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摘 要 宁杭高铁溧阳站DK97+872.2～DK98+225管段，地质状况为松软土路基，设计采用管桩进行地基加固，桩径为φ0.5m，桩间距为2.2～2.4m，桩长为25～30m。附近有宁杭高速与宁杭高铁形成的“夹心村”，使用常规打桩机采用打入法施工，将严重影响“夹心村’村民的正常生产生活，并且还会导致“夹心村”房屋等建筑物因震动过大失去稳定，因此必须采用特别的机械设备及施工工艺进行该管段内的管桩施工，以消除因管桩施工对夹心村的影响，并按宁杭高铁施工进度如期进行。
关键词 静压桩机 长螺旋钻机 PHC管桩 宁杭高铁 软基处理
一、工程概述
（一）概述
新建南京至杭州铁路客运专线NHZQ-Ⅱ标工程，位于江苏省境内，经溧阳市、宜兴市到达浙江省长兴县，中间设溧阳站和宜兴东站，正线全线长72.787Km。正线起点里程DK075+213.16，终点里程为DK148+000，其中DK96+776.88～DK98+501.56里程段内路基由溧阳站分项目部施工。
溧戴路中桥以东DK97+872.2～DK98+225段，地质状况为松软土路基，设计采用PHC管桩加固，桩径为φ0.5m，樁间距为2.2～2.4m，桩长为25～30m，该区段内管桩设计总量为5.09万m。
（二）工程地质概况
溧阳站DK97+872.2～DK98+225段地形地貌为：湖积平原区，地势平坦开阔，最大相对高差约2m ，多辟为鱼塘、农田等，沿线水网发育密集，附近分布有村庄，道路交错，交通便利。线路左侧并行有G104国道，右侧并行有宁杭高速公路，交通便利。
表层至底层代号及土石等级：
⑴：mlQ4素填土或种植土，杂色，多见植物梗系，I；
⑴-1：al+hQ4淤泥质粉质黏土，褐灰色～褐黄色，软塑，多夹腐殖物，有臭味，σ0=120kPa，Ⅱ；
⑴-3： al+hQ4淤泥质粉质黏土，黑灰色，流塑，多夹腐殖物，有臭味，σ0=40kPa，Ⅱ；
⑴-4： al+hQ4粉质黏土，灰黄色～褐黄色，σ0=150kPa，Ⅱ；
⑵-1： al+hQ4粉土，灰黄色～浅灰色，饱和，中密，局部夹粉质黏土薄层，σ0=150kPa，Ⅱ；
⑵-2： al+hQ4淤泥质粉质黏土，灰色～深灰色，流塑，局部夹薄层粉土，σ0=80kPa，Ⅱ；
⑵-3： al+hQ4粉质黏土，灰色，软塑，σ0=120kPa，Ⅱ；
⑵-4： al+hQ4粉质黏土，浅灰色～灰绿色，硬塑，局部夹薄层粉土，σ0=150kPa，Ⅱ；
⑵-5： al+hQ4粉质黏土，浅灰色，饱和，中密，局部夹粉质黏土薄层，σ0=150kPa，Ⅱ；
⑶-1： alQ3粉质黏土，浅灰色～褐黄色，硬塑，σ0=200kPa，Ⅲ；
⑶-2： alQ3细沙，浅灰色～黄灰色，饱和，中密，σ0=200kPa，Ⅲ；
⑶-3： alQ3细圆砾土，褐灰色～褐黄色，饱和，中密，σ0=400kPa，Ⅲ；
⑷-1：Kc泥质砂岩，紫红色，全风化，岩芯呈土状，σ0=200kPa，Ⅲ；
⑷-2：Kc泥质砂岩，紫红色，强风化，岩芯呈块状、短柱状，σ0=300kPa，Ⅳ；
⑷-3：Kc泥质砂岩，紫红色，弱风化，岩芯呈土状，σ0=400kPa，Ⅳ；
（三）水文地质概况
地下水主要为第四系孔隙潜水，埋深约1～3m，对混凝土结构无侵蚀性。百年水位控制标高为4.54m。
二、工程特点、难点及应对措施
（一）工程特点、难点
溧阳站溧戴路中桥东侧DK97+872.2～DK98+225段，管桩单桩竖向承载力设计值为1170kN，终压值通过现场试压桩确定，按照以往施工经验，终压力为设计值的2.0－2.4倍，桩端持力层为细砂层。
因附近有宁杭高速与宁杭高铁形成的“夹心村”，使用常规打桩机采用打入法施工，将严重影响“夹心村’村民的正常生产生活，并且还会导致“夹心村”房屋等建筑物因震动过大失去稳定，采用液压静力压桩机经过多次试桩均不能压入设计桩长。
（二）应对解决措施
鉴于上述工程特点及难点，经与监理、设计、业主等单位多次现场勘察、讨论，最终商定：首先在施工作业面垫60cm工作垫层，确保地基承载力满足桩机行走要求，之后采用CFG螺旋钻机先行引孔，最后静压机进行压桩，以消除因管桩常规施工对夹心村的影响，并按宁杭高铁施工进度如期进行。即便如此，施工时仍应尽量避免夜间施工，尽量减少对附近村民生产生活的影响。
三、静压桩机结构型式
（一） 静压桩机
新型桩工机械液压静力压桩机，是一种大型的建筑基础施工机械设备，它依靠自身重量平衡沉桩过程中的阻力，当静压力大于桩柱的入土阻力时，桩柱就沿入土方向按加压设备的工作速度将桩平稳、安静地压入地基，是一种非常独特的无公害桩基础施工法。适合在湿陷性黄土、粉质粘土、沙层，沉积地质层、填土层等地质状况的地方使用。尤其适合在城市内部施工或对噪音、震动要求较高区域施工，是理想的环保型桩基础施工设备。随着科学技术的发展和人们环保意识的增强，此类型桩机正逐步取代锤击桩、振动桩而得到全面推广应用。
