線普遍采用預應力鋼棒生產線，管樁外徑也由傳統(tǒng)的400毫米做大到600毫米、甚至做到1~1.2米。隨著減水劑的出現(xiàn)，使管樁混凝土強度由C50提高到C80，管樁質量得到很大提高。
直到21世紀，預應力離心方樁在管樁的基礎上，應運而生。由于離心方樁作為摩擦樁使用時基礎承載力具有優(yōu)勢，因此相同側摩阻力條件下離心方樁的樁徑較小，用材較低，具有較高的性價比。同時，離心方樁較小的樁徑能夠有效降低承臺基礎的造價和建筑工程的擠土效應。此外，離心方樁在施工靈活性和運輸安全性上亦有優(yōu)勢。
預制混凝土樁是鐵路施工中的中流砥柱
汪加蔚介紹說，目前鐵路鋪設過程中，由于受地理位置、造價成本、施工便利與否等因素的限制，多采用現(xiàn)場澆注樁。但是隨著混凝土預制樁生產企業(yè)越來越多，分布越來越廣，預制樁價格越來越低廉，在運輸距離短、地理位置允許的情況下，預制樁也越來越多的被鐵路建設所應用。
預制混凝土樁主要應用在鐵路橋梁樁基礎用樁以及易產生沉降的路段。我國山川壯麗幅員遼闊，自然地質特征多種多樣，有軟土、松軟土、濕陷性黃土等，在此類地質上鋪設鐵路時一定要考慮沉降因素。鐵路路基的沉降，使得鐵軌不再平順，會導致橋頭跳車或翻車等嚴重后果。凡是易產生沉降的地質，用常規(guī)手段不容易解決的情況下，就會使用預制混凝土樁，達到省事、省工的目的。其中濕陷性黃土因浸水后土的結構破壞而發(fā)生顯著附加變形，屬于特殊土。廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區(qū)的黃土多具濕陷性。在濕陷性黃土地基上進行工程建設時，必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對工程可能造成的危害，選擇適宜的地基處理方法，避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危害。在這種情況下多用一種目前比較實用的樁網復合結構，該結構特點是樁、網、土三者的協(xié)同工作，在網和樁土變形協(xié)同作用下樁土共同分擔荷載。通過科學合理的設計與施工，可以大幅降低沉降給鐵路帶來的影響。因此，樁網復合結構已經被廣泛應用于實際工程，該結構處理高速鐵路軟土路基具有有效性和可靠性。
目前預制混凝土樁不僅廣泛應用于鐵路，也因其價格越來越低廉、生產廠商分布較廣，而被廣泛應用在公路方面。如杭甬（杭州至寧波）公路拓寬工程施工中，就大量使用了管樁，降低了工程成本，增強了工程質量，也加快了工程進度，保證了工期。
近年來，由于濫砍濫伐，水土流失和土地沙化現(xiàn)象嚴重，因此導致自然災害、山體滑坡、泥石流等地質災害不斷頻發(fā)。在軟土、滑坡群、斷層這類不良地質情況下應用預制混凝土樁（管樁、方樁）就要求其具有較高的抗?jié)B性、抗滑性能?？够瑯秾麦w的作用是利用抗滑樁插入滑動面以下的穩(wěn)定地層對樁的抗力（錨固力），平衡滑動體的推力，增加其穩(wěn)定性。當滑坡體下滑時受到抗滑樁的阻抗，使樁前滑體達到穩(wěn)定狀態(tài)。
建立健全的標準體系
在標準規(guī)范方面，“十一五”期間，經過全體行業(yè)專家和技術人員的共同努力，預制混凝土樁行業(yè)的標準和施工圖集工作取得了很大進步。廣義上說，《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002和《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-9，適用于建筑工程設計及施工技術人員。
具體標準方面，《先張法預應力混凝土管樁》（GB13476-2009），規(guī)定了先張法預應力混凝土管樁的產品分類、原材料及一般要求、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、貯存和運輸、產品合格證等。還有《預應力離心混凝土空心方樁》JC/T2009-2010標準、03SG409《預應力混凝土管樁》國家建設標準設計圖集（新標號10G409）及很多地方圖集、技術規(guī)程等。汪加蔚說，目前這些標準和圖集在鐵路方面應用都比較正規(guī)。能夠按照設計單位要求來進行生產。但隨著預制混凝土樁企業(yè)越來越多、規(guī)模不斷的擴大，專業(yè)技術人才的缺乏，市場的無序競爭，監(jiān)管力度的薄弱，一些企業(yè)為了追究利益的最大化，對產品質量缺少足夠重視，使產品的某些指標達不到標準規(guī)定的要求。
