朱瑞允，吴正华，程华才

(1.安徽省交通控股集团有限公司，安徽 合肥 230088；2.中交路桥华南工程有限公司，广东 中山 528400；3.安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司，安徽 合肥 230601)

1 工程概况

本项目属于引江济淮江淮沟通段，根据航道整治要求，需要对跨东淝河的S12高速淮河大桥四号桥进行拆除重建，新建淮河四号桥采用原位改建，改建前，为了维持合淮阜高速公路的正常运营，需要首先修建临时保通道路桥梁。

图1 新建淮河四号桥及临时保通桥效果图

临时保通桥按照快速化施工技术理念设计，其上部结构为先简支后桥面连续的钢板组合梁结构，下部结构采用Φ1200×14 mm的钢管桩，由于临时保通桥需承担2年的高速运营任务，其按照永久结构标准进行设计，单根钢管桩基础设计桩长约19 m，设计承载力不低于2500KN，荷载试验承载力要求大于5 000 kN。

2 钢管桩施工现状

目前，国内钢管桩常用的施工设备主要有三种：液压振动锤、导杆式柴油打桩锤及筒式液压冲击打桩锤。液压振动锤是利用共振理论设计的，利用机械振动减少桩与土壤间的摩擦力，并依靠其自重或外加压力作用下达到沉桩的目的。导杆式柴油打桩锤是通过冲入筒体的雾状燃料爆发，使锤芯形成“跳高”，锤芯以自由落体方式提供冲击能量打击桩体，属于冲击式桩锤。液压冲击打桩锤也属于冲击式桩锤，工作原理是锤芯(冲击块)通过液压装置提升到预定高度后快速释放，锤芯以自由落体或从液压系统中获得加速度能量来提供高冲击速度而打击桩体。

3 YZ-400L高频液压振动锤选择

受前期施工场地限制，项目部首先选用了液压振动锤作为保通桥钢管桩打桩设备，液压振动锤需要的辅助机械少，只需要配置一台吊车即可，且吊车也可用于钢管桩转运，施工组织相对简单。液压振动锤的选择计算主要需要比较参振总重量、激振力、工作振幅等，为满足设计施工要求，本项目选用了YZ-400L高频液压振动锤。

表1 YZ-400L液压振动锤技术参数

4 液压振动锤试桩施工概述

为检验钢管桩设计方案的合理性、桩基长度设计的合理性、以及施工设备和终孔标准的确定，钢管桩正式施工前首先需要进行设计试桩。

4.1 试桩桩长复核性验算

根据地质条件情况，项目选择在保通桥24#墩附近(24#墩设计桩长19 m)进行设计试桩。为确保设计试桩一次成功，试桩前首先要进行设计试桩桩长复核，根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363-2019)，沉桩单桩竖向承载力计算如下：

表2 单桩竖向承载力计算表

根据计算，桩长21 m即能达到249 t，偏安全考虑，设计试桩按22 m长进行配桩。

4.2 试桩施工过程

采用130 t履带吊通过振动锤及备用钢丝绳直接起吊钢管桩，22 m长钢管桩一次成型，在测量引导下调整通过振动锤振动下沉钢管桩。在整个振动下沉过程中测量用经纬仪随时监控垂直度，发现偏差要及时纠正。

设计试桩施工总时长104 min，地面以上余桩头2.4 m，实际入土桩长19.6 m，最后因钢管上口开裂停止成桩，此时最后三阵平均贯入度1.56 cm/min。

5 钢管桩荷载试验

(1)单桩竖向抗压静载试验采用锚桩法，反力梁采用HN900×300 mm型钢，锚桩采用Φ820 mm钢管，使用800 t油压千斤顶进行加载，位移测量百分表、静力载荷测试仪进行沉降数据收集分析，并对沉降数据进行判定。

(2)荷载试验结果。当加载到5 500 kN时，本级桩顶沉降量为8.53 mm，上级桩顶沉降量为5.94 mm，桩顶累计沉降量为40.29 mm，达到最大加载量。

图2 静载试验分级加载

图3 静载试验数据记录

图4 SZ-1桩单桩竖向静载试验结果

6 结 论

(1)当入土深度达到19.6 m时，设计试桩荷载试验达到5 500 kN，略大于2倍设计承载力，说明现场地质条件与设计地质条件一致，按设计桩长施工能满足实际受力要求。

(2)采用YZ-400L液压振动锤施工，最后三阵每阵平均贯入度为1.56 cm/min能满足设计承载力要求，可以指导后续施工。

(3)因液压振动锤通过液压夹具将振动力传递至钢管，受长时间振动影响，出现了钢管顶口开裂情况，为此，后续施工钢管桩需要进行局部加强。