（二）静压桩机特点
液压静力压桩机是一种新型桩基础施工设备，具有以下特点：
①施工文明、场地整洁，工人劳力强度低，低噪声、无震动、无污染、特别适合市内工程或对噪音震动要求较高区域施工，是理想的环保型桩基础施工设备；
②效率高、施工速度快，台班（8小时）压桩可达300-800米；
③施工质量好，成桩率易于达到100%； ④桩身所受应力较低，桩身破损少；
根据静力压桩机以上特点，本工程采用静力压桩机对溧戴路中桥东侧DK97+872.2～DK98+225段管桩施工，就可有效解决对“夹心村”的噪音震动等干扰问题。
（三）静压桩机选择
1.压桩机型号的选择
该桩基工程位于村庄附近，桩型设计选用Φ500壁厚100A型桩，工程桩单桩承载力为1170kN，并且桩尖穿过夹粉质粘土层后进入持力层。为满足设计及施工技术规范要求，参照《客运专线铁路路基工程施工质量验收标准》及《静压桩基础技术规程》，结合现场施工环境，压桩机选用两台型号为ZYJ800的步履行走式静压桩机（最大压桩力达6000kN）。
2.压桩机配重的选择
压桩机的复件配重必须用磅称核实，并把其质量标记在该件配重的外表。液压机的最大压桩力应是压桩机的机架重量加上配重总和再×0.9。压桩机自重KN+配重总和KN）×0.9≥5000KN，压桩机的配重选用完全满足设计最大压桩力，施工是可以根据实际进行调整。
3.送桩器的选择
送桩器的选择，根据图纸要求送桩的最大长度为-0.6m（相对控制標高），选择长11m的送桩器来满足设计施工要求，送桩器的选用插捎式送桩器横截面外周形状应与静压横截面外周形状相致.并应有足够的强度和刚度.其表面尚应有防止夹持机构打滑的设施，送桩器长度应满足送桩深度要求。工程桩顶面按触的送桩器端面应平整，并与送桩中心轴线垂直。
（四）液压静力压桩机配备及主要技术参数
根据设计说明要求，单桩设计承载力特征值>1170kN，按照以往其他工地施工经验，短桩终压力为特征值的2.0－2.4倍，为确保满足施工要求，保证施工进度，选用一台静力压桩机（湖南山河智能ZYJ800型），并准备足够的配重铁。桩机主要技术参数如下表：
四、静压桩机施工技术
（一）静力压桩机施工工序
本工程为软弱土路基的加固处理，主要施工工艺流程为：
（二）施工准备
1.作业条件
施工范围内的地上、地下障碍物要清理或改移完毕，对不能改移的障碍物必须进行标识，并有技术保护措施；施工场地达到“三通一平”，基底范围按设计铺设工作垫层；根据现场情况和工程需要，采用集装箱板房作为现场办公室，工人宿舍、食堂等租用附近民房，确认电源、用水点；根据施工机具需要量计划，组织施工机械、设备和工具进场，按规定地点和方式存放，并应进行相应的保养和试运转等项工作；按照施工组织设计要求，认真落实雨季施工技术组织措施，特别是接桩时的焊接，要避免在雨中进行；设置排水沟，并安排专人定期疏通沟渠，修整养护，使现场排水通畅。
2.材料准备
各种材料准备齐全，完成材料的购买计划，保证施工时各种材料（包括证明文件）及时到位；PHC预应力管桩规格，质量必须符合设计要求及施工规范的规定，并有相关的出场合格证；现场应有足够的桩数，满足配桩需要；钢制送桩器与管桩规格相匹配，符合使用要求；配备经过检验合格的仪器设备（经纬仪等），并准备一定数量的消防器材。
3.技术准备
项目技术部组织人员建立现场测量组，做好施工现场轴线、高程控制桩的设置，复验甲方已施放的桩点。收集工程地质资料，绘制桩基施工平面图，桩基施工方案；组织项目经理部管理人员学习有关图集、图纸、施工规范、技术标准以及技术文件；技术总工参与技术交底，并由技术总工牵头，组织本工程图纸学习，审查工作，做好图纸会审、施工方案交底工作；编制科学、实际的施工计划、质量保证措施及检验计划；做好对班组的技术、安全交底工作。
4.劳动组织准备
建立施工项目领导机构；按照开工日期和劳动力需求量计划，组织工人进场，安排好职工生活，并进行安全、防火和文明施工等教育；配备特种技术等级证、上岗合格证及资格证的工人及管理人员。
（三）测量定位
沉桩前先放出定位轴线和控制点，控制点尽量设置在远离沉桩区域不受干扰的地方，并加以固定保护。在沉桩过程中，要经常对控制点进行复核，根据控制点，测放出桩的中心点，在桩位中心点插入中心竹片桩，对放出的轴线和桩位，经自检后，请监理工程师进行复核检查，并作好定位记录和技术复核记录。管桩定位偏差要严格控制在规范允许范围之内。
（四）长螺旋钻机引孔施工
1.施工流程
长螺旋钻机引孔流程为：桩位测量放样→钻机就位→钻杆垂直度检查与调整→钻孔至设计标高→停钻→提钻→清土→钻机移到下一桩位。
2.工艺控制要点
（1）钻机就位时，按测设桩位对位，调整桩机平台，应由专业人员检查钻杆前后左右垂直度，应使钻头对准桩位中心，钻杆垂直度容许偏差不大于1%。采用在钻架上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，每根桩施工前都有专门的人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻。
