關于引孔施打的預應力管樁在實際工程中的應用

董良鳳

(江門市新會建筑設計院有限公司　廣東江門　529100)

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關于引孔施打的預應力管樁在實際工程中的應用

董良鳳

(江門市新會建筑設計院有限公司廣東江門529100)

對于某些錘擊數大于50擊的強風化巖層，可以優先考慮采用引孔施打預應力管樁基礎。文章結合某工程引孔施打預應力管樁施工的實際應用，探討了施工中采用孔徑比樁徑稍大的引孔打樁的施工方法，并通過該工程施工過程中遇到的問題和采取的處理措施，提出了采用該管樁的若干施工要領。

引孔；修正后的標準貫入錘擊數；鉆孔清底；復打

0　引言

某些工程，強風化巖不深不淺，且標貫錘擊數遠大于60，如果直接用錘擊法施打管樁，樁長可能只有5～6m。更有甚者，強風化巖層埋藏很淺或已裸露，且N(修正后的標準貫入錘擊數，以下同)已達到100、200時，若仍直接使用錘擊法，管樁根本打不進去。在這種情況下，因為持力層埋藏深淺不一，想用筏板基礎是很難實現的。改用挖孔樁基礎也不好，因為中風化巖層埋藏很深，只能采用強風化巖層當持力層，但這樣樁承載力比較低，且需要控制入巖深度，施工較為困難，同時存在造價高、施工周期長的缺點。基此，可以考慮采用引孔錘擊管樁基礎。引孔就是預鉆孔，在預鉆孔內插樁打樁，這種施工方法業界稱為引孔打樁法。引孔打樁的主要目的是減少擠土效應，有時也為了增加樁的入土深度[1]。

對預鉆孔沉樁，預鉆孔孔徑可比樁徑(或方樁對角線)小50～100mm，深度可根據樁距和土的密實度、滲透性確定，宜為樁長的1/3～1/2；施工時應隨鉆隨打；樁架宜具備鉆孔錘擊雙重性能[2]。也有與管樁直徑一樣的孔徑，主要看現場的土質情況、樁直徑、樁密集程度等因素而定。一般情況下，引孔深度不宜超過12m，如果引孔太深，孔的垂直度偏差不易控制，一旦引孔偏斜，管樁下沉時就沿著孔壁下去，很難糾偏，也很容易發生樁身折斷事故[1]。引孔宜用長螺旋鉆機鉆孔；引孔的垂直度偏差不宜大于0.5%；引孔作業和打樁施工應密切配合，隨鉆隨打，引孔和打樁應在同一個工作臺班中完成[1]。施打大面積密集群樁時，應限制打樁速率，沉樁結束后，宜普遍實施一次復打；沉樁過程中應加強鄰近建筑物、地下管線等的觀察、監護[3]。

在實際施工過程中，施工單位一般會選擇孔徑比樁徑稍大的鉆孔機進行引孔施工，即全鉆孔輔助沉樁，這樣樁很容易施打，施工速度快。全鉆孔輔助沉樁主要用于端承樁，如用于摩擦樁會使承載力降低過多[4]。如果孔徑比樁徑小，同時土質又比較好的情況下，管樁較難打下去，而形成吊腳樁概率比較大。

本文主要通過某引孔施打預應力管樁工程實踐，詳細介紹其施工過程及其遇到的困難和解決措施，以供同行借鑒。

1　工程概況

某工程位于廣東省江門市新會區會城鎮，總建筑面積達11 881.74m2，無地下室，地上有兩棟塔樓，均為剪力墻結構(17層)。

場地處于丘陵地帶，大部分坐落于山谷地帶，北部緊靠某山，南部坐落于山坡上，而這次要建造的兩棟塔樓就在地塊的南部山坡上。場地地面起伏不平，鉆孔地面黃海高程為12.48m～14.94m，鉆孔揭露強風化巖層巖面起伏較大，部分埋深3～4m，而部分區域已露出地表，鉆孔柱狀圖詳見圖1～圖3。

該工程最初計劃采用挖孔樁基礎，選取強風化巖層為持力層，但由于挖孔樁勞動強度較大，安全性較差且施工速度慢，成樁周期較長、造價大，經多方協商后，建設單位同意改用引孔施打預應力管樁基礎。

