淺析引孔預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝

任斌斌

摘? ? 要：本文以中鐵卓越城一期項(xiàng)目樁基礎(chǔ)施工為依據(jù)，著重分析了對(duì)傳統(tǒng)預(yù)制樁基礎(chǔ)施工方案和工藝的改進(jìn)，希望為同行提供樁基礎(chǔ)施工方面的借鑒。

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)施工技術(shù);工藝創(chuàng)新;方法總結(jié)

1? 工程概況

（1）本工程為中鐵卓越城一期工程，總建筑面積15萬(wàn)㎡，地下室面積4.6萬(wàn)㎡，施工時(shí)間為2016年6月，正處于雨季。（2）擬建場(chǎng)地位于成都市天府新區(qū)興隆鎮(zhèn)，為閑置農(nóng)田，地勢(shì)較開(kāi)闊、交通便利。場(chǎng)地內(nèi)無(wú)影響工程穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用，屬穩(wěn)定場(chǎng)地。（3）場(chǎng)地地基土主要由第四系全新統(tǒng)（Q4ml）雜填土、素填土、耕土、淤泥質(zhì)土，第四系中下更新統(tǒng)冰水堆積（Q1+2fgl）成因的粉質(zhì)粘土、粉土、稍密卵石組成，下伏白堊系上統(tǒng)灌口組（K2g）泥巖。

2? 初步工藝選擇

經(jīng)調(diào)查類似工程，本工程可采用的樁基礎(chǔ)有三種形式：①預(yù)制PHC管樁②人工挖孔樁③旋挖灌注樁。對(duì)三種工藝的測(cè)算對(duì)比如下：

成本方面，采用預(yù)制PHC管樁需865萬(wàn)元，采用人工挖孔樁需1452萬(wàn)元，采用旋挖灌注樁需1374萬(wàn)元，預(yù)制PHC管樁最經(jīng)濟(jì)。

工期方面，打一根預(yù)制樁的時(shí)間為20min～30min，遠(yuǎn)快于人工挖孔樁和旋挖灌注樁，且預(yù)制樁不需要在現(xiàn)場(chǎng)等待強(qiáng)度上升，為后續(xù)的工作節(jié)省了大量時(shí)間。

安全文明施工方面，預(yù)制樁現(xiàn)場(chǎng)不需要泥漿池，工人也不需要下到孔底，安全文明施工方面也更勝一籌。

經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)、工期、安全文明施工對(duì)比后，初步計(jì)劃選用預(yù)制PHC管樁，為端承樁。

主要工程量， PHC-400AB-95型312根，PHC-500AB-100型983根，PHC-600AB-110型1360根，三種樁型共2655根。單樁承載力分別為1200kN、1800kN、2500kN，樁端持力層均為中風(fēng)化泥巖，且樁端進(jìn)入持力層不小于0.5m，有效樁長(zhǎng)為6m。

初步施工工藝：測(cè)量放線——樁機(jī)就位——打樁——接樁——封底

3? 試樁

對(duì)三種規(guī)格的樁型分別做了三根試樁，在試樁過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，按常規(guī)PHC管樁施工方法，以最后三陣的貫入度控制收錘，承載力滿足設(shè)計(jì)要求，但樁身入土深度不能滿足設(shè)計(jì)要求，還差1.5m。繼續(xù)錘擊，樁頭均發(fā)生破裂。結(jié)合《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)院同意后，有兩種解決辦法：①改成旋挖灌注樁②在打樁前，先用旋挖鉆機(jī)引孔，進(jìn)入中風(fēng)化巖層，這樣管樁方可達(dá)到設(shè)計(jì)深度。

本工程計(jì)劃采用TRM200旋挖鉆機(jī)引孔，設(shè)計(jì)為PHC-400AB-95型的管樁引孔成孔后直徑為350mm，設(shè)計(jì)為PHC-500AB-100型的管樁引孔成孔后直徑為450mm，設(shè)計(jì)為PHC-600AB-110型的管樁引孔成孔后直徑為550mm。

引孔深度的要求：引孔需進(jìn)入中風(fēng)化巖層300mm以上。在達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，需有專人查看巖樣情況，確保進(jìn)入持力層的深度。

引孔措施將增加費(fèi)用206萬(wàn)元，但該方法仍比旋挖灌注樁經(jīng)濟(jì)，施工速度占優(yōu)，且樁身位置和垂直度因?yàn)橛幸椎囊龑?dǎo)，質(zhì)量更有保障，所以選擇了第二種方法。試樁可行后，開(kāi)始大面施工。

4? 施工準(zhǔn)備

（1）繪制整個(gè)工程的樁位編號(hào)圖，確定施工順序，對(duì)每一根管樁，計(jì)算出理論樁長(zhǎng)、入土標(biāo)高、引孔深度。（2）將場(chǎng)地標(biāo)高降至承臺(tái)頂標(biāo)高以上500mm。（3）做好場(chǎng)地降排水措施。（4）選定管樁供應(yīng)單位。（5）預(yù)備8臺(tái)HD-62型柴油錘打樁機(jī)。

5? 施工工藝和方法

5.1? 施工工藝

測(cè)量放線——鉆機(jī)引孔——樁機(jī)就位——打樁——接樁——封底

5.2? 施工方法

5.2.1? 測(cè)量放線

（1）以測(cè)繪院提交的測(cè)量控制基準(zhǔn)點(diǎn)為控制點(diǎn)，建立閉合導(dǎo)線控制網(wǎng)，閉合導(dǎo)線控制網(wǎng)建立在場(chǎng)地四周;（2）由專職測(cè)量人員分批測(cè)定標(biāo)出場(chǎng)地的樁位，其編差不及大于20mm。