（2）根据地面标高及桩底设计标高之差，在钻机塔身上作醒目标记，作为桩长控制依据。
（3） 钻孔开始时，应先关闭钻头阀门，向下移动钻杆，待钻头抵住地面后再开机钻进。钻孔一般应先慢后快，以便降低钻杆晃动幅度，检查和纠正钻孔的偏差。
（4） 在钻孔过程中，若出现钻杆晃动幅度较大或钻进困难时，应降低钻速，以免孔身严重偏斜，钻头损坏，钻杆扭断。
（五）静压桩机压桩施工
1.施工流程
静力压桩机施工工艺流程图
2.工艺控制要点
（1）场地平整
清除地表杂物，并填平场地中的坑洼处，必要时用压路机压实表土。并沿场地四周挖沟排水至集水坑进行集中排水。
（2）测量定位 根据控制点控制线，施放轴线和桩位，每个桩点插短钢筋，并做成管桩等径模具，白灰沿模具撒放。到桩机就位后再进行复测。测量定位、放线、复核工作由专人负责，对测量仪器定期检查，做好测量定位放线的原始资料。形成的定位、放线测量成果资料用书面形式报监理和甲方复核检查，轴线偏差不小于1cm，桩位偏差小于2cm，确认后方可开始施工。
（3）预应力管桩的成品检查
检查预应力管桩出厂合格证和主要质量指标（砼强度），再进行外观检查，同时做好检查记录。经监理验收，并签字认可。对管桩两端应清理干净，施焊面上有油漆杂物污染时，应清刷干净。
（4）设备准备情况的检查
压桩机安装就位，按需要的总重量配置压重，并调平桩机平台。
（5）管桩的吊装、运输与堆放
管桩吊装时宜采用两支点法，也可采用勾吊法，吊钩钩于管桩两端板处，绳索与桩身水平交角应大于45度；管桩在起吊、装卸、运输过程中，必须做到平稳，轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落；管桩在运输、堆放时的支点位置距二端均为0.2L（L为管桩长度）；堆桩场地要平稳坚实，不得产生过大的或不均匀沉陷。支点垫木的间距应与吊点位置相同，并保持在同一平面上，各层垫木应上下对齐处于同一垂直线上，最下层的垫木应适当加宽。堆放层数不宜超过三层。不同规格的桩应分别堆放，堆放位置和方法应根据打桩位置，吊运方式以及打桩顺序等综合考虑。
（6）吊桩插桩
根据每孔设计桩长选择每节桩长和压桩顺序并编号。利用桩机自身起重机按编号顺序吊桩就位，再用夹具持桩对准测量定位点插桩入孔内。桩压入过程中修正桩的角度非常困难，因此就位时应正确安放。第一节管桩插入地下时，必须保持位置及方向正确。开始要轻压，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重压。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控，经纬仪应设置在不受打桩影响处，且大约互成90°的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。
（7）压桩
利用桩机的重量由液压系统持桩将管桩垂直压入土中，并随时用两台经纬仪双向控制管桩的垂直度。并观察压桩的压力与深度。初压时如果下沉量较大，宜采取轻压，随着沉桩加深，沉速减慢，压力逐渐增加。在整个压桩过程中，要使压杆、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心压力，以免管桩受弯。压桩较难下沉时，要检查桩架导杆有无倾斜偏心，桩身是否垂直，每根桩宜连续完成，以免难以继续下压。选择桩位上浮观察点，做好详细记录。
（8）送桩
为将管桩压到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作，长11m。操作时先吊起送桩器，送桩器的下端面紧挨上管桩上端面，中心线对齐，保证垂直度满足要求后再加压，直到送桩至设计标高。
（六） 压桩垂直度保证措施
调校桩的垂直度是保证沉桩质量的关键，必须高度重视。插桩在一般情况下入土50～80cm停止压桩，然后进行垂直度调校。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控（也可以使用线锤吊线观察），经纬仪应设置在不受打桩影响处（约距桩点20米），且大约互成90°的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。桩的垂直度必须不大于0.5％，满足要求方可继续沉桩。在沉桩过程中施工员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩身偏移时，应分一两个行程逐渐调校，不可一次性强行扳正。
（七）PHC桩的检查、验收
PHC混凝土管桩进场后应监理、供应商一起对进入施工现场的PHC桩进行检查验收，并办理验收手续，做好检查记录及标识工作。
PHC桩进场检验主要包括：外观（无蜂窝、露筋、裂缝、色感均匀、桩顶处无孔隙）、尺寸（直径、壁厚等）及管桩的产品证明书（抗压强度、抗弯强度等）。
