隨著改革開放的推進和經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土樁開始大量應(yīng)用于工業(yè)、民用建筑、市政、港口、公路等領(lǐng)域，預(yù)應(yīng)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(yù)制混凝土樁在中國的發(fā)展史和鐵道上的應(yīng)用情況如何？中國混凝土與水泥制品網(wǎng)記者采訪了中國鐵道科學(xué)研究院研究員汪加蔚。
預(yù)制混凝土樁歷史條件推動下的時代產(chǎn)物
時年72歲的中國鐵道科學(xué)研究院研究員，行業(yè)老專家汪加蔚氣質(zhì)文爾，和藹可親，談吐中一直保持著學(xué)者的嚴(yán)謹(jǐn)與睿智，盡顯出一位從業(yè)數(shù)載的鐵路研究專家嚴(yán)謹(jǐn)、勤勉的學(xué)者風(fēng)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(nèi)外（蒙古、坦桑尼亞）10多座預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕、管樁、先張梁工廠的生產(chǎn)線設(shè)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(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土制品的廠家之一，始建于1940年。主要生產(chǎn)多種規(guī)格型號的預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)等，應(yīng)用于橋梁和其他結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)中。從1950年開始，工廠率先發(fā)展預(yù)應(yīng)力技術(shù)，實驗成功并迅速推廣了中國第一孔預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁、第一根預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕、電桿及管樁，并批量生產(chǎn)Φ400和Φ500的PC樁。1960年，我國預(yù)制混凝土管樁就應(yīng)用在武漢長江大橋、南京長江大橋，使鐵路工程建設(shè)所用器材發(fā)生了根本性的變化。
在20世紀(jì)80年代，我國浙江、上海、廣東地區(qū)預(yù)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(xué)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(shè)計院逐步應(yīng)用。薄壁管樁在樓層上的應(yīng)用范圍是8層樓以下。汪加蔚說：“薄壁管樁是時代的產(chǎn)物，是在歷史條件推動下應(yīng)運而生的?！痹?984年，廣東省構(gòu)件公司與廣東建筑科學(xué)研究院合作研發(fā)，將生產(chǎn)技術(shù)抗彎能力差、制造工序多、生產(chǎn)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(wù)局混凝制品廠全套引進日本預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁（簡稱PHC樁）的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)后，我國逐步推廣生產(chǎn)和應(yīng)用先張法PHC樁，此后，我國鋼筋生產(chǎn)線普遍采用預(yù)應(yīng)力鋼棒生產(chǎn)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(zhì)量得到很大提高。
直到21世紀(jì)，預(yù)應(yīng)力離心方樁在管樁的基礎(chǔ)上，應(yīng)運而生。由于離心方樁作為摩擦樁使用時基礎(chǔ)承載力具有優(yōu)勢，因此相同側(cè)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(chǔ)的造價和建筑工程的擠土效應(yīng)。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(yù)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(shè)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(yù)制樁生產(chǎn)企業(yè)越來越多，分布越來越廣，預(yù)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(yù)制樁也越來越多的被鐵路建設(shè)所應(yīng)用。
預(yù)制混凝土樁主要應(yīng)用在鐵路橋梁樁基礎(chǔ)用樁以及易產(chǎn)生沉降的路段。我國山川壯麗幅員遼闊，自然地質(zhì)特征多種多樣，有軟土、松軟土、濕陷性黃土等，在此類地質(zhì)上鋪設(shè)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(dǎo)致橋頭跳車或翻車等嚴(yán)重后果。凡是易產(chǎn)生沉降的地質(zhì)，用常規(guī)手段不容易解決的情況下，就會使用預(yù)制混凝土樁，達(dá)到省事、省工的目的。其中濕陷性黃土因浸水后土的結(jié)構(gòu)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(shè)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(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)特點是樁、網(wǎng)、土三者的協(xié)同工作，在網(wǎng)和樁土變形協(xié)同作用下樁土共同分擔(dān)荷載。通過科學(xué)合理的設(shè)計與施工，可以大幅降低沉降給鐵路帶來的影響。因此，樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于實際工程，該結(jié)構(gòu)處理高速鐵路軟土路基具有有效性和可靠性。
目前預(yù)制混凝土樁不僅廣泛應(yīng)用于鐵路，也因其價格越來越低廉、生產(chǎn)廠商分布較廣，而被廣泛應(yīng)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(zhì)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(yán)重，因此導(dǎo)致自然災(zāi)害、山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害不斷頻發(fā)。在軟土、滑坡群、斷層這類不良地質(zhì)情況下應(yīng)用預(yù)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(dāng)滑坡體下滑時受到抗滑樁的阻抗，使樁前滑體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
建立健全的標(biāo)準(zhǔn)體系