從我國未來的建筑發(fā)展趨勢來看，預制混凝土樁（包括管樁與方樁）的質量和標準都有待提高，汪加蔚結合我國國情，提出了如下建議：1、加強預制混凝土樁管理、加強技術質量的監(jiān)督檢測。2、建立生產許可證制度，要有技術檢測單位。3、設立產品生產質量檢驗細則。4、確定有資質的質量檢驗單位。5、制定預制混凝土樁基礎的設計規(guī)范和施工技術規(guī)程。6、制定預制混凝土樁施工檢驗、驗收標準。
我國預制混凝土樁行業(yè)經過半個世紀的風風雨雨，已成為我國較為成熟的產業(yè)之一，市場化程度較高，市場競爭激烈。預制混凝土樁行業(yè)具有一定的市場門檻，但要在市場競爭中保持領先優(yōu)勢，除了始終保持良好的產品質量外，還需要不斷產品創(chuàng)新，建立健全的行業(yè)標準，提供優(yōu)質的技術服務。預制混凝土樁行業(yè)在不久的將來，一定能夠大放異彩。
預制混凝土樁歷史條件推動下的時代產物
時年72歲的中國鐵道科學研究院研究員，行業(yè)老專家汪加蔚氣質文爾，和藹可親，談吐中一直保持著學者的嚴謹與睿智，盡顯出一位從業(yè)數(shù)載的鐵路研究專家嚴謹、勤勉的學者風范。他從事鐵路混凝土制品及材料的研究多年，并主持過國內外（蒙古、坦桑尼亞）10多座預應力混凝土軌枕、管樁、先張梁工廠的生產線設計。談起鐵路施工中的方方面面，汪老情緒飽滿、邏輯清晰，語言平實，從汪老的言語中透著對鐵路事業(yè)的熱愛，也讓筆者本人深深地體會到汪老在鐵路事業(yè)中傾注了太多的心血。
汪加蔚介紹說，屬于鐵路系統(tǒng)的北京豐臺橋梁工廠是我國最早生產預應力混凝土制品的廠家之一，始建于1940年。主要生產多種規(guī)格型號的預應力混凝土橋梁、軌枕、彈條扣件、系列混凝土攪拌機和鋼模型、鋼結構等，應用于橋梁和其他結構物基礎中。從1950年開始，工廠率先發(fā)展預應力技術，實驗成功并迅速推廣了中國第一孔預應力混凝土橋梁、第一根預應力混凝土軌枕、電桿及管樁，并批量生產Φ400和Φ500的PC樁。1960年，我國預制混凝土管樁就應用在武漢長江大橋、南京長江大橋，使鐵路工程建設所用器材發(fā)生了根本性的變化。
在20世紀80年代，我國浙江、上海、廣東地區(qū)預制混凝土樁行業(yè)開發(fā)快速發(fā)展。如，在1986年中國鐵道科學研究院與寧波浙東水泥制品廠（現(xiàn)浙東建材集團）合作研發(fā)薄壁管樁。直到1995年，薄壁管樁先在浙江地區(qū)開始得到推廣及設計院逐步應用。薄壁管樁在樓層上的應用范圍是8層樓以下。汪加蔚說：“薄壁管樁是時代的產物，是在歷史條件推動下應運而生的?！痹?984年，廣東省構件公司與廣東建筑科學研究院合作研發(fā)，將生產技術抗彎能力差、制造工序多、生產率低的管樁法蘭盤螺栓改進成焊接接頭。1987到1994年，原交通部第三航務局混凝制品廠全套引進日本預應力高強混凝土管樁（簡稱PHC樁）的生產設備和技術后，我國逐步推廣生產和應用先張法PHC樁，此后，我國鋼筋生產線普遍采用預應力鋼棒生產線，管樁外徑也由傳統(tǒng)的400毫米做大到600毫米、甚至做到1~1.2米。隨著減水劑的出現(xiàn)，使管樁混凝土強度由C50提高到C80，管樁質量得到很大提高。
直到21世紀，預應力離心方樁在管樁的基礎上，應運而生。由于離心方樁作為摩擦樁使用時基礎承載力具有優(yōu)勢，因此相同側摩阻力條件下離心方樁的樁徑較小，用材較低，具有較高的性價比。同時，離心方樁較小的樁徑能夠有效降低承臺基礎的造價和建筑工程的擠土效應。此外，離心方樁在施工靈活性和運輸安全性上亦有優(yōu)勢。
預制混凝土樁是鐵路施工中的中流砥柱
汪加蔚介紹說，目前鐵路鋪設過程中，由于受地理位置、造價成本、施工便利與否等因素的限制，多采用現(xiàn)場澆注樁。但是隨著混凝土預制樁生產企業(yè)越來越多，分布越來越廣，預制樁價格越來越低廉，在運輸距離短、地理位置允許的情況下，預制樁也越來越多的被鐵路建設所應用。