PHC桩材的验收主要包括：长度、外径、壁厚、桩身弯曲度、保护层厚度漏浆长度、漏浆深度、裂缝宽度等。
（八）静力压桩质量检验标准
（九）管桩质量检测
为了保证所选试桩的施工质量，必须对所选试桩进行单桩承载力的静载和小应变试验，其它质量检查还应包括：桩身垂直度检查，允许偏差为1%，截桩后桩顶的标高允许偏差为10cm，及桩顶平面位置，桩身质量等。
1.静压法检测
静压法检测的主要目的是为了确定单桩极限承载力、验证设计参数以及检测成桩质量，检测数量为桩总数的5‰。
（1）试验设备及仪表装置
本工程静压法检测采用的是堆载法。堆载法静载试验主要是采用油压千斤顶加载，千斤顶的加载反力装置根据现场实际条件采用如下方法：
①主梁：由8根40工字钢（长10m）拼装组成；
②副梁：由20根36工字钢（长10m）拼装组成；
③電动油泵一台；
④荷载计（300t）及测试仪一套；
⑤500t油压千斤顶一台，以及测量仪表等组成，反力梁装备能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2～1.5倍按300t考虑。重压在试验前一次加上，并均匀稳固的放置于平台上。
（2）试验方法
慢速维持荷载法
（3）加载分级
每级按等量加载，每级加载量为预估最大荷载的1/12，第一级按2倍分级加载。
（4）变形观测
每级加载后间隔5、10、15min各测读一次，以后每隔15min测读一次，累计1h后每隔30min测读一次，每次读数记入试验记录表。
（5）终压条件
在达到设计最大加载值之前出现下列情况之一的即可缷载： a.某级荷载作用下，桩的沉降量为前一级荷载作用下沉量的5倍；
b.某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一次荷载作用下的2倍，且经24h未达到相对稳定；
c.已达压重平台的最大重量；
d.桩顶累计沉降量达40mm。
（6） 卸载与观测
每级卸载值为加载值的2倍。每级卸载15min测读一次残余沉降，读2次后，隔30min再读一次沉降和桩身应变，即可卸下一级荷载。全部卸载后，隔3-4h再读一次。
（7）稳定标准
每小时沉降不超过0.1mm，并连续出现两次（由1.5h内连续三次观测值计算）。认为达到相对稳定，可加下一级荷载。
（8）成果
a．静荷载与桩顶位移关系曲线（Q～S、S～lgQ及S～lgt曲线）
b．单桩竖向承载力标准值
c．土层极限侧摩阻系数及极限端阻系数
2.小应变检测
小应变检测主要是利用弹性波对桩身强度及完整性进行检测，是常规的工程质量检测，检测数量为桩总数的20％。其主要检测内容及方法取下：
（1） 试验目的
确定试验桩的桩身质量，确保试验数据分析基础资料的准确性。
（2） 试验方法
反射波法
（3）试验设备
a．RSM-24FD采集仪及计算机一套；
b．大阻尼速度传感器或加速度计一只；
c．力锤一只。
（4）设备安装及测试
a．仪器由传感器和放大、滤波、记录、处理、监视系统以及激振设备和专用附件组成。
b．传感器采用宽频带的速度型和加速度型传感器，速度型传感器灵敏度大于300V/cm/s，即速度型传感器灵敏度大于100mV/g。
c．被测桩应凿去浮浆、松散和破损部分，桩顶表面应平整干净且无积水，切除桩头外露过长的钢筋。
d．检测前应对仪器进行检查性能正常方可使用，采用交流电源检测时，应有接地措施，严禁电源零线带电。
e．激振点应选在桩头中心部位，传感器应稳固地安置至桩头上。（可采用橡皮泥、黄油、石膏等材料作为耦合剂与桩顶面粘接）。
f．安装完毕后的传感器必须与桩顶面保持垂直，且紧贴桩顶表面，在信号采集过程中不得产生滑移和移动。
g．每一根被检测的单桩均应进行2次及以上重复测试。出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试的不良因素后再重复测试。重复测试的波形与原波形应具有相似性。
低应变动力测试框图见图1
图1 低应变动力测试框图
（5）成果
a．桩身平均应力波传播速度。
b．桩身质量评价。
c．桩身完整性类别。
（十）安全注意事项
1.加强安全教育，在开工前必须对员工和临时工进行安全用电、安全操作知识的教育。
2.沉桩现场要严格实行统一指挥，在吊装过程中，除现场指挥人员外，任何人都不得指挥操作。
3.参加沉桩人员均应有相应的上岗证书，分工明确，并建立岗位责任制。
4.起重机的变幅指示器、力矩限制以及各种行程限位开关等安全保护装置，应齐全完整，灵敏可靠，不得用限位装置代替操纵机构进行停机。
5.沉桩作业区严禁非工作人员进入，所有人员均不得在起吊和运下的管桩下站立。
6.对各种吊装设备定期检查和维修。
7.施打完畢的管桩必须用木板或者大石块将桩顶覆盖。
五、结束语
长螺旋钻机引孔与静压桩机压桩的有机结合，有效的解决了宁杭高铁溧阳站“夹心村”附近管桩无法施工的难题，消除了管桩作业对附近村民的影响，如期完成了施工任务，为以后类似工程的施工积累了宝贵经验。
