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[原创]汪加蔚：预制混凝土桩风雨兼程半世纪 创新发展放异彩 |
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类别：国际水泥|人物追踪
日期：2012-5-7
来源：中国水泥网北京新闻中心
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中国铁道科学研究院研究员汪加蔚
随着改革开放的推进和经济建设的发展，预应力混凝土桩开始大量应用于工业、民用建筑、市政、港口、公路等领域，预应力混凝土桩需求量猛增，迅速形成一个快速发展的行业。目前预制混凝土桩在中国的发展史和铁道上的应用情况如何？中国混凝土与水泥制品网记者采访了中国铁道科学研究院研究员汪加蔚。
预制混凝土桩历史条件推动下的时代产物
时年72岁的中国铁道科学研究院研究员，行业老专家汪加蔚气质文尔，和蔼可亲，谈吐中一直保持着学者的严谨与睿智，尽显出一位从业数载的铁路研究专家严谨、勤勉的学者风范。他从事铁路混凝土制品及材料的研究多年，并主持过国内外（蒙古、坦桑尼亚）10多座预应力混凝土轨枕、管桩、先张梁工厂的生产线设计。谈起铁路施工中的方方面面，汪老情绪饱满、逻辑清晰，语言平实，从汪老的言语中透着对铁路事业的热爱，也让笔者本人深深地体会到汪老在铁路事业中倾注了太多的心血。
汪加蔚介绍说，属于铁路系统的北京丰台桥梁工厂是我国最早生产预应力混凝土制品的厂家之一，始建于1940年。主要生产多种规格型号的预应力混凝土桥梁、轨枕、弹条扣件、系列混凝土搅拌机和钢模型、钢结构等，应用于桥梁和其他结构物基础中。从1950年开始，工厂率先发展预应力技术，实验成功并迅速推广了中国第一孔预应力混凝土桥梁、第一根预应力混凝土轨枕、电杆及管桩，并批量生产Φ400和Φ500的PC桩。1960年，我国预制混凝土管桩就应用在武汉长江大桥、南京长江大桥，使铁路工程建设所用器材发生了根本性的变化。
在20世纪80年代，我国浙江、上海、广东地区预制混凝土桩行业开发快速发展。如，在1986年中国铁道科学研究院与宁波浙东水泥制品厂（现浙东建材集团）合作研发薄壁管桩。直到1995年，薄壁管桩先在浙江地区开始得到推广及设计院逐步应用。薄壁管桩在楼层上的应用范围是8层楼以下。汪加蔚说：“薄壁管桩是时代的产物，是在历史条件推动下应运而生的。”在1984年，广东省构件公司与广东建筑科学研究院合作研发，将生产技术抗弯能力差、制造工序多、生产率低的管桩法兰盘螺栓改进成焊接接头。1987到1994年，原交通部第三航务局混凝制品厂全套引进日本预应力高强混凝土管桩（简称PHC桩）的生产设备和技术后，我国逐步推广生产和应用先张法PHC桩，此后，我国钢筋生产线普遍采用预应力钢棒生产线，管桩外径也由传统的400毫米做大到600毫米、甚至做到1~1.2米。随着减水剂的出现，使管桩混凝土强度由C50提高到C80，管桩质量得到很大提高。
直到21世纪，预应力离心方桩在管桩的基础上，应运而生。由于离心方桩作为摩擦桩使用时基础承载力具有优势，因此相同侧摩阻力条件下离心方桩的桩径较小，用材较低，具有较高的性价比。同时，离心方桩较小的桩径能够有效降低承台基础的造价和建筑工程的挤土效应。此外，离心方桩在施工灵活性和运输安全性上亦有优势。
预制混凝土桩是铁路施工中的中流砥柱
汪加蔚介绍说，目前铁路铺设过程中，由于受地理位置、造价成本、施工便利与否等因素的限制，多采用现场浇注桩。但是随着混凝土预制桩生产企业越来越多，分布越来越广，预制桩价格越来越低廉，在运输距离短、地理位置允许的情况下，预制桩也越来越多的被铁路建设所应用。
