1前言
PHC管桩是空心圆柱形先张法预应力钢筋混凝土预制桩，多用于沿海地区软土地基施工，但随着现代铁路的发展，铁路桥梁已由过去的T梁发展到大型箱梁，传统制存梁台座基础的软基处置方式已无法满足使用需求，因此采用PHC管桩作为制存梁台座基础是近几年一项新的软基处理方式，在合宁、广珠、京沪等国内大型铁路项目上广泛应用，施工技术逐步完善。
2工程概况
沪宁城际铁路工程昆山制梁场承担沪宁城际铁路DK257～DK278段范围内577孔无碴轨道箱梁预制、架设施工任务。
3工程地质条件
3.1地形地貌及地层岩性
制梁场区原为农田，地形较为平整。场地所处地貌类型为冲积平原，现场勘探揭露和室内土工试验结果，主要分布有植物层（Qpd）和第四系冲积层（Qal）。
3.2岩土工程勘察地质资料如下表：
4PHC管桩基础承载力检算
4.1总体布置方案
4.1.1制梁台座荷载设计：按每片箱梁700t、底侧模120t、内模80t设计，安全系数1.2。
4.1.2存梁台座荷载设计：按每片箱梁700t设计，安全系数1.2。
4.2台座桩基设置
4.2.1制梁台座结构设计：每个制梁台座基础设2个承台，每个承台下均布13根直径30cm的管桩。
4.2.2存梁台座结构设计：存梁台座采用4点受力，每处双层存梁支点下设5根直径30cm的管桩。
4.3管桩受力检算
4.3.1单桩承载力计算公式
根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》：（6.2.2-1）
[P]=1/2(U∑aifili+λARa)
式中：[P]---桩的容许承载力（KN）
U---管桩周长（m）；
A---桩底支承面积（m2）；
ai、a---震动沉桩对各土层桩周摩擦力和桩底承压力的影响系数，取值为1.0；
fi---桩周土的极限摩擦阻力；（kPa）
λ---系数；
Li---各土层厚度；
4.3.2制梁台座管桩受力检算
(1)荷载计算：
单片梁自重W1=7000KN
模型重W2=2000/32*5=312.5KN
制梁台座混凝土重量为W3=2.5×190×10=4750KN
每根管桩自重为W4=2.5×3.14×21×(0.3/2)2×10=37.1KN
制梁台座的施工荷载W5=100KN
总荷载W总=W1+W2+W3+26W4+W5=13127.1KN
取安全系数为1.2
则计算荷载N=1.2×13127.1K=15752.52KN
每个承台所承受荷载P2=15752.52÷2=7876.26KN
(2)张拉前基础整体受力（长为34m，宽为6.3m），地基平均应力为：σ=P/S=15752.52KN/(34×6.3)=73.5KN/m2＜120kpa
基底通过换填夯实处理后能满足应力要求。
(3)桩基承载力检算
桩尖土的极限承载力Ra=8000kPa，查表（6.2.2-1）λ=1。取桩打入深度21m计算，单桩承载力P为：
P=1/2(U∑aifili+λARa)
=1/2[3.14×0.3×(25×1.81+18×2.86+20×4.13+80×3.71+40×2.55+40×2.94+55×1.05)+1×3.14×(0.3/2)2×8000]=646KN
13P=8398KN﹥P2=7876.26KN
每个制梁台座设置26根长20m管桩能满足承载要求。
4.3.3双层存梁台座管桩受力检算
(1)荷载计算：
2片箱梁自重W1=7000×2=14000KN。
每个承台混凝土整体重量为W2=2.5×4.41（截面积）×1.0×10=110.3KN
每根管桩自重为W3=2.5×3.14×30×(0.3/2)2÷4×10=54.7KN
存梁区梁体的施工荷载W4=10KN
总荷载W总=W1+4W2+20W3+W4=15545.2KN
取安全系数为1.2
则计算荷载N=1.2×15545.2=18654.24KN
每个承台所承受的荷载P2=18654.24÷4=4663.56KN
(2)桩基承载力检算
桩尖土的极限承载力Ra=8000kPa，查表（6.2.2-1）λ=1。取桩打入深度30.5m计算，则单桩承载力p为：
P=1/2(U∑aifili+λARa)
=1/2[3.14×0.3×(25×1.81+18×2.86+20×4.13+80×3.71+40×2.55+40×2.94+55×6.3+80×4.75)+1×3.14×(0.3/2)2×8000]=942KN
5P=4710KN﹥P2=4663.56KN
每个双层存梁台座设置20根长30.5m的管桩能满足承载要求。
5PHC管桩静载检测
静载检测2根，根据《建筑基桩检测技术规范》要求，试验荷载按单桩竖向承载力1.5倍加载，即制梁台座20m桩1050KN、双层存台座30.5m桩1400KN加载。
5.1加载方式
采用慢速维持荷载法电动油泵逐级加载，分级荷载为最大加载量的1/10，卸载分级进行，逐级等量卸载。采用由主梁、工字钢和跳板搭成的压重反力平台，由钢筋混凝土块堆积，压重量为最大试验荷载的1.2倍。