作者简介：
吴小海，（1982-），男，河北唐山人，中水四局宁杭客运专线溧阳站分项目部工程管理部助理工程师。
马志强，（1982-），男，河北邯郸人，中水四局宁杭客运专线第四分项目部安质部助理工程师。
关键词 静压桩机 长螺旋钻机 PHC管桩 宁杭高铁 软基处理
一、工程概述
（一）概述
新建南京至杭州铁路客运专线NHZQ-Ⅱ标工程，位于江苏省境内，经溧阳市、宜兴市到达浙江省长兴县，中间设溧阳站和宜兴东站，正线全线长72.787Km。正线起点里程DK075+213.16，终点里程为DK148+000，其中DK96+776.88～DK98+501.56里程段内路基由溧阳站分项目部施工。
溧戴路中桥以东DK97+872.2～DK98+225段，地质状况为松软土路基，设计采用PHC管桩加固，桩径为φ0.5m，樁间距为2.2～2.4m，桩长为25～30m，该区段内管桩设计总量为5.09万m。
（二）工程地质概况
溧阳站DK97+872.2～DK98+225段地形地貌为：湖积平原区，地势平坦开阔，最大相对高差约2m ，多辟为鱼塘、农田等，沿线水网发育密集，附近分布有村庄，道路交错，交通便利。线路左侧并行有G104国道，右侧并行有宁杭高速公路，交通便利。
表层至底层代号及土石等级：
⑴：mlQ4素填土或种植土，杂色，多见植物梗系，I；
⑴-1：al+hQ4淤泥质粉质黏土，褐灰色～褐黄色，软塑，多夹腐殖物，有臭味，σ0=120kPa，Ⅱ；
⑴-3： al+hQ4淤泥质粉质黏土，黑灰色，流塑，多夹腐殖物，有臭味，σ0=40kPa，Ⅱ；
⑴-4： al+hQ4粉质黏土，灰黄色～褐黄色，σ0=150kPa，Ⅱ；
⑵-1： al+hQ4粉土，灰黄色～浅灰色，饱和，中密，局部夹粉质黏土薄层，σ0=150kPa，Ⅱ；
⑵-2： al+hQ4淤泥质粉质黏土，灰色～深灰色，流塑，局部夹薄层粉土，σ0=80kPa，Ⅱ；
⑵-3： al+hQ4粉质黏土，灰色，软塑，σ0=120kPa，Ⅱ；
⑵-4： al+hQ4粉质黏土，浅灰色～灰绿色，硬塑，局部夹薄层粉土，σ0=150kPa，Ⅱ；
⑵-5： al+hQ4粉质黏土，浅灰色，饱和，中密，局部夹粉质黏土薄层，σ0=150kPa，Ⅱ；
⑶-1： alQ3粉质黏土，浅灰色～褐黄色，硬塑，σ0=200kPa，Ⅲ；
⑶-2： alQ3细沙，浅灰色～黄灰色，饱和，中密，σ0=200kPa，Ⅲ；
⑶-3： alQ3细圆砾土，褐灰色～褐黄色，饱和，中密，σ0=400kPa，Ⅲ；
⑷-1：Kc泥质砂岩，紫红色，全风化，岩芯呈土状，σ0=200kPa，Ⅲ；
⑷-2：Kc泥质砂岩，紫红色，强风化，岩芯呈块状、短柱状，σ0=300kPa，Ⅳ；
⑷-3：Kc泥质砂岩，紫红色，弱风化，岩芯呈土状，σ0=400kPa，Ⅳ；
（三）水文地质概况
地下水主要为第四系孔隙潜水，埋深约1～3m，对混凝土结构无侵蚀性。百年水位控制标高为4.54m。
二、工程特点、难点及应对措施
（一）工程特点、难点
溧阳站溧戴路中桥东侧DK97+872.2～DK98+225段，管桩单桩竖向承载力设计值为1170kN，终压值通过现场试压桩确定，按照以往施工经验，终压力为设计值的2.0－2.4倍，桩端持力层为细砂层。
因附近有宁杭高速与宁杭高铁形成的“夹心村”，使用常规打桩机采用打入法施工，将严重影响“夹心村’村民的正常生产生活，并且还会导致“夹心村”房屋等建筑物因震动过大失去稳定，采用液压静力压桩机经过多次试桩均不能压入设计桩长。
（二）应对解决措施
鉴于上述工程特点及难点，经与监理、设计、业主等单位多次现场勘察、讨论，最终商定：首先在施工作业面垫60cm工作垫层，确保地基承载力满足桩机行走要求，之后采用CFG螺旋钻机先行引孔，最后静压机进行压桩，以消除因管桩常规施工对夹心村的影响，并按宁杭高铁施工进度如期进行。即便如此，施工时仍应尽量避免夜间施工，尽量减少对附近村民生产生活的影响。
三、静压桩机结构型式
（一） 静压桩机
新型桩工机械液压静力压桩机，是一种大型的建筑基础施工机械设备，它依靠自身重量平衡沉桩过程中的阻力，当静压力大于桩柱的入土阻力时，桩柱就沿入土方向按加压设备的工作速度将桩平稳、安静地压入地基，是一种非常独特的无公害桩基础施工法。适合在湿陷性黄土、粉质粘土、沙层，沉积地质层、填土层等地质状况的地方使用。尤其适合在城市内部施工或对噪音、震动要求较高区域施工，是理想的环保型桩基础施工设备。随着科学技术的发展和人们环保意识的增强，此类型桩机正逐步取代锤击桩、振动桩而得到全面推广应用。
（二）静压桩机特点
液压静力压桩机是一种新型桩基础施工设备，具有以下特点：
①施工文明、场地整洁，工人劳力强度低，低噪声、无震动、无污染、特别适合市内工程或对噪音震动要求较高区域施工，是理想的环保型桩基础施工设备；
②效率高、施工速度快，台班（8小时）压桩可达300-800米；