在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面，“十一五”期間，經(jīng)過全體行業(yè)專家和技術(shù)人員的共同努力，預(yù)制混凝土樁行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和施工圖集工作取得了很大進步。廣義上說，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-9，適用于建筑工程設(shè)計及施工技術(shù)人員。
具體標(biāo)準(zhǔn)方面，《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》（GB13476-2009），規(guī)定了先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的產(chǎn)品分類、原材料及一般要求、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、貯存和運輸、產(chǎn)品合格證等。還有《預(yù)應(yīng)力離心混凝土空心方樁》JC/T2009-2010標(biāo)準(zhǔn)、03SG409《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》國家建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集（新標(biāo)號10G409）及很多地方圖集、技術(shù)規(guī)程等。汪加蔚說，目前這些標(biāo)準(zhǔn)和圖集在鐵路方面應(yīng)用都比較正規(guī)。能夠按照設(shè)計單位要求來進行生產(chǎn)。但隨著預(yù)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(shù)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(chǎn)品質(zhì)量缺少足夠重視，使產(chǎn)品的某些指標(biāo)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。
從我國未來的建筑發(fā)展趨勢來看，預(yù)制混凝土樁（包括管樁與方樁）的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)都有待提高，汪加蔚結(jié)合我國國情，提出了如下建議：1、加強預(yù)制混凝土樁管理、加強技術(shù)質(zhì)量的監(jiān)督檢測。2、建立生產(chǎn)許可證制度，要有技術(shù)檢測單位。3、設(shè)立產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量檢驗細(xì)則。4、確定有資質(zhì)的質(zhì)量檢驗單位。5、制定預(yù)制混凝土樁基礎(chǔ)的設(shè)計規(guī)范和施工技術(shù)規(guī)程。6、制定預(yù)制混凝土樁施工檢驗、驗收標(biāo)準(zhǔn)。
我國預(yù)制混凝土樁行業(yè)經(jīng)過半個世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，已成為我國較為成熟的產(chǎn)業(yè)之一，市場化程度較高，市場競爭激烈。預(yù)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(lǐng)先優(yōu)勢，除了始終保持良好的產(chǎn)品質(zhì)量外，還需要不斷產(chǎn)品創(chuàng)新，建立健全的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提供優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)。預(yù)制混凝土樁行業(yè)在不久的將來，一定能夠大放異彩。
預(yù)制混凝土樁歷史條件推動下的時代產(chǎn)物
時年72歲的中國鐵道科學(xué)研究院研究員，行業(yè)老專家汪加蔚氣質(zhì)文爾，和藹可親，談吐中一直保持著學(xué)者的嚴(yán)謹(jǐn)與睿智，盡顯出一位從業(yè)數(shù)載的鐵路研究專家嚴(yán)謹(jǐn)、勤勉的學(xué)者風(fēng)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(nèi)外（蒙古、坦桑尼亞）10多座預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕、管樁、先張梁工廠的生產(chǎn)線設(shè)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(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土制品的廠家之一，始建于1940年。主要生產(chǎn)多種規(guī)格型號的預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)等，應(yīng)用于橋梁和其他結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)中。從1950年開始，工廠率先發(fā)展預(yù)應(yīng)力技術(shù)，實驗成功并迅速推廣了中國第一孔預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁、第一根預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕、電桿及管樁，并批量生產(chǎn)Φ400和Φ500的PC樁。1960年，我國預(yù)制混凝土管樁就應(yīng)用在武漢長江大橋、南京長江大橋，使鐵路工程建設(shè)所用器材發(fā)生了根本性的變化。
在20世紀(jì)80年代，我國浙江、上海、廣東地區(qū)預(yù)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(xué)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(shè)計院逐步應(yīng)用。薄壁管樁在樓層上的應(yīng)用范圍是8層樓以下。汪加蔚說：“薄壁管樁是時代的產(chǎn)物，是在歷史條件推動下應(yīng)運而生的?！痹?984年，廣東省構(gòu)件公司與廣東建筑科學(xué)研究院合作研發(fā)，將生產(chǎn)技術(shù)抗彎能力差、制造工序多、生產(chǎn)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(wù)局混凝制品廠全套引進日本預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁（簡稱PHC樁）的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)后，我國逐步推廣生產(chǎn)和應(yīng)用先張法PHC樁，此后，我國鋼筋生產(chǎn)線普遍采用預(yù)應(yīng)力鋼棒生產(chǎn)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(zhì)量得到很大提高。
