1、工程概況
滬寧城際鐵路站前Ⅲ標第七項目經(jīng)理部管樁施工里程為DK95+404.36～DK95+619.54和DK95+656.56～DK95+692段，全長250.62m。平行于既有京滬鐵路線滬寧段（距離＜20m，滬寧段為世界最繁忙的鐵路線），管樁施工對既有線營運安全影響非常大。
該段路基主要地質(zhì)土層為粉質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，軟塑～流塑狀，厚度一般為20m～35m，其地下水主要為孔隙潛水，埋深0～1.5m，主要受大氣降水及地表水的補給。經(jīng)沉降計算及技術經(jīng)濟比較分析，為確保工后沉降滿足控制標準(一般不超過15mm，路橋交界處的差異沉降不應大于5mm)，該段地基采用PＣ-A500型，強度等級C60，壁厚為100mm預應力混凝土管樁加固處理，樁間距2.2m～2.4m，樁長24m～37m，管樁合計35430m，正方形布置。
2、管樁靜壓法施工工藝
2.1主要施工工藝流程：測量放線→樁機就位→首節(jié)樁起吊就位→復核樁位→樁端入土初步加壓→檢查校正樁身垂直度→正式沉樁→觀測校正樁身垂直度→壓至樁頂距地面0.5～1.0m時，吊入上一節(jié)樁→接樁→繼續(xù)沉樁→成樁→移機到下一根樁位。
2.2測量放線：根據(jù)施工圖設計，放樣出路基中線控制點和管樁控制點，按照管樁平面布置圖對樁縱橫中心線相交的樁圓心點進行標識。樁位測量放線后執(zhí)行復核報檢程序。
2.3管樁堆放：管樁混凝土設計強度須達到100%后方可運輸進場，堆放時據(jù)施工方案設計布置圖按壓樁順序、不同規(guī)格及長度分別堆放，并做好標識，根據(jù)施工進度合理安排供樁。
2.4管樁起吊：管節(jié)吊運，采用二點法。管節(jié)的豎起采用一點吊法，吊點位置偏差不宜超過20cm，吊繩與管樁夾角應大于45°，起吊時捆綁應牢固，以防滑脫。
2.5管樁就位及初步加壓：利用附設在樁機上的起重臂和吊鉤將樁吊運到樁機中部的豎向圓形夾具中，用夾具的液壓系統(tǒng)和與樁徑相符的弧形夾片將樁嵌固在樁架上。對于首節(jié)樁可采用移動樁機，使樁中心點對準地面樁位的標識點，在樁端入土初壓至樁身基本穩(wěn)定后，采用2臺經(jīng)緯儀互成90。校正垂直度，并采用平穩(wěn)、緩慢而連續(xù)的沉樁方法正式沉樁。
2.6接樁：當下一節(jié)樁施壓到距地面0.5～1m，起吊上一節(jié)樁，與下一節(jié)樁對接好并復核其垂直度，上下樁節(jié)心的錯位偏差不宜大于2mm，焊接前應清除端板坡口上的浮銹及污物，露出金屬光澤，坡口根部間隙應小于2mm，采用二氧化碳保護焊對稱同時開始施焊，待焊接符合要求及焊縫基本冷卻，一般自然冷卻時間不宜小于8min，再繼續(xù)施壓沉樁，直到施工完畢。整個沉樁、接樁、送樁過程宜連續(xù)進行，并應根據(jù)地質(zhì)資料配好各節(jié)樁的長度，避免在樁端接近設計持力層時進行接樁。特別是。接樁就位時，下節(jié)樁頭宜設導向箍以保證上下樁找正接直，如樁節(jié)間隙較大，可用鐵片填實焊牢，結合面之間的間隙不得大于2mm。焊接質(zhì)量應滿足樁身設計質(zhì)量要求。
2.7施工記錄：沉樁施工記錄包括管樁就位記錄、垂直度、入土深度、每節(jié)樁長度、截樁長度或最終的樁頂標高及相應的壓力值、貫入度等。在正式沉樁之前，應在有代表性的部位試沉樁，確定成樁的樁長、終壓力、持荷時間、貫入度等參數(shù)，而后即可成樁。當需要用送樁器成樁時，應對準樁中心點，并保持垂直進行施壓達到成樁參數(shù)為止；當未采用送樁器成樁時，高于地面的樁身應截除后，才能移機至下一根樁位。
當樁的壓力值已達到設計的終壓力時，而樁端尚未達到設計的持力層時，可適當加大壓樁力，但壓樁力不宜大于管樁樁身豎向極限承載力設計值的1.6倍，以避免壓樁力太大發(fā)生樁身破裂或傾斜的質(zhì)量問題。
沉樁擠土效應的安全控制
為保證既有線路運營安全和新建滬寧城際鐵路建設保質(zhì)保量保進度的施工，結合靜壓管樁施工工藝和技術措施要求。管樁施工堅持應力分散、實施對既有線動態(tài)監(jiān)測的原則。嚴格執(zhí)行既定管樁施工的各項技術措施并跟蹤優(yōu)化方案，確保既有京滬線的絕對安全。