预制混凝土桩主要应用在铁路桥梁桩基础用桩以及易产生沉降的路段。我国山川壮丽幅员辽阔，自然地质特征多种多样，有软土、松软土、湿陷性黄土等，在此类地质上铺设铁路时一定要考虑沉降因素。铁路路基的沉降，使得铁轨不再平顺，会导致桥头跳车或翻车等严重后果。凡是易产生沉降的地质，用常规手段不容易解决的情况下，就会使用预制混凝土桩，达到省事、省工的目的。其中湿陷性黄土因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形，属于特殊土。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。在这种情况下多用一种目前比较实用的桩网复合结构，该结构特点是桩、网、土三者的协同工作，在网和桩土变形协同作用下桩土共同分担荷载。通过科学合理的设计与施工，可以大幅降低沉降给铁路带来的影响。因此，桩网复合结构已经被广泛应用于实际工程，该结构处理高速铁路软土路基具有有效性和可靠性。
目前预制混凝土桩不仅广泛应用于铁路，也因其价格越来越低廉、生产厂商分布较广，而被广泛应用在公路方面。如杭甬（杭州至宁波）公路拓宽工程施工中，就大量使用了管桩，降低了工程成本，增强了工程质量，也加快了工程进度，保证了工期。
近年来，由于滥砍滥伐，水土流失和土地沙化现象严重，因此导致自然灾害、山体滑坡、泥石流等地质灾害不断频发。在软土、滑坡群、断层这类不良地质情况下应用预制混凝土桩（管桩、方桩）就要求其具有较高的抗渗性、抗滑性能。抗滑桩对滑坡体的作用是利用抗滑桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力（锚固力），平衡滑动体的推力，增加其稳定性。当滑坡体下滑时受到抗滑桩的阻抗，使桩前滑体达到稳定状态。
建立健全的标准体系
在标准规范方面，“十一五”期间，经过全体行业专家和技术人员的共同努力，预制混凝土桩行业的标准和施工图集工作取得了很大进步。广义上说，《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002和《建筑桩基技术规范》JGJ94-9，适用于建筑工程设计及施工技术人员。
具体标准方面，《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476-2009），规定了先张法预应力混凝土管桩的产品分类、原材料及一般要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、贮存和运输、产品合格证等。还有《预应力离心混凝土空心方桩》JC/T2009-2010标准、03SG409《预应力混凝土管桩》国家建设标准设计图集（新标号10G409）及很多地方图集、技术规程等。汪加蔚说，目前这些标准和图集在铁路方面应用都比较正规。能够按照设计单位要求来进行生产。但随着预制混凝土桩企业越来越多、规模不断的扩大，专业技术人才的缺乏，市场的无序竞争，监管力度的薄弱，一些企业为了追究利益的最大化，对产品质量缺少足够重视，使产品的某些指标达不到标准规定的要求。
从我国未来的建筑发展趋势来看，预制混凝土桩（包括管桩与方桩）的质量和标准都有待提高，汪加蔚结合我国国情，提出了如下建议：1、加强预制混凝土桩管理、加强技术质量的监督检测。2、建立生产许可证制度，要有技术检测单位。3、设立产品生产质量检验细则。4、确定有资质的质量检验单位。5、制定预制混凝土桩基础的设计规范和施工技术规程。6、制定预制混凝土桩施工检验、验收标准。
我国预制混凝土桩行业经过半个世纪的风风雨雨，已成为我国较为成熟的产业之一，市场化程度较高，市场竞争激烈。预制混凝土桩行业具有一定的市场门槛，但要在市场竞争中保持领先优势，除了始终保持良好的产品质量外，还需要不断产品创新，建立健全的行业标准，提供优质的技术服务。预制混凝土桩行业在不久的将来，一定能够大放异彩。
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