1· 概述
我国的高速铁路已经进入快速发展时期，高速铁路对线路的平顺性要求很高，而线路沉降绝大多数发生在路基段，这就对路基软基处理提出了更高的要求。PHC 管桩( 高强预应力管桩) 具有强度高( 桩身混凝土强度达C80) 、沉桩速度快( 200 m/台班～300 m/台班) 、地质条件适应性强、工厂化制作质量控制容易等特点，在路基软基处理中得到了广泛的应用。但最新高铁规范中仅要求沉桩后对总数的2‰，且不少于3 根的桩进行承载力抽检，并自检10%，且不少于3 根的桩身完整性。对如何收锤，确保承载力达到设计值并无明确说法，本文结合TB 10203-2002 铁路桥涵施工规范及广东、福建省等管桩先进省份的地方标准，探讨收锤标准，确保承载力达到设计值。
2 ·工程概况
某客专路基工点为膨胀土路基，地表以下地层主要有: 粉质粘土、粘土、细圆砾土、全风化砾岩。设计采用PHC500A-100 型管桩加固，桩间距为1．6 m × 1．6 m，桩长为18 m～28 m，设计要求桩底进入细圆砾土或全风化砾岩底层不小于1 m，设计单桩容许承载力1 300 kN。采用筒式柴油打桩锤沉桩。
3 ·打桩锤选择
选锤应遵循“重锤低击”的原则，一般根据锤重与桩重的比例来进一步选锤: 一般土质情况下，柴油锤冲击体重量与成桩桩重之比可取0．5，若软土较厚，可取0．4。本工点管桩入土最大深度达28 m，则管桩重约为WP = 3．23 kN/m × 28 m = 90．44 kN，则锤重应不小于45 kN。进场了HD50 及HD62 两台桩机，HD50，HD62打桩锤的详细参数如表1所示。

另外，配备了1 台25 t 汽车吊装卸管桩、8 台直流焊机、1 台截桩用的锯桩器、1 台300 kVA 发电机作为电源。
4 ·收锤标准的确定
铁路规范中并未给出收锤的原则，而广东省DBJ /T 15-22-2008 锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程第6．5．2 条给出了较详细的说明: 除设计明确说明以标高控制的摩擦型基桩应保证桩长外，其他凡指定桩端持力层的基桩应按设计、监理、施工等单位共同确认收锤标准。并将桩端持力层( 定性) 、最后贯入度( 定量) 或最后1 m ～ 3 m 的每米沉桩锤击数( 定量) 作为主要的收锤控制指标。福建省DBJ 13-86-2007 先张法预应力混凝土管桩基础技术规程第7．1．2 条也给出了类似的意见。综合考虑，该工点采用最后3 振( 1 振为10 击) 的贯入度为主控、桩长为辅的原则。为了检验收锤标准，进场了HD50，HD62 两种规格打桩锤进行试桩，共试验3 根，试桩结束15 d 后采用静载试验进行验证桩基承载力。为了确定贯入度的值，需要确定管桩设计承载力与贯入度的关系。TB 1023-2002 铁路桥涵施工规范的附录C 提供了3 个锤击桩承载力的计算方法，分别是日本的建筑基准法公式、英国的希列( Hiley) 公式、前苏联的格尔谢万诺夫( H．M．TepceaHob) 公式。由于Hiley 公式需要现场测量桩+ 土+ 桩帽三者弹性压缩，本工点收锤时管桩已经打入地下，无法测量，故未采用希列( Hiley) 公式，而是采用前苏联及日本的公式反算贯入度。需要说明的是: 锤击桩贯入度和打桩时选择的落高有着直接的关系，施工中常见收锤结论中一般只是注明了贯入度的值但不注明对应的落高，在现场的施工方和监理方也经常忽视该问题，这是错误的。本工程中HD50 锤采用3 m 的落高，HD62 锤采用2． 5 m 落高。
1) 根据日本建筑基准法公式推算贯入度。
日本建筑基准法公式( 见TB 1023-2002 附录C．0．1) :