據(jù)該段地質(zhì)資料可知，土層孔隙比為0.81～1.13，土體處于飽和狀態(tài)，土顆粒和水都不具有壓塑性。施工中需要解決的問題：擠土管樁施工，使土層內(nèi)產(chǎn)生超孔隙水壓力，為保證既有線路基穩(wěn)定，需有超孔隙水壓力消散的排水通道和充分應力釋放時間。
通過前期管樁施工證明只有采用從靠近既有線一側(cè)向背離側(cè)施工的要求才能保證既有線路基穩(wěn)定運營安全，經(jīng)過對沉樁擠土效應成因、控制措施及既有線營運安全分析研究，確定了管樁施工安全控制技術措施。
3.1設置應力釋放孔：應力釋放孔布設在離既有線最近的管樁外1～2m處，平行于既有線，孔間距4.4m～4.8m，孔徑0.5m，孔深不小于相鄰樁長的一半，為12m～19m，采用碎石注漿樁機進行應力釋放孔鉆孔，成孔后立即用含泥量小于2%粒徑16-31.5mm碎石填充及時平衡孔壁土壓力，防止縮頸塌孔引起周邊土體位移和地表下沉。靜壓管樁機壓樁尾隨應力釋放孔之后，在沒有應力釋放孔的地段不進行管樁作業(yè)。應力釋放孔的主要目的是為超孔隙水壓力的消散提供空間。
3.2嚴格控制作業(yè)時間
臨近既有線管樁施工作業(yè)在每日7：00—17：30進行(為滿足既有線觀測和超孔隙水壓力的消散有充足時間的需要)，并嚴格執(zhí)行工務段設備管理單位現(xiàn)場線路監(jiān)測人員及施工單位觀測人員全部到位方能施工的安全要求，其他時間嚴禁施工。且制定日計劃，嚴格控制壓樁速度，保證土體固結及超孔隙水壓力的充分消散時間。每天壓樁總延米數(shù)控制在600米以內(nèi)。
3.3堅持分散施工的原則
先施工靠近既有線的第一排樁，并且采取同排跳打，即先施工1、3、5、7……，對觀測樁進行水平、位移觀測，并與設備管理單位負責線路軌面檢測監(jiān)控的工務人員每1小時聯(lián)系一次。在路基觀測、軌面觀測無變化24小時后再施工2、4、6、8……。依此方法施工第二排樁、第三排樁。使靠既有線側(cè)已施工管樁形成群樁圍幕，抑制線既有側(cè)的擠土效應。分散施工的主要目的是為超孔隙水壓力提供充足的消散時間。
3.4觀測措施
堅持五定原則“定人、定時、定點、定儀器、定方法”。
3.4.1觀測樁的設置：觀測樁設置在緊靠護欄外側(cè)路基面上，為埋深2m的木樁（10cm，在樁頂打入水泥釘形成觀測固定點，間距10m，測量3次取平均值為設計坐標與高程，之后每次觀測對比該設計值算出變化量。
3.4.2觀測頻次：施工時間觀測2小時一次，打樁處前后20m范圍內(nèi)1小時一次，有異常地段內(nèi)為1小時一次。施打完后觀測頻次一天兩次，持續(xù)3天。
3.4.3觀測標準：在既有線不限速的情況下，路基水平變化量大于2mm/d或累計水平變化大于10mm時必須停止施工；在既有線限速的情況下，路基水平變化量大于8mm/d或累計水平變化大于20mm時必須停止施工，分析原因，制訂補救措施。
3.4.4觀測作業(yè)：采用蘇一光DSZ2+FS1水準儀、索佳SET210全站儀控制豎直變化和水平變化，精確到0.1mm，觀測工作由測量工程師專門負責，觀測控制點為CPⅢ控制點。
3.5保證令行禁止、信息通暢
設專職安全員負責現(xiàn)場安全工作，并與設備管理單位隨時聯(lián)系，在既有線路基、軌面等變化時嚴格服從設備管理人員工作指令，采取撥道等措施使既有線恢復正常，并經(jīng)設備管理單位的許可方可復工。
3.6現(xiàn)場設置專監(jiān)辦公室，監(jiān)理工程師對管樁施工過程進行全程監(jiān)督指導、現(xiàn)場把關，確保按章作業(yè)。
3.7制訂應急補救措施，配備信號旗、信號燈、響墩、火炬、短路銅線等防護用品。
4、結束語
通過在管樁施工過程中對既有線軌頂，路肩位移變形動態(tài)監(jiān)測分析證明采用應力釋放孔、分散施工法有效的控制了管樁施工擠土效應對既有線的影響，得知在后續(xù)路基填筑及預壓過程中同樣需要對既有線進行水平位移和沉降觀測，才能確保既有線安全運營和新建滬寧城際鐵路建設的穩(wěn)步推進，為類似工程安全施工提供參考。
參考文獻
[1]《客運專線路基工程施工技術指南》中國鐵道出版社2005
[2]《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》中國鐵道出版社2006
[3]《預應力鋼筋混凝土管樁施工技術規(guī)程》中國標準出版社1992
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