直到21世紀(jì)，預(yù)應(yīng)力離心方樁在管樁的基礎(chǔ)上，應(yīng)運而生。由于離心方樁作為摩擦樁使用時基礎(chǔ)承載力具有優(yōu)勢，因此相同側(cè)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(chǔ)的造價和建筑工程的擠土效應(yīng)。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(yù)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(shè)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(yù)制樁生產(chǎn)企業(yè)越來越多，分布越來越廣，預(yù)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(yù)制樁也越來越多的被鐵路建設(shè)所應(yīng)用。
預(yù)制混凝土樁主要應(yīng)用在鐵路橋梁樁基礎(chǔ)用樁以及易產(chǎn)生沉降的路段。我國山川壯麗幅員遼闊，自然地質(zhì)特征多種多樣，有軟土、松軟土、濕陷性黃土等，在此類地質(zhì)上鋪設(shè)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(dǎo)致橋頭跳車或翻車等嚴(yán)重后果。凡是易產(chǎn)生沉降的地質(zhì)，用常規(guī)手段不容易解決的情況下，就會使用預(yù)制混凝土樁，達(dá)到省事、省工的目的。其中濕陷性黃土因浸水后土的結(jié)構(gòu)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(shè)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(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)特點是樁、網(wǎng)、土三者的協(xié)同工作，在網(wǎng)和樁土變形協(xié)同作用下樁土共同分擔(dān)荷載。通過科學(xué)合理的設(shè)計與施工，可以大幅降低沉降給鐵路帶來的影響。因此，樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于實際工程，該結(jié)構(gòu)處理高速鐵路軟土路基具有有效性和可靠性。
目前預(yù)制混凝土樁不僅廣泛應(yīng)用于鐵路，也因其價格越來越低廉、生產(chǎn)廠商分布較廣，而被廣泛應(yīng)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(zhì)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(yán)重，因此導(dǎo)致自然災(zāi)害、山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害不斷頻發(fā)。在軟土、滑坡群、斷層這類不良地質(zhì)情況下應(yīng)用預(yù)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(dāng)滑坡體下滑時受到抗滑樁的阻抗，使樁前滑體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
建立健全的標(biāo)準(zhǔn)體系
在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面，“十一五”期間，經(jīng)過全體行業(yè)專家和技術(shù)人員的共同努力，預(yù)制混凝土樁行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和施工圖集工作取得了很大進步。廣義上說，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-9，適用于建筑工程設(shè)計及施工技術(shù)人員。
具體標(biāo)準(zhǔn)方面，《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》（GB13476-2009），規(guī)定了先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的產(chǎn)品分類、原材料及一般要求、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、貯存和運輸、產(chǎn)品合格證等。還有《預(yù)應(yīng)力離心混凝土空心方樁》JC/T2009-2010標(biāo)準(zhǔn)、03SG409《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》國家建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集（新標(biāo)號10G409）及很多地方圖集、技術(shù)規(guī)程等。汪加蔚說，目前這些標(biāo)準(zhǔn)和圖集在鐵路方面應(yīng)用都比較正規(guī)。能夠按照設(shè)計單位要求來進行生產(chǎn)。但隨著預(yù)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(shù)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(chǎn)品質(zhì)量缺少足夠重視，使產(chǎn)品的某些指標(biāo)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。
從我國未來的建筑發(fā)展趨勢來看，預(yù)制混凝土樁（包括管樁與方樁）的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)都有待提高，汪加蔚結(jié)合我國國情，提出了如下建議：1、加強預(yù)制混凝土樁管理、加強技術(shù)質(zhì)量的監(jiān)督檢測。2、建立生產(chǎn)許可證制度，要有技術(shù)檢測單位。3、設(shè)立產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量檢驗細(xì)則。4、確定有資質(zhì)的質(zhì)量檢驗單位。5、制定預(yù)制混凝土樁基礎(chǔ)的設(shè)計規(guī)范和施工技術(shù)規(guī)程。6、制定預(yù)制混凝土樁施工檢驗、驗收標(biāo)準(zhǔn)。
我國預(yù)制混凝土樁行業(yè)經(jīng)過半個世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，已成為我國較為成熟的產(chǎn)業(yè)之一，市場化程度較高，市場競爭激烈。預(yù)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(lǐng)先優(yōu)勢，除了始終保持良好的產(chǎn)品質(zhì)量外，還需要不斷產(chǎn)品創(chuàng)新，建立健全的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提供優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)。預(yù)制混凝土樁行業(yè)在不久的將來，一定能夠大放異彩。