图1PHC管桩进行静载试验
5.2检测结果
所抽取的2根工程桩（C1-5-N10#、C1-3-N5#）加载到最大试验荷载时，终止加载，其总沉降量分别为7.76mm、6.26mm，总沉降量小于40mm，而Q～s曲线平缓，无明显陡降段，s～lgt曲线呈平缓规则排列，因此C1-5-N10#、C1-3-N5#单桩竖向抗压极限承载力满足设计要求。检测结果见下表：
表2Q～s曲线
表3s～lgt曲线
表4试验结果汇总表
6管桩施工工艺要点
6.1机械设备配置
选用2台液压式多功能静压桩机，相应的接桩、吊装等配套机械设备及仪器见下表：
表5机械设备及仪器表
图2ZYJ250A液压静力压桩机
图3ZYJ120A液压静力压桩机
6.2施工工艺流程
采用静压桩机进行施工，具体施工工艺流程如下：
图5施工工艺流程图
6.3施工程序和质量要求
6.3.1定位放样：
按平面布置图准确放出桩位控制桩，然后进行施工桩位放桩，桩位偏差不得大于10mm。
6.3.2压桩顺序：
为确保压桩的垂直度和桩位正确，避免压桩挤土而引起的桩的偏斜和位移，压桩时按先内后外、先中间后两边的原则进行编号，按编号顺序进行压桩作业。
6.3.3桩体运输
为防止移桩断裂，吊装应缓慢，吊点适宜。当管桩叠放在2层以下时可采用打桩机拖拉取桩，超过2层应采用吊机取桩（三点支撑自行式打桩机不得拖拉取桩）。
6.3.4静压沉桩
(1)静压沉桩时，地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍，场地应平整。
(2)压桩过程中应测量桩身的垂直度。当桩身垂直度偏差大于1％时，应找出原因并设法纠正；当桩尖进入较硬土层后，严禁用移动机架等方法强行纠偏。
(3)出现下列情况之一时，应暂停压桩作业，并分析原因，采用相应措施：
①压力表读数显示情况与勘察报告中的土层性质明显不符；
②桩难以穿越具有软弱下卧层的硬夹层；
③实际桩长与设计桩长相差较大；
④出现异常响声，压桩机械工作状态出现异常；
⑤桩身出现纵向裂缝和桩头混凝土出现剥落等异常现象；
⑥夹持机构打滑；
⑦压桩机下陷。
6.3.5接桩
(1)下节管桩压入后，上端距离地面约800～1000mm，以便上节接桩。
(2)接桩时上下节桩段应保持顺直，控制上桩的正确位置，使之不偏不斜，错位偏差不大2mm。
(3)桩对接前，上下端板表面应采用铁刷清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽。
(4)在焊接前用经纬仪复测垂直度，在吻合口周围快速电焊，焊毕冷却后进行验收，合格后继续沉桩，至设计桩顶标高，桩顶标高采用水准仪进行控制。
表6桩位的允许偏差
7施工质量保证措施
7.1严格按照桩基布置图进行定位放线，做到定位准确无误，由工程技术人员和监理验收签认。
7.2桩的强度达到设计强度及龄期（常压养护为28天，压蒸养护为1天）后方可运输、进场及沉桩施工，管桩的起吊、装卸、运输必须做到平稳，轻起轻放，严禁抛掷，碰撞、滚落。
7.3运至现场的预制管桩，厂方须提供完整的产品质量保证书，并经现场验收合格后方能使用，成品桩质量验收标准为：
表7成品桩质量验收标准
7.4管桩堆放和运输时，支点应按距两端0.2L（L为桩长）处设置，堆放层数不得超过三层，堆放场地须坚实平整，上下层支点在同一垂线上。
7.5在沉桩至接近设计深度时，应注意观察，根据试桩参数、以标高和压桩力严格控制沉桩标高。
7.6焊接用的焊条符合规范规定要求，焊条直径≥4mm。施焊时，先用点焊固定，然后分三次焊满焊缝，第二次焊时要将前一次焊缝表面的焊渣清理干净，焊缝要饱满无夹渣、气孔，施焊时对称焊接，减少焊接变形。
7.7沉桩工程中，当桩尖遇到硬土层或砂层而发生沉桩阻力突然增大，甚至超过压桩机最大静压能力而使桩机桩机上抬时，这时可以最大静压力作用在桩上，采取忽停忽压的冲击施压法，可使桩缓慢下沉直至穿透硬夹砂层。
7.8当沉桩阻力超过压桩机最大静压力或者由于来不及调正平衡配重，以致使压桩机发生较大上抬倾斜时，应立即停压并采取相应措施，以免造成断桩或其它事故。
8结束语
预应力混凝土管桩施工方便，承载力可靠，检测便利，是一种比较成熟的基础结构，广泛应用于制梁场台座基础。通过在昆山制梁场制存梁台座基础上的应用，使我们在管桩承载力检算、施工工艺和质量控制上取得较为可贵经验和成果，达到了预期目标。
参考文献：
[1]《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）
[2]《建筑桩基技术规程》（JGJ94-2008）
[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
[4]《建筑桩基检测技术规程》（JGJ106-2003）
[5]《路桥施工计算手册》人民交通出版社周水兴
[6]《岩土工程勘察报告》昆山华一岩土勘测工程有限公司
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