③施工质量好，成桩率易于达到100%； ④桩身所受应力较低，桩身破损少；
根据静力压桩机以上特点，本工程采用静力压桩机对溧戴路中桥东侧DK97+872.2～DK98+225段管桩施工，就可有效解决对“夹心村”的噪音震动等干扰问题。
（三）静压桩机选择
1.压桩机型号的选择
该桩基工程位于村庄附近，桩型设计选用Φ500壁厚100A型桩，工程桩单桩承载力为1170kN，并且桩尖穿过夹粉质粘土层后进入持力层。为满足设计及施工技术规范要求，参照《客运专线铁路路基工程施工质量验收标准》及《静压桩基础技术规程》，结合现场施工环境，压桩机选用两台型号为ZYJ800的步履行走式静压桩机（最大压桩力达6000kN）。
2.压桩机配重的选择
压桩机的复件配重必须用磅称核实，并把其质量标记在该件配重的外表。液压机的最大压桩力应是压桩机的机架重量加上配重总和再×0.9。压桩机自重KN+配重总和KN）×0.9≥5000KN，压桩机的配重选用完全满足设计最大压桩力，施工是可以根据实际进行调整。
3.送桩器的选择
送桩器的选择，根据图纸要求送桩的最大长度为-0.6m（相对控制標高），选择长11m的送桩器来满足设计施工要求，送桩器的选用插捎式送桩器横截面外周形状应与静压横截面外周形状相致.并应有足够的强度和刚度.其表面尚应有防止夹持机构打滑的设施，送桩器长度应满足送桩深度要求。工程桩顶面按触的送桩器端面应平整，并与送桩中心轴线垂直。
（四）液压静力压桩机配备及主要技术参数
根据设计说明要求，单桩设计承载力特征值>1170kN，按照以往其他工地施工经验，短桩终压力为特征值的2.0－2.4倍，为确保满足施工要求，保证施工进度，选用一台静力压桩机（湖南山河智能ZYJ800型），并准备足够的配重铁。桩机主要技术参数如下表：
四、静压桩机施工技术
（一）静力压桩机施工工序
本工程为软弱土路基的加固处理，主要施工工艺流程为：
（二）施工准备
1.作业条件
施工范围内的地上、地下障碍物要清理或改移完毕，对不能改移的障碍物必须进行标识，并有技术保护措施；施工场地达到“三通一平”，基底范围按设计铺设工作垫层；根据现场情况和工程需要，采用集装箱板房作为现场办公室，工人宿舍、食堂等租用附近民房，确认电源、用水点；根据施工机具需要量计划，组织施工机械、设备和工具进场，按规定地点和方式存放，并应进行相应的保养和试运转等项工作；按照施工组织设计要求，认真落实雨季施工技术组织措施，特别是接桩时的焊接，要避免在雨中进行；设置排水沟，并安排专人定期疏通沟渠，修整养护，使现场排水通畅。
2.材料准备
各种材料准备齐全，完成材料的购买计划，保证施工时各种材料（包括证明文件）及时到位；PHC预应力管桩规格，质量必须符合设计要求及施工规范的规定，并有相关的出场合格证；现场应有足够的桩数，满足配桩需要；钢制送桩器与管桩规格相匹配，符合使用要求；配备经过检验合格的仪器设备（经纬仪等），并准备一定数量的消防器材。
3.技术准备
项目技术部组织人员建立现场测量组，做好施工现场轴线、高程控制桩的设置，复验甲方已施放的桩点。收集工程地质资料，绘制桩基施工平面图，桩基施工方案；组织项目经理部管理人员学习有关图集、图纸、施工规范、技术标准以及技术文件；技术总工参与技术交底，并由技术总工牵头，组织本工程图纸学习，审查工作，做好图纸会审、施工方案交底工作；编制科学、实际的施工计划、质量保证措施及检验计划；做好对班组的技术、安全交底工作。
4.劳动组织准备
建立施工项目领导机构；按照开工日期和劳动力需求量计划，组织工人进场，安排好职工生活，并进行安全、防火和文明施工等教育；配备特种技术等级证、上岗合格证及资格证的工人及管理人员。
（三）测量定位
沉桩前先放出定位轴线和控制点，控制点尽量设置在远离沉桩区域不受干扰的地方，并加以固定保护。在沉桩过程中，要经常对控制点进行复核，根据控制点，测放出桩的中心点，在桩位中心点插入中心竹片桩，对放出的轴线和桩位，经自检后，请监理工程师进行复核检查，并作好定位记录和技术复核记录。管桩定位偏差要严格控制在规范允许范围之内。
（四）长螺旋钻机引孔施工
1.施工流程
长螺旋钻机引孔流程为：桩位测量放样→钻机就位→钻杆垂直度检查与调整→钻孔至设计标高→停钻→提钻→清土→钻机移到下一桩位。
2.工艺控制要点
（1）钻机就位时，按测设桩位对位，调整桩机平台，应由专业人员检查钻杆前后左右垂直度，应使钻头对准桩位中心，钻杆垂直度容许偏差不大于1%。采用在钻架上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，每根桩施工前都有专门的人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻。
（2）根据地面标高及桩底设计标高之差，在钻机塔身上作醒目标记，作为桩长控制依据。
（3） 钻孔开始时，应先关闭钻头阀门，向下移动钻杆，待钻头抵住地面后再开机钻进。钻孔一般应先慢后快，以便降低钻杆晃动幅度，检查和纠正钻孔的偏差。