該工程管樁施工不能直接采用錘擊法，因為根據以往的工程經驗，錘擊式預應力管樁一般可打入N≤50的強風化巖層，而該工程巖層的N遠大于50，若直接采用錘擊法，可打入的樁長不能滿足設計要求，因此采用引孔施打的預應力管樁基礎。

2　施工過程及采取措施

該工程采用長螺旋鉆機引孔打樁，選用孔徑比樁徑稍大，且鉆孔和錘擊是分開的2臺機進行管樁沉樁施工，引孔垂直度偏差控制為不大于0.5%；采用的是AB型PHC500管樁，設計選取的樁承載力Qt=1 600kN。

施工工藝流程：鉆機組裝調試→施工放線定位樁位及高程→相關人員復核、驗收建筑物軸線、樁定位→鉆機就位→鉆桿對正樁位→調整鉆桿垂直度→開動電機鉆孔→測量孔深→記錄備案→孔口臨時覆蓋保護→錘擊樁基施工。

預鉆孔施工時，引孔長度按設計要求(該工程引孔長度均小于12m)，當鉆桿落到預定深度后便開始提鉆清孔，清孔時鉆桿為反方向旋轉，向上提土，清孔完畢后及時清理地面附近余土，鉆孔機移位后，錘擊的樁機跟著就插樁施打(對部分未能及時施打管樁的預鉆孔采用厚鋼板做好孔口臨時保護)。

引孔施工的成孔達到設計標高后，對孔深、孔徑、孔壁垂直度、孔底浮土厚度等進行檢查。檢測前準備好檢測工具，測繩等。檢測孔底浮土厚度的檢孔圓板測繩采用鋼絲測繩，測繩直接綁扎在檢孔圓板與檢孔鋼筋頂面；做孔底浮土的檢測時，把檢測器放下去，記錄檢測圓板上測繩的長度，記錄檢孔鋼筋加測繩的長度，鉆孔深度與檢測工具總長度的差值就是浮土厚度(該工程要求孔底浮土厚度宜≤100mm)。

該工程在初期施工過程中發現有一小部分管樁雖然滿足貫入度收錘標準，但仍打不到底，形成吊腳樁(打入樁長小于鉆孔深度)。經核查，吊腳深度為0.5m～1.8m不等。綜合多方數據，分析吊腳樁形成最有可能的原因是：(1)鉆桿反向旋轉提土時，因提升速度及鉆機機身穩定性沒有控制好，部分提起的土又掉下去，孔底浮土沒有清干凈，且沒有檢測孔底浮土厚度，從而造成樁打不到鉆孔底部； (2)在插入管樁過程中，孔壁被擾動，孔壁土跌落孔底；(3)現場記錄員工作失誤導致鉆孔深度記錄數據失真。

隨后，對這些樁(包括打到底的，吊腳的)進行全面復打(在管樁第一次施打完畢10d之后進行)。現場記錄顯示，復打可繼續沉樁0.2m～0.6m不等，第一次復打之后吊腳深度約為0.3m～1.4m，其后又對部分管樁進行第二次復打。后來這些吊腳樁有的打到底了，有的卻還有0.5m～1m左右才到底。施工方為了穩妥起見，經業主及設計同意后，在有吊腳樁的承臺進行補樁處理，以降低承臺內平均單樁承載力，讓樁承載力留有富余。

而且，針對之前出現的鉆孔清底不干凈問題，采取了必要的處理措施：引孔時進行2次或3次清底，即鉆完孔反旋上去之后，鉆桿又旋轉下到孔底，然后直接緩慢提起(此時鉆桿不旋轉)，速度控制在2.0m/min以內，土在鉆桿葉片上被帶了上來(必要時鉆頭要用水噴濕，增大附著力)，把孔底的浮土盡可能清除。在插樁時，要求施工單位必須調整好吊起管樁的垂直度后再緩慢插樁，做到不擾動或少擾動孔壁，同時要求施工單位做好施工組織計劃，保證引孔和打樁在同1臺班內完成。施工單位在嚴格按上述要求進行引孔施工后，管樁都能打到孔底，不存在吊腳樁。該工程絕大部分樁能打到鉆孔深度以下0.5m～1m，甚至是1.8m，但有少量樁只能打到鉆孔深度，即使對樁進行復打，最后的樁長大概也是10m～13m，原因可能是部分孔底的土質已非常堅硬。

