张继建

摘要： 高速铁路在设计过程中，为实现结构体“零沉降”，确保线路安全稳定，高速铁路路基软基处理的方案选择、施工质量控制显得尤为关键。在工程建设地基处理过程中，针对不同的地质条件和现场施工环境采取合理的处理方法，可确保工程施工质量，加快工程施工进度，提高经济效益效。针对新建南广铁路跨越贵港市区DK54+951.63～DK55+254.652段路基软基处理施工，介绍了预应力混凝土管桩定位、吊桩、喂桩、桩尖焊接、压桩、接桩、截桩施工工艺，采用了全站仪控制桩位及垂直度，桩尖及接桩焊接关键工序的质量控制等。该工艺具有施工方便快捷、质量可靠、造价相对便宜、应用范围广、安全风险小、环境污染少、无噪音等诸多优点，对类似路基地基处理施工，具有一定的借鉴意义。

Abstract： In the design process of high-speed railway， in order to realize the "zero settlement" of the structure body and ensure the safety and stability of the railway line， the selection of the scheme for the soft foundation treatment of the subgrade of the high-speed railway and the construction quality control are particularly critical. In the process of foundation treatment of engineering construction， reasonable treatment methods are adopted for different geological conditions and on-site construction environment， which can ensure the construction quality of the project， accelerate the construction progress of the project， and improve the economic efficiency. In view of the soft foundation treatment construction of the DK54+951.63～DK55+254.652 section of the newly-built Nanning-Guangzhou High-speed Railway， this paper introduces the construction technology of prestressed concrete pipe positioning， hanging pile， feeding pile， welding pile tip， pressing pile， connecting pile， cutting pile， etc. The construction process adopts a total station to control the position and verticality of the pile， and the quality control of the key steps of the pile tip and the welding of piles. The process has many advantages such as convenient and quick construction， reliable quality， relatively cheap construction cost， wide application range， low safety risk， less environmental pollution and no noise， and has certain reference significance for similar base road base construction and construction.

關键词： 南广铁路；路基地基；预应力砼管桩；静压处理

Key words： Nanning-Guangzhou High-speed Railway；subgrade foundation；prestressed concrete pipe；static pressure treatment

中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）19-0131-03

1 工程概况

新建南广铁路跨越贵港市区DK54+951.63～DK55+254.652段路基软基处理，线路紧靠既有黎湛铁路线与贵港市国际生活港。原设计为桩板墙，施工场地狭窄，距离房屋房角最小距离仅为3m，距离黎湛铁路线路中心为8m，软基础深达18～66m，若采用桩板墙施工，存在施工工期长、难度大、桩井爆破开挖对既有铁路和房屋的影响安全风险大、对附近建筑和居民的干扰多、周围环境污染重、不经济等诸多缺点。为此，经方案比选研究决定变更采用悬臂式路肩挡土墙进行收坡，挡墙的基础使用预应力混凝土管桩（群桩）进行地基加固处理。

2 工艺特点

①适用范围广，除了通常的交通工程软基处理地段外，也适用于市政和房屋建筑工程软基基础，特别是在场地受干扰、有噪声限制要求等的地点周围施工，以及软基厚度在20m以上深层软基地段处理。

②预应力管桩采用工厂化生产，桩身质量有效可控，强度高、单桩承载力高，沉桩质量可靠、性能稳定，检测方便，预制快捷，压桩施工用时短、速度快、效率高、工期短，综合造价便宜、成本低，有较好的经济、社会效益。

③文明施工程度高，现场整洁，对施工周边环境影响小。克服了钻孔桩或挖孔桩施工泥浆、弃土乱堆乱弃沾污现场，以及噪音对周围环境影响、爆破飞石破坏周围建筑和伤及人群现象等不足。

3 施工工艺

总体施工工艺顺序：施工准备→桩位定位测量放线→桩机就位→吊桩进入夹桩器→对桩入位→调整桩机的垂直度和水平度→焊接桩尖→压桩→接桩→继续压桩→承载力符合要求→停止沉桩→记录沉桩数据→桩机移位。