（4） 在钻孔过程中，若出现钻杆晃动幅度较大或钻进困难时，应降低钻速，以免孔身严重偏斜，钻头损坏，钻杆扭断。
（五）静压桩机压桩施工
1.施工流程
静力压桩机施工工艺流程图
2.工艺控制要点
（1）场地平整
清除地表杂物，并填平场地中的坑洼处，必要时用压路机压实表土。并沿场地四周挖沟排水至集水坑进行集中排水。
（2）测量定位 根据控制点控制线，施放轴线和桩位，每个桩点插短钢筋，并做成管桩等径模具，白灰沿模具撒放。到桩机就位后再进行复测。测量定位、放线、复核工作由专人负责，对测量仪器定期检查，做好测量定位放线的原始资料。形成的定位、放线测量成果资料用书面形式报监理和甲方复核检查，轴线偏差不小于1cm，桩位偏差小于2cm，确认后方可开始施工。
（3）预应力管桩的成品检查
检查预应力管桩出厂合格证和主要质量指标（砼强度），再进行外观检查，同时做好检查记录。经监理验收，并签字认可。对管桩两端应清理干净，施焊面上有油漆杂物污染时，应清刷干净。
（4）设备准备情况的检查
压桩机安装就位，按需要的总重量配置压重，并调平桩机平台。
（5）管桩的吊装、运输与堆放
管桩吊装时宜采用两支点法，也可采用勾吊法，吊钩钩于管桩两端板处，绳索与桩身水平交角应大于45度；管桩在起吊、装卸、运输过程中，必须做到平稳，轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落；管桩在运输、堆放时的支点位置距二端均为0.2L（L为管桩长度）；堆桩场地要平稳坚实，不得产生过大的或不均匀沉陷。支点垫木的间距应与吊点位置相同，并保持在同一平面上，各层垫木应上下对齐处于同一垂直线上，最下层的垫木应适当加宽。堆放层数不宜超过三层。不同规格的桩应分别堆放，堆放位置和方法应根据打桩位置，吊运方式以及打桩顺序等综合考虑。
（6）吊桩插桩
根据每孔设计桩长选择每节桩长和压桩顺序并编号。利用桩机自身起重机按编号顺序吊桩就位，再用夹具持桩对准测量定位点插桩入孔内。桩压入过程中修正桩的角度非常困难，因此就位时应正确安放。第一节管桩插入地下时，必须保持位置及方向正确。开始要轻压，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重压。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控，经纬仪应设置在不受打桩影响处，且大约互成90°的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。
（7）压桩
利用桩机的重量由液压系统持桩将管桩垂直压入土中，并随时用两台经纬仪双向控制管桩的垂直度。并观察压桩的压力与深度。初压时如果下沉量较大，宜采取轻压，随着沉桩加深，沉速减慢，压力逐渐增加。在整个压桩过程中，要使压杆、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心压力，以免管桩受弯。压桩较难下沉时，要检查桩架导杆有无倾斜偏心，桩身是否垂直，每根桩宜连续完成，以免难以继续下压。选择桩位上浮观察点，做好详细记录。
（8）送桩
为将管桩压到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作，长11m。操作时先吊起送桩器，送桩器的下端面紧挨上管桩上端面，中心线对齐，保证垂直度满足要求后再加压，直到送桩至设计标高。
（六） 压桩垂直度保证措施
调校桩的垂直度是保证沉桩质量的关键，必须高度重视。插桩在一般情况下入土50～80cm停止压桩，然后进行垂直度调校。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控（也可以使用线锤吊线观察），经纬仪应设置在不受打桩影响处（约距桩点20米），且大约互成90°的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。桩的垂直度必须不大于0.5％，满足要求方可继续沉桩。在沉桩过程中施工员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩身偏移时，应分一两个行程逐渐调校，不可一次性强行扳正。
（七）PHC桩的检查、验收
PHC混凝土管桩进场后应监理、供应商一起对进入施工现场的PHC桩进行检查验收，并办理验收手续，做好检查记录及标识工作。
PHC桩进场检验主要包括：外观（无蜂窝、露筋、裂缝、色感均匀、桩顶处无孔隙）、尺寸（直径、壁厚等）及管桩的产品证明书（抗压强度、抗弯强度等）。
PHC桩材的验收主要包括：长度、外径、壁厚、桩身弯曲度、保护层厚度漏浆长度、漏浆深度、裂缝宽度等。
（八）静力压桩质量检验标准
（九）管桩质量检测