5.2.2? 鉆機(jī)引孔

樁位放線并復(fù)核完成后，旋挖鉆機(jī)就位，鉆機(jī)必須水平、穩(wěn)固，確保施工中不發(fā)生傾斜、移動(dòng)、沉陷。特別需要注意控制引孔深度。

5.2.3? 樁機(jī)就位

本工程計(jì)劃采用的打樁設(shè)備為HD-62型柴油錘打樁機(jī)，共8臺(tái)，按計(jì)劃依次入場(chǎng)。管樁施工控制以貫入度為準(zhǔn)，樁長(zhǎng)為輔。

5.2.4? 打樁

（1）打樁機(jī)械按預(yù)先的打樁順序就位后，第一節(jié)前樁起吊后，馬上焊好樁尖（因引孔內(nèi)有水，如不焊樁尖，在打樁過(guò)程中，孔內(nèi)水進(jìn)入樁芯內(nèi)，樁芯內(nèi)的水無(wú)法釋放，就會(huì)造成樁芯內(nèi)水的壓力增大，從而導(dǎo)致樁頭漲爆），樁就位插入地面后，認(rèn)真檢查樁位及樁身垂直度偏差，樁位偏差不得大于20mm。

（2）施打過(guò)程中，應(yīng)保持樁錘、樁帽和樁身的中心線在同一條直線上，宜重錘低擊，錘擊高度控制在1.8m～2m。

（3）群樁基礎(chǔ)應(yīng)從中心位置向外施打，承臺(tái)四周邊緣的樁宜待其他樁全部打完后，重新測(cè)定樁位再立樁施打。

（4）收錘控制以貫入度為主，樁長(zhǎng)為輔。400mm、500mm樁最后3陣（每陣10錘）每陣的貫入度不大于25mm，600mm的樁不大于20mm。

（5）需將管樁打入地面以下的，通過(guò)送樁器送樁。

5.2.5? 接樁

由于部分區(qū)域中風(fēng)化泥巖埋深較深，單節(jié)樁在送樁后仍無(wú)法滿足貫入度要求時(shí)，采用焊接的方法。

5.2.6? 封底

為防止樁端水軟化持力層，在終樁后12h內(nèi)往樁孔中灌注高不小于2m的C20混凝土封底。

6? 塌孔的解決辦法

在后續(xù)引孔過(guò)程中，因降雨量增大，不斷出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆機(jī)沉陷，造成安全隱患，無(wú)法繼續(xù)施工。套管護(hù)壁法鉆（挖）孔灌注樁通過(guò)不斷研究，選用了下鋼護(hù)筒的方法。下每個(gè)鋼護(hù)筒的時(shí)間為2min，速度快，不影響總工期，且鋼護(hù)筒可反復(fù)使用。

鋼護(hù)筒采用10mm厚鋼板制作，護(hù)筒內(nèi)徑為680mm，護(hù)筒長(zhǎng)度為6m，護(hù)筒配備40套，根據(jù)施工進(jìn)度，逐步安排進(jìn)場(chǎng)。

護(hù)筒定位時(shí)應(yīng)先對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，然后以樁心為中心，定出相互垂直的十字控制樁線，吊放入護(hù)筒，保證護(hù)筒中心位置與樁中心偏差小于20mm。

使用振動(dòng)錘壓沉鋼護(hù)筒。護(hù)筒長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在振沉過(guò)程中可能會(huì)因振動(dòng)而使護(hù)筒傾斜。在振沉過(guò)程中安排專人用水平尺進(jìn)行垂直度檢查，每下去2m檢查一次，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)糾偏，并反復(fù)提升、下沉進(jìn)行糾正。振沉結(jié)束后，安排測(cè)量人員對(duì)護(hù)筒中心及樁位進(jìn)行復(fù)核檢查，保證樁位偏差在設(shè)計(jì)允許范圍。如測(cè)量人員發(fā)現(xiàn)護(hù)筒中心與樁位偏差超過(guò)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)拔起重新振沉。護(hù)筒沉入地面后護(hù)筒頂標(biāo)高應(yīng)高于施工面200mm～300mm。

打入護(hù)筒后，進(jìn)行旋挖機(jī)引孔，引孔按前述引孔工藝進(jìn)行，引孔完成后對(duì)孔進(jìn)行回填，回填后拔出鋼護(hù)筒吊至下一樁位施工。

此項(xiàng)措施將增加費(fèi)用124萬(wàn)元，對(duì)總工期無(wú)影響。

7? 最終的施工工藝

測(cè)量放線——下鋼護(hù)筒——鉆機(jī)引孔——回填并拔出鋼護(hù)筒——樁機(jī)就位——打樁——接樁——封底

8? 達(dá)到的效果

本工程樁基礎(chǔ)共發(fā)生費(fèi)用1195萬(wàn)元，比旋挖灌注樁經(jīng)濟(jì)179萬(wàn)元，比人工挖孔樁經(jīng)濟(jì)257萬(wàn)元。工期方面，按原定計(jì)劃，在兩個(gè)月內(nèi)完成了樁基礎(chǔ)施工。質(zhì)量方面，樁身位置和垂直度因?yàn)橛袖撟o(hù)筒和引孔的引導(dǎo)，得到了更好的控制。樁身完整性檢測(cè)和靜載試驗(yàn)全都合格，滿足設(shè)計(jì)要求。該工藝得到了參建各方的一致認(rèn)可。

9? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，采用預(yù)應(yīng)力管樁加鉆機(jī)引孔和鋼護(hù)筒工藝，相比旋挖灌注樁和人工挖孔樁在經(jīng)濟(jì)性、施工速度、安全文明施工、成型質(zhì)量方面均有較大的優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)預(yù)制樁無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，可以酌情借鑒本工藝。

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