3.1 施工准备

①根据设计图纸测量放线出施工场地，进行地下管线的探测迁改及空中电线电缆的迁移，临近既有线施工先提前与工务、电务部门联系，做好既有线施工的安全防护工作。

②提前做好施工用电的准备。压桩机械进场后由专业人员安装调试，特殊工种操作证、上岗证齐全。

③预应力管桩出厂合格证、混凝土抗压强度报告等齐全，成品管桩外观、桩径、管壁厚度等必须相关符合规范要求，强度须满足设计要求。

3.2 桩位定位测量放线

采用全站仪进行桩位放样，打木桩并在顶部钉上一小铁钉做好标识。预应力管桩在压桩过程中会挤压周围的土体，桩位放样逐个进行以减少施工误差。

3.3 试桩试验

施工前必须进行现场试桩试验，试桩不少于3根且在不同里程位置、不同地质情况进行试桩，以获取有关可靠控制数据。依据试验过程中单桩竖向承载力最大特征值、极限贯入度、压桩机相关数据等资料进行整理汇总，形成工艺性试验报告报监理、设计审核，审核通过后方可压桩施工。

3.4 压桩机就位

地面承载力检测，确保桩机在施工和移动过程中不出现沉陷。桩机就位后调直调平。

3.5 吊桩

压桩机自带吊机，套管前工人在预应力管桩距端头1/4处用粉笔做标记后人工配合钢丝绳套牢管桩。起吊时吊机20m范围内严禁站人，吊机缓慢吊起管桩，吊起管桩底部高出地面后，慢慢平移靠近桩并送至桩机中心。

3.6 喂桩

吊机吊桩到桩机中心夹桩器的上空后，将管桩向下缓慢放入桩机夹桩器中，操作室主机手操控夹桩器的夹压力度，一般为夹桩器压桩时压力的75%左右即可。夹桩稳固后工人拆除钢丝绳。

3.7 焊接桩尖

根据设计图纸要求，结合地质情况选择桩尖。操作室主机手在指挥人员的指挥下将管桩垂直往下移至管桩底端距离地面大概1.3m左右时焊接桩尖，桩尖焊接前清理桩尖和管桩底部接触面的杂屑，使用CO2焊条焊接直到桩尖与管桩底部之间空隙被填饱满。桩尖焊接时不能采取点焊了事，必须满焊。设计配有桩尖的段落，若桩尖焊接不牢会发生脱落，影响管桩穿透土层的能力。

3.8 压桩

①桩尖焊接完待冷却后认真调整桩身的垂直度，桩位偏差控制在不得大于20mm范围。桩身垂直度偏差先用长条水准尺大致校核，然后用两台经纬仪或两个吊线锤吊线在互为90°方向上进行检测，偏差不得大于0.5%。

②管桩在静压过程中，压力缸、桩帽和桩身的中心线控制在同一条直线上，安排专人随时检查桩的垂直度。当桩身垂直度偏差超过0.8%时，找出原因及时纠正。桩尖进入硬土层后，严禁采取移动桩架强行回扳的方法纠正。

③根据具体点位的设计桩身长度进行配桩，配桩时先压长桩，后焊接短桩，单桩压桩总深度小于等于24m时不宜超过3节管桩组合。压桩顺序为先中间后两边。静压沉桩速度不宜过快，一次压桩行程控制在1m深度左右。

④技术人员、现场监理全过程监控，做好相应施工记录，遇到压力突变、贯入度突变等特殊情况立即暂停施工，及时与监理、设计人员沟通，查明具体原因，制定具体处理措施方后方可继续施工。

3.9 接桩

①参照现场压桩时桩机操作室反应的压力数值权衡考虑接桩的长度，配桩长度宜大不宜小。需要接桩时，下节桩身压至剩余距地面0.5m高度左右为接桩节点。

②一般采用焊接或者法兰盘接桩。采用焊接接桩时，下节桩桩头设置导向箍以保证上下节桩节找平垂直，上下桩节固定后再拆除导向箍，继而分层对称施焊。接桩焊接质量为管桩施工质量控制的一个重点环节，焊缝接头错开，焊缝饱满，不得出现夹渣或气孔等缺陷。焊接完毕须自然冷却5分钟后在桩头连接部分涂刷防腐沥青漆方可继续压桩。若采用法兰盘接桩时，上、下节桩之间宜用石棉或纸板衬垫，拧紧螺帽，经静压后再次进行拧紧，点焊固定螺帽。

