1、概述

 

　　1.1工程概况

 

　　沪宁城际铁路设计等级为客运专线（无砟轨道）、设计时速为350公里/小时，本区段无锡车站起讫里程为DK176+260~DK178+108.9，全长1.85公里。全部处于软基地带。设计采用PHC管桩加固地基，桩径为0.5m、桩长为19-21m、间距为2.2-2.4m，呈正方形布置。

 

　　PHC管桩软基处理设计原理，主要是通过管桩的灌入，使周边土体受挤压而密实，使土体颗粒间的气体及空隙水在灌入管桩过程中被挤压排出，从而使地基土体密实，承载力提高。形成有桩间土、管桩共同承受上部荷载的复合地基。

 

　　1.2水文地质及周边环境

 

　　该区段地下水深约0.5-2.0m，无浸蚀性。受大气降水及地表水补给。地基岩性以黏土、淤泥质黏土、粉土、粉质黏土为主。自地表以下依次为：（1）淤泥质黏土，流塑；（2）粉质黏土，软塑；（3）粉土，稍密，饱和；(4)粉土，深灰色，中密，饱和；(5)淤泥质黏土，褐黄色、流塑；（6）黏土、褐黄色，软塑-硬塑；（7）粉土，局部夹粉质黏土，灰色，灰绿色，中密饱和；（8）黏土，灰色，夹灰绿色，硬塑；（9）粉土，灰色，黄色，密实饱和。

 

　　施工区段位于无锡市市区，属太湖湖积平原区，地形平坦，线路右侧为既有沪宁铁路，边界最小距离为11米，施工前施工区段内房屋密集。

 

　　2、选用静压法施工的优点

 

　　从设计角度来看，此种方式加固地基满足承载要求。从施工角度看，静压法施工相对锤击法设备稳定，可避免因锤击设备机架过高，晃动过大而对既有线行车安全产生影响。由于送桩器与工程桩桩头的接触面吻合较好，送桩器在送桩过程中不会左右晃动和上下跳动，因而可以送桩较深；施工中由于压桩引起的应力较小，且桩身在施工过程中不会出现拉应力，能保证桩头完好，复压较为容易。另外静压法施工噪音小、污染少，很适合在闹市区使用。

 

　　3、施工流程

 

　　静压管桩施工工艺流程为：施工准备→测放桩位→桩机就位→压桩→接桩→送桩→桩基检测。

 

　　3.1施工准备

 

　　清表掘除：先清除地表树木、草皮等杂物，然后进行场地平整，平整度满足静压管桩机要求，且地面标高控制在高于桩顶标高0.5米。本施工区段地处无锡市市区，拆迁后，仍然存在房屋条形基础，因而平整场地时应对条形基础深挖掘除，然后采用碎石填筑。

 

　　施工便道：施工前的机械进场和施工过程中的管桩进场，都是通过施工便道进出，在其上行驶的都是重车，所以施工便道的承载能力要求较高。本工程施工便道底层用片石挤除原地面表层的淤泥，这样便道日后就不会出现“弹簧土”，上层用2－4cm的碎石加石屑铺筑。

 

　　挤土隔断：为防止施工中产生挤土效应，造成右侧既有线或附近建筑物产生变形，施工前沿线路两侧距边桩5米处间距5-10m打设孔径为0.5m、深度为设计桩长的1/2且不大于10m的桩孔并灌入碎石，使压桩过程中挤向既有线或建筑物方向的应力得到释放，避免既有线或建筑物产生变形。

 

　　试桩施工：按照设计数量的1%（且不少于3根）进行试桩；试桩技术参数按照经验选取，通过试桩，检验所选取参数的合理性并进行调整，从而得到正式施工参数。这些参数分别是：桩的灌入度、压桩参数以及成桩的倾斜度、成桩速度等。

 

　　3.2测放桩位

 

　　选择地基稳固、通视良好且不受挤压影响的位置，沿线路方向间距300米，布设测量控制点。然后按设计要求对每个桩位测量定位，用小木桩或短钢筋打好定位桩，并用白灰做出标志。

 

　　3.3桩机就位

 

　　压桩机按说明书及有关程序安装，配重平衡配置，就位时对准桩位，启动平台油缸，校正平台处于水平状态。

 

　　3.4压桩

 

　　压桩遵循先长桩、后短桩，先大径、后小径的原则，由中间向两边对称推进，也可采用隔排跳打的方法。底桩就位前，在桩身上画上长度标记，然后用绳索捆住桩身吊起，使桩尖垂直对准桩位，缓缓放下插入土中，去掉绳索微微启动压桩油缸，入土至0.5米时再次校正垂直度及平台的水平度（垂直度偏差不大于0.5%），然后启动压桩油缸把桩压下。压桩速度不大于2米/分钟。