3　靜載試驗結果

在完成樁基的施工之后，檢測單位對樁進行單樁豎向抗壓靜載試驗。試驗在管樁施打完畢間歇時間不小于25d后進行，這時樁周土已基本閉合，土對樁已產生摩擦力，試驗數據真實可靠。該工程抽取了3根樁，其中1根是吊腳樁，吊腳深度為0.5m(引孔深度為13m，最后打入樁長度為12.5m)。試驗結果顯示均滿足設計要求，試驗數據詳圖4～6。

從3根樁的試驗數據可以看出，1號樁在荷載為3 200kN時，總沉降量為11.82mm，2、3號樁是14mm，均小于規范要求的40mm，所以樁承載力取Qt=1 600kN滿足設計要求。對于1號樁，吊腳深度為0.5m，但試驗總沉降量只有11.82mm，分析原因最有可能的是引孔時鉆桿反向旋轉提土過程中，鉆桿提升速度及鉆機機身穩定性沒有控制好，部分提起的土又掉下去，且插樁時垂直度沒有調整好，較多孔壁土受擾動滑落加劇孔底浮土的積聚(浮土土質較好)，后來打入樁把樁底浮土夯實(充分壓實后的厚度為0.5m)，因孔底土體已被充分夯實，故靜載試驗時總沉降量不大。

4　結論

(1)雖然規范建議對于引孔施打的預應力管樁，可采用孔徑比樁徑小50～100mm，但在一些特殊工程地質條件下，如場地坐落在山坡上，持力層土質很堅硬，N=70～100甚至幾百，樁端承載力比較大的土質環境中，雖然施工時采取的引孔直徑比樁身直徑稍大，在樁身摩擦力較小的情況下，樁的承載力仍然可以滿足設計要求。

(2)對于孔徑比樁徑大的引孔打樁，樁承載力宜適當降低，因為土對樁的摩擦力較小，取高了偏于不安全。有條件的可先進行工程試樁，通過實測的靜載試驗數據來指導設計及施工。

(3)引孔施工過程中，鉆桿反向旋轉提土時，要控制好提升速度及鉆機機身穩定性，避免提起的土又掉下去，必要時可使用鉆孔機2次或3次清底；2次或3次清底時鉆桿旋轉下到孔底后直接緩慢提起(速度控制在2m/min以內)，必要時可噴濕鉆頭，增大附著力。同時要以認真、負責的態度做好數據記錄，現場數據記錄員人數不應少于2個，相互校對，保證數據的真實、可靠；孔底浮土厚度要滿足設計要求，宜≤100mm。

(4)在插樁時，必須調整好吊起管樁的垂直度后方可緩慢插樁，做到不擾動或少擾動孔壁。同時要求引孔和打樁在同1臺班內完成。

(5)引孔打樁沉樁結束后，宜普遍實施一次復打。

[1]DBJ/T15-22-2008 錘擊式預應力混凝土管樁基礎技術規程(廣東省標準) [S]. 廣州,中國建筑工業出版社2008年.

[2]JGJ94-2008 建筑樁基技術規范[S]. 北京:中國建筑工業出版社,2008.

[3]劉金礪，高文生，邱明兵.建筑樁基技術規范應用手冊[M]. 北京:中國建筑工業出版社,2010:359-359.

[4]史佩棟，高大釗，桂業琨.高層建筑基礎工程手冊[M]. 北京:中國建筑工業出版社,2000:426-426.

董良鳳(1981.11-),女，學士，工程師，主要從事結構設計方面的工作。

About drilling holes was playing prestressed concrete tube piles in practical engineering application

DONGLiangfeng

(Jiangmen Xinhui architectural design institute Co., LTD,Jiangmen 529100)

In this paper, combined with the practical application of the prestressed concrete tube piles in a project, the method of the driving piles in the holes were discussed.The diameter of these holes is slightly larger than the piles to ensure the piles can be drived in the strong weathered rock with high hammer hitting number.The length of the piles meets the design requirements.The reliability was verified by way of field static load tests.The solutions or measures for the issues encountered in process of construct were proposed which these can be taken for reference by our home colleagues.

Drilling holes; The revised standard penetration number; Drilling stripping; After playing

董良鳳(1981.11-),女,工程師。

E-mail:99369660@qq.com

2015-11-30

TU473.1

A

1004-6135(2016)02-0083-04