其中，［P］为桩基允许承载力，kN，本工点设计为1 300; S 为贯入度，m/击; E 为单次冲击能，kN·m; Q 为锤的冲击部分重力，kN，HD50 取50，HD62 取62; H 为锤冲击部分的落高。
对于冲击能量E，应理解成作用在桩头的冲击能。TB 10203-2002 铁路桥涵施工规范中参考的计算公式为E = 2QH，但广东省《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程条文说明》的第6．5．4条提到Hilley 公式的冲击能量取值为: ( 1．2 ～ 1．3) QH，当送桩时可取QH，实际上打桩锤产品说明书中冲击能大体是按照QH 计算的，综合考虑冲击能量E 按照QH 计算比较合理。HD50 对应3 m落高E = 150 kN·m，HD62 对应2．5 m 落高E = 155 kN·m。
反算得出满足设计要求的贯入度: HD50 为0．31 cm/击，HD62 为0．38 cm/击。
2) 根据前苏联建筑法规公式推算贯入度。
前苏联格尔谢万诺夫( H． M． TepceaHob) 提出的建筑法规公式( 见TB 1023-2002 附录C． 0． 3) 为:

其中，［P］为桩的容许承载力，kN，此处为1 300; m 为安全系数，临时建筑用1．5，永久建筑用2，此处取2; A 为桩身截面积( 空心桩不扣除空心部分面积) ，cm2 ，此处取1 963．5; e 为最终贯入度，cm/击; n 为系数，根据规范提示，取015; Q 为锤的冲击部分重力，kN，HD50 取50，HD62 取62; q 为桩+ 桩帽+ 锤的非冲击部分，kN，HD50 取154．4，HD62 取151．4; K 为恢复系数，根据规范取值0．45; E 为单次锤击能量，kN·cm，同样参照前面的取值，HD50 对应3 m 落高时E = 15 000 kN·cm，HD62 对应2．5 m 落高时E = 15 500 kN·cm。将上述值代入，反算的贯入度如下: HD50贯入度为0．23 cm/击; HD62 贯入度为0．26 cm/击。
另外，为了防止管桩受损，福建省DBJ 13-86-2007 先张法预应力混凝土管桩基础技术规程中规定为总锤击数不超过2 000，最后1 m 锤击数不超过250。而广东省DBJ /T 15-22-2008 锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程第6． 4． 8 条规定: “PHC 桩总锤击数不宜超过2 500，最后1 m 沉桩锤击数不宜超过300”，同时还规定最后贯入度不宜小于20 mm/振。收锤时贯入度大致应该是在上述计算结果之间，即HD50 锤在2．3 cm/振～ 3．1 cm/振，HD62 锤在2．6 cm/振～3．8 cm/振，考虑到打入桩比较密，集群桩的挤土效应会提高桩的承载力，并且打入桩时效恢复后承载力一般会有大幅提高，因此贯入度可适当取大。综上因素，初步确定按照如下参数试桩: HD50 锤30 mm/振( 落高3 m) ，HD62 锤35 mm/振( 落高2．5 m) 。并在管桩时效恢复后进行静载试验，检验参数。
5 ·静载试验情况
在勘查、设计、监理方的共同参加下进行了试桩，3处管桩施工过程均未出现异常: 管桩进入设计标高; 无桩头破损或桩身裂纹现象; 无桩身倾斜或压重回弹; 施工过程贯入度无突然变化现象。试桩结果见表2。

试桩完成后，委托中南大学土木工程检测中心对3 根桩进行静载试验。对A 桩静载试验加载至2 倍设计荷载值后，3根桩的“压力—变形”曲线为缓变型; A 桩累计沉降量为9． 368 mm，回弹3．089 mm; B 桩累计沉降量为7．458 mm，回弹2．459 mm; C 桩累计沉降量为8．252 mm，回弹2．721 mm，由此可见: 各桩单桩竖向抗压极限承载力满足设计要求，所采用的收锤参数可以满足本工程使用要求。