 

　　3.5接桩

 

　　上下管桩之间的连接设计要求采用二氧化碳气体保护焊。当下部桩段顶端距地面1米时进行接桩，接桩前先将下段桩顶清洗干净，然后将上段桩吊放在下段桩板上，对正之后，检查垂直度，各几何参数满足要求后焊接。焊缝必须连续、饱满。焊接完成后入土前涂刷防锈漆。

 

　　3.6送桩

 

　　最上端的管桩顶面到达地面时，需要使用送桩器将其送至设计桩顶位置。这个环节称作送桩。为使管桩达到设计标高，需采用送桩器进行送桩，送桩时，送桩器中心线应与桩身轴线一致，送桩深度不宜大于2米，送桩留下的桩孔及时采用砂袋回填。

 

　　3.7桩基检测

 

　　按下述要求进行检测

 

　　按不小于总桩数0.5%频率对管桩进行大应变动力检测；

 

　　按不小于总桩数5%频率对管桩进行小应变动力检测；

 

　　按不小于总桩数2‰频率，各工点不少于3根，进行单桩静载试验。

 

　　4、常见问题及处理措施

 

　　4.1桩身断裂

 

　　由于桩身在运输、吊装过程中发生碰撞产生裂缝或者压桩过程中遇有块状坚硬障碍物致使桩尖偏离桩的纵轴线过大造成桩身断裂，因而在管桩堆放、吊装过程中严格按照相关规定执行，发现裂缝杜绝使用，且施工前对每个桩位采用钢钎探测，清理障碍物后进行施工，施工过程中严格控制垂直度（使用经纬仪或锤线）。

 

　　4.2桩顶位移

 

　　由于桩数较多，桩间距较小，在沉桩时土体被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起或沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧产生相邻的桩产生横向位移或桩身上浮，因而采用由中间向两边对称前进，也可采用隔排跳打的原则，来避免桩顶位移。

 

　　4.3桩倾斜

 

　　插桩初压时有较大幅度的桩端走位和倾斜。碰到此种情况，很可能在地面下不远处有障碍物。处理的措施主要是在压桩施工前将地面下旧建筑物基础、块石等障碍物彻底清理干净。

 

　　4.4桩身上浮

 

　　沉桩时，地基土受到挤压而变得密实向上隆起。这样可能带动邻近的已经就位的桩出现上浮。出现这种情况时，对上浮的桩进行复压。此时采取复压是一较有效的补救措施。所谓复压指的是已经压好的桩再进行静压的一种措施。

 

　　5、质量控制要点

 

　　5.1进场管桩必须对桩身严格检查，并查看原材料检验报告、相关合格证明文件及管桩力学性能检测报告，对不合格的产品禁止使用。

 

　　5.2施工前对桩位平面及高程控制点进行复核，确保桩位满足要求。

 

　　5.3详细记录压桩过程中的各种作业时间、每压入0.5-1米的压力值和桩的偏斜情况，当发生贯入度突然增大、压力值突然下降引起机台抖动时，应暂停压桩，采用钢钎探测，分析原因确定处理方案后方可继续压桩。

 

　　5.4接桩前，对连接部位上的杂质、油污、水份等必须清理干净，保证连接部件清洁，接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整服贴，焊缝应饱满连续

 

　　6、安全控制要点

 

　　6.1起重机作业前，应对转动部位进行润滑，检查部件紧固程度，钢丝绳是否磨损。

 

　　6.2起重臂下严禁站人，重物停在空中时驾驶员不得离开操作室。

 

　　6.3起重范围不得超过起重性能规定的指标，起重机吊桩进入夹持机构，压桩开始之前，必须在起重机、卷扬机构放松起吊的钢丝绳、吊钩脱离后方可压桩，以免拉断钢丝绳和拉弯起重机吊臂。

 

　　6.4接桩时焊接用的各种气瓶应作标识，气瓶要距离明火点10m以上，气瓶间距必须大于5m，气瓶必须加防震圈和防护帽，气瓶使用和存放时严禁平放或倒放。

 

　　6.5停止作业时，短履需运行到桩机中间位置，停落在平整的地面上，其余油缸回程缩进。切断电源，操作人员方可离开桩机。

 

　　6.6施工完毕的桩的桩头上面要加盖，以防行人或杂物等掉陷。

 

　　结束语

 

　　管桩施工具有造价低、工厂化生产、质量稳定等特点，在软基处理和构筑物基础工程中已广泛应用。采用静压法施工具有低噪声、无污染、可24小时连续施工、施工速度快、场地整洁、施工文明程度高等特点。在沪宁城际铁路站前V标无锡站场路基软基处理施工中，委托无锡市建筑质量检测中心，按要求进行小应变、大应变、静载试验，承载力数据均满足设计要求。