为了保证所选试桩的施工质量，必须对所选试桩进行单桩承载力的静载和小应变试验，其它质量检查还应包括：桩身垂直度检查，允许偏差为1%，截桩后桩顶的标高允许偏差为10cm，及桩顶平面位置，桩身质量等。
1.静压法检测
静压法检测的主要目的是为了确定单桩极限承载力、验证设计参数以及检测成桩质量，检测数量为桩总数的5‰。
（1）试验设备及仪表装置
本工程静压法检测采用的是堆载法。堆载法静载试验主要是采用油压千斤顶加载，千斤顶的加载反力装置根据现场实际条件采用如下方法：
①主梁：由8根40工字钢（长10m）拼装组成；
②副梁：由20根36工字钢（长10m）拼装组成；
③電动油泵一台；
④荷载计（300t）及测试仪一套；
⑤500t油压千斤顶一台，以及测量仪表等组成，反力梁装备能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2～1.5倍按300t考虑。重压在试验前一次加上，并均匀稳固的放置于平台上。
（2）试验方法
慢速维持荷载法
（3）加载分级
每级按等量加载，每级加载量为预估最大荷载的1/12，第一级按2倍分级加载。
（4）变形观测
每级加载后间隔5、10、15min各测读一次，以后每隔15min测读一次，累计1h后每隔30min测读一次，每次读数记入试验记录表。
（5）终压条件
在达到设计最大加载值之前出现下列情况之一的即可缷载： a.某级荷载作用下，桩的沉降量为前一级荷载作用下沉量的5倍；
b.某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一次荷载作用下的2倍，且经24h未达到相对稳定；
c.已达压重平台的最大重量；
d.桩顶累计沉降量达40mm。
（6） 卸载与观测
每级卸载值为加载值的2倍。每级卸载15min测读一次残余沉降，读2次后，隔30min再读一次沉降和桩身应变，即可卸下一级荷载。全部卸载后，隔3-4h再读一次。
（7）稳定标准
每小时沉降不超过0.1mm，并连续出现两次（由1.5h内连续三次观测值计算）。认为达到相对稳定，可加下一级荷载。
（8）成果
a．静荷载与桩顶位移关系曲线（Q～S、S～lgQ及S～lgt曲线）
b．单桩竖向承载力标准值
c．土层极限侧摩阻系数及极限端阻系数
2.小应变检测
小应变检测主要是利用弹性波对桩身强度及完整性进行检测，是常规的工程质量检测，检测数量为桩总数的20％。其主要检测内容及方法取下：
（1） 试验目的
确定试验桩的桩身质量，确保试验数据分析基础资料的准确性。
（2） 试验方法
反射波法
（3）试验设备
a．RSM-24FD采集仪及计算机一套；
b．大阻尼速度传感器或加速度计一只；
c．力锤一只。
（4）设备安装及测试
a．仪器由传感器和放大、滤波、记录、处理、监视系统以及激振设备和专用附件组成。
b．传感器采用宽频带的速度型和加速度型传感器，速度型传感器灵敏度大于300V/cm/s，即速度型传感器灵敏度大于100mV/g。
c．被测桩应凿去浮浆、松散和破损部分，桩顶表面应平整干净且无积水，切除桩头外露过长的钢筋。
d．检测前应对仪器进行检查性能正常方可使用，采用交流电源检测时，应有接地措施，严禁电源零线带电。
e．激振点应选在桩头中心部位，传感器应稳固地安置至桩头上。（可采用橡皮泥、黄油、石膏等材料作为耦合剂与桩顶面粘接）。
f．安装完毕后的传感器必须与桩顶面保持垂直，且紧贴桩顶表面，在信号采集过程中不得产生滑移和移动。
g．每一根被检测的单桩均应进行2次及以上重复测试。出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试的不良因素后再重复测试。重复测试的波形与原波形应具有相似性。
低应变动力测试框图见图1
图1 低应变动力测试框图
（5）成果
a．桩身平均应力波传播速度。
b．桩身质量评价。
c．桩身完整性类别。
（十）安全注意事项
1.加强安全教育，在开工前必须对员工和临时工进行安全用电、安全操作知识的教育。
2.沉桩现场要严格实行统一指挥，在吊装过程中，除现场指挥人员外，任何人都不得指挥操作。
3.参加沉桩人员均应有相应的上岗证书，分工明确，并建立岗位责任制。
4.起重机的变幅指示器、力矩限制以及各种行程限位开关等安全保护装置，应齐全完整，灵敏可靠，不得用限位装置代替操纵机构进行停机。
5.沉桩作业区严禁非工作人员进入，所有人员均不得在起吊和运下的管桩下站立。
6.对各种吊装设备定期检查和维修。
7.施打完畢的管桩必须用木板或者大石块将桩顶覆盖。
五、结束语
长螺旋钻机引孔与静压桩机压桩的有机结合，有效的解决了宁杭高铁溧阳站“夹心村”附近管桩无法施工的难题，消除了管桩作业对附近村民的影响，如期完成了施工任务，为以后类似工程的施工积累了宝贵经验。
作者简介：
吴小海，（1982-），男，河北唐山人，中水四局宁杭客运专线溧阳站分项目部工程管理部助理工程师。
马志强，（1982-），男，河北邯郸人，中水四局宁杭客运专线第四分项目部安质部助理工程师。