3.10 截桩

预应力管桩在施压到满足设计要求的终压条件后，利用专用截桩器将高出管桩顶面设计标高的部分桩身割开，不得随意人工切割破除。

3.11 检测

管桩静压施工结束后，依据设计及《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）要求进行检测，采用静载荷试验检测单桩竖向承载力。管桩施工完成后，由于单桩承载力没有完全达到设计承载力要求，需经7天以上的嵌固期，单桩承载力宜在成桩10天后进行检测。

3.12 管桩与地梁连接

将预先制作好的钢筋笼套入管桩内，钢筋笼底部焊接3cm厚圆薄钢板托盘，钢筋笼露出管桩顶面部分的分部弯筋与地梁纵横向通长钢筋及箍筋采用铁丝绑扎连成一体。管桩顶面以下120cm管桩内灌充C35混凝土，再立模浇筑地梁筑混凝土，管桩与地梁刚性连接形成群桩效果。

4 安全措施

①设备进场前探明地下管线情况，完成各种管线的迁移后进行场地平整碾压，防止施工过程中发生桩机倾斜危及周围建筑物及人员安全。②桩机操作手必须持证上岗，施工前必须进行安全教育培训，考试合格后方可上岗。③管桩运至现场后，吊卸堆码及起吊喂桩时，要有专人指挥和防护，设置隔离栏，严禁无关人员进出施工场地。④为避免挤土效应对周围建筑物的影响，需在建筑物边开挖排沟。

5 方案效果分析

①施工中使用的预应力砼管桩为预制厂家集中批量预制生产、运输及装卸，比最初设计的桩板墙挖孔灌注浇筑桩很大程度上节约了人力、物力和、机械设备台班等资源，减少了施工投入。

②利用预应力砼管桩进行深层软土地基处理相比挖除换填法有着十分明显的节约资源优势，在换填施工中要使用挖掘机、推土机、运输车、压路机等大型机械设备，同时需要大量换填材料，挖除后废弃软土需要征用弃土场，而预应力砼管桩软基处理不需要以上所有资源，很大程度上节约了机械设备、回填材料、弃土场土地等资源。

③通过预应力砼静压管桩施工的工程实践表明，相比桩板墙及挖除软基换填处理施工，有效缩短了工期，对贵港国际生活港两侧公路的车流、行人堵塞起到了缓解作用；静压施工无噪声，减少了对周边环境的污染，减少了对市区居民生活的影响，优势非常明显。

④预应力管桩工程与桩板墙及软基换填工程相比，缩短了工期，减少了弃土场用地费用、换填材料费和既有铁路线、周围房屋建筑安全防护措施费，减少管理费和其它各项人工台班成本费，管桩处理软土地基节约了大量资金，综合成本降低了40%左右，产生了较大的社会效益和经济效益。

6 结束语

目前，在高速铁路建设中，软基处理的通常主要施工方法有：换填法、振动挤密砂桩、CFG桩法、打入预制桩法、粉喷桩法等，预应力管桩法采用较少，尤其在城区内因受场地限制。新建南广铁路DK54+951.63～DK55+254.652段路基采用悬臂式路肩挡土墙进行收坡，挡墙的基础使用预应力砼管桩（群桩）进行地基加固处理。预应力混凝土管桩静压法沉桩施工工艺简捷，操作方便，进度快，施工安全、質量得到保证，赢得了业主的一致好评，同时施工过程噪音小，环境污染少，得到了附近居民的认同和赞扬，产生了较大的社会效益和经济效益，可为今后类似工程的施工提供参考和借鉴。

参考文献：

[1]GB50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[2]GB13476-1999，先张法预应力砼管桩[S].

[3]霍志强.预应力混凝土管桩施工质量控制的探讨[J].山西建筑，2015（07）.