預制混凝土樁主要應用在鐵路橋梁樁基礎用樁以及易產生沉降的路段。我國山川壯麗幅員遼闊，自然地質特征多種多樣，有軟土、松軟土、濕陷性黃土等，在此類地質上鋪設鐵路時一定要考慮沉降因素。鐵路路基的沉降，使得鐵軌不再平順，會導致橋頭跳車或翻車等嚴重后果。凡是易產生沉降的地質，用常規(guī)手段不容易解決的情況下，就會使用預制混凝土樁，達到省事、省工的目的。其中濕陷性黃土因浸水后土的結構破壞而發(fā)生顯著附加變形，屬于特殊土。廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區(qū)的黃土多具濕陷性。在濕陷性黃土地基上進行工程建設時，必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對工程可能造成的危害，選擇適宜的地基處理方法，避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危害。在這種情況下多用一種目前比較實用的樁網復合結構，該結構特點是樁、網、土三者的協(xié)同工作，在網和樁土變形協(xié)同作用下樁土共同分擔荷載。通過科學合理的設計與施工，可以大幅降低沉降給鐵路帶來的影響。因此，樁網復合結構已經被廣泛應用于實際工程，該結構處理高速鐵路軟土路基具有有效性和可靠性。
目前預制混凝土樁不僅廣泛應用于鐵路，也因其價格越來越低廉、生產廠商分布較廣，而被廣泛應用在公路方面。如杭甬（杭州至寧波）公路拓寬工程施工中，就大量使用了管樁，降低了工程成本，增強了工程質量，也加快了工程進度，保證了工期。
近年來，由于濫砍濫伐，水土流失和土地沙化現(xiàn)象嚴重，因此導致自然災害、山體滑坡、泥石流等地質災害不斷頻發(fā)。在軟土、滑坡群、斷層這類不良地質情況下應用預制混凝土樁（管樁、方樁）就要求其具有較高的抗?jié)B性、抗滑性能?？够瑯秾麦w的作用是利用抗滑樁插入滑動面以下的穩(wěn)定地層對樁的抗力（錨固力），平衡滑動體的推力，增加其穩(wěn)定性。當滑坡體下滑時受到抗滑樁的阻抗，使樁前滑體達到穩(wěn)定狀態(tài)。
建立健全的標準體系
在標準規(guī)范方面，“十一五”期間，經過全體行業(yè)專家和技術人員的共同努力，預制混凝土樁行業(yè)的標準和施工圖集工作取得了很大進步。廣義上說，《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002和《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-9，適用于建筑工程設計及施工技術人員。
具體標準方面，《先張法預應力混凝土管樁》（GB13476-2009），規(guī)定了先張法預應力混凝土管樁的產品分類、原材料及一般要求、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、貯存和運輸、產品合格證等。還有《預應力離心混凝土空心方樁》JC/T2009-2010標準、03SG409《預應力混凝土管樁》國家建設標準設計圖集（新標號10G409）及很多地方圖集、技術規(guī)程等。汪加蔚說，目前這些標準和圖集在鐵路方面應用都比較正規(guī)。能夠按照設計單位要求來進行生產。但隨著預制混凝土樁企業(yè)越來越多、規(guī)模不斷的擴大，專業(yè)技術人才的缺乏，市場的無序競爭，監(jiān)管力度的薄弱，一些企業(yè)為了追究利益的最大化，對產品質量缺少足夠重視，使產品的某些指標達不到標準規(guī)定的要求。
從我國未來的建筑發(fā)展趨勢來看，預制混凝土樁（包括管樁與方樁）的質量和標準都有待提高，汪加蔚結合我國國情，提出了如下建議：1、加強預制混凝土樁管理、加強技術質量的監(jiān)督檢測。2、建立生產許可證制度，要有技術檢測單位。3、設立產品生產質量檢驗細則。4、確定有資質的質量檢驗單位。5、制定預制混凝土樁基礎的設計規(guī)范和施工技術規(guī)程。6、制定預制混凝土樁施工檢驗、驗收標準。
我國預制混凝土樁行業(yè)經過半個世紀的風風雨雨，已成為我國較為成熟的產業(yè)之一，市場化程度較高，市場競爭激烈。預制混凝土樁行業(yè)具有一定的市場門檻，但要在市場競爭中保持領先優(yōu)勢，除了始終保持良好的產品質量外，還需要不斷產品創(chuàng)新，建立健全的行業(yè)標準，提供優(yōu)質的技術服務。預制混凝土樁行業(yè)在不久的將來，一定能夠大放異彩。
