浅析深厚砂层地质情况下引孔压桩法施工技术

浅析深厚砂层地质情况下引孔压桩法施工技术

廖文锋

(福建省麒麟建设工程集团有限公司，福建龙岩364000)

摘要静压PHC管桩具有施工速度快、噪音小和无污染等优点，被广泛地运用于高层建筑的基础工程。但是由 于静压桩机对施工场地要求较高，深厚砂层地质情况较难穿透，需要采用预先引孔的方法辅助静压管桩穿透深厚砂层。 结合工程实例，对深厚砂层地质情况下引孔压桩法施工技术进行详细地分析。实践表明，引孔压桩法能够有效地解决深 厚砂层静压管桩无法穿透的技术难题，确保管桩施工质量。

关键词深厚砂层；引孔压桩法;施工技术;挤土效应

1工程概况

某项目地下1层，地上18~33层，其中1#~4#楼为地 上18层，5#~8#楼为地上33层，总建筑面积为18586.37m2。 结构形式为框剪结构。施工场地相对狭长，场地北侧15m为 市政道路，东侧约8m位置有自来水管道，西侧和南侧约10m 有3~5层的住宅房，周边环境较为复杂。本工程的桩基采用 静压PHC管桩，桩型采用PHC500-125-AB，设计桩尖采用 十字型桩尖，持力层为砂土状强风化花岗岩，单桩竖向抗压 承载力为2500kN，桩端进人持力层深度&1m，有效桩长&12m。

2500kN，施工要求高。

4引孔压桩法确定

根据地勘报告和施工场地实际情况，参建各方经过研究 和讨论决定采用引孔压桩法。即采用长螺旋钻机提前引孔至 砂土状强风化花岗岩以下1m，然后将PHC管桩静压到设计 深度。桩尖形状由十字型改为棱锥形，棱锥形桩尖由6块侧 板组成锥体，桩尖钢板的厚度加厚到20mm，提高桩尖的抗磨 损能力。

5长螺旋引孔原理

引孔机械一般选择长螺旋钻孔机。该设备主要由回转机 构、底盘、操纵室、斜撑杆、卷扬机构、立柱、液压系统、滑轮 组、动力头、行走机构、电气系统和相关的钻具等组成。该设 备的钻头带有切削刃，带有旋转叶片的钻杆和钻头在高压的 催动下对土层进行切削，然后在回转机构的驱动装置作用 下，将切削下来的土块屑顺着旋转叶片的钻杆不断地输送到 施工地面上，而钻具不断地钻进直至要求的地层位置，完成 整个引孔的过程。

2地质条件

根据地质勘察资料显示，施工场地内的岩土层自上而下 依次分布:①素填土，主要由碎砖、废砂浆和粘性土组成，呈 松散状态，层厚0.80~4.60m;②粉质粘土，局部混有碎石，呈 硬塑状态，层厚1.90~7.50m;③粉砂，结构松散，层厚0.90~ 3.20m;④淤泥质粘土，以流塑为主，层厚3.10~6.90m;⑤中 砂，呈密实状态，层厚4.80~10.60m;⑥残积砂质粘性土，层 厚为3.10~11.20m;⑦全风化花岗岩，岩体破碎，层厚0.80~ 4.30m;⑧砂土状强风化花岗岩，层厚为0.80~7.60m;⑨碎块 状强风化花岗岩，层厚为2.10~5.30m;⑩中风化花岗岩，层 厚0.90~17.60m。地下水位高程为7.5m，承压水位为6.5m,地 下水的补给主要靠地表水，地下水对场地影响不大。

6引孔压桩法施工技术

6.1施工准备与测量放线

由于静压桩机对场地的地耐力要求较高，表层的素填土 无法满足机械行走的要求。本工程采用铺设60cm后的碎砖 垫层，采用15t压路机进行碾压，使得施工场地地耐力能够符 合静压机的行走要求。根据桩位的实际坐标，采用全站仪将

3施工主要难点分析

(1)

距离场地相对较近，周边环境较为复杂，考虑到管桩的挤土 效应对周边环境的影响，必须采取一定措施消除挤土效应。

(2)

桩心测放出来，然后订上短钢筋并洒上白灰，桩位复核无误 由于施工场地周边住宅房、自来水管道和市政道路

后上报监理工程师验收合格后方可进人下一道工序。6.2长螺旋钻机就位

由地勘资料可知，⑤中砂的厚度为4.80~10.60m，密 长螺旋钻机型号为DBCFG-B26，引孔孔径为400mm，行

实度为密实状态。该土层的厚度较厚，静压管桩穿透该土层 难度较大。

(3)

12m，桩端进人持力层深度& 1m，还要求单桩承载力满足

走形式为步履式，钻机就位后将底座调整可靠平稳，钻杆应 垂直向下，钻杆中心线与桩心在同一直线上，钻杆上面的零

管桩施工质量控制指标较多，不仅要求有效桩长& 刻度和整米刻度应清晰，钻机不得出现位移或者倾斜现象。

在钻机的横杆上放置1个线锤，使得钻杆的垂直度能够得到

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第7期（总第207期)更好地控制，钻杆的垂直度偏差矣0.5%。6.3钻进成孔

引孔设备钻孔于一■般土层时，其电动机电流控制在60~ 100A，钻进速度为1.2m/min，遇到坚硬土层时，其电动机电流 控制在180A左右，此时应将钻进速度减慢，预防电动机因电 流过载而出现烧毁的现象。当成孔至设计持力层深度时，应 在原位继续旋转1min，接着停止旋转开始提钻。在长螺旋钻 机钻进成孔过程中，应安排专人负责清理螺旋钻叶片上的泥 土，预防因泥土掉落到地上砸到人员。在钻进成孔过程中应 时刻对钻杆的垂直度进行检查，发现偏差超标立即采取一定 的措施进行纠偏。当出现钻杆难以进尺时或者钻杆出现不寻 常的晃动时，应立即减慢钻进的速度，查看地勘资料或者检 查出现该现象的原因，预防钻孔出现倾斜或者跑位的现象。 在成孔的过程中，应根据每米进尺的电流的变化，然后跟地 质情况进行对比检查是否符合地勘报告，如出现异常，应立 即上报技术负责人及总监理工程师，经讨论研究再做决定。 6.4清孔

根据地勘资料和现场提取的渣样显示达到砂土状强风 化花岗岩时，立即通知监理工程师到现场进行持力层的确 定，然后根据钻杆上的标尺可以读取孔洞深度，当持力层确 认后再继续钻进1m，桩长满足& 12m和桩端进人持力层深 度&1m的要求。当确认终孔时，需要对孔洞的垂直度、直径 和深度进行检查，验收合格后可以将钻杆直接放到孔底，接 着慢慢地提钻，注意这个时候不要对钻杆加压，钻杆处于静 止状态，按照2.0m/min的速度进行提钻，尽量将孔底的沉渣 全部带出，接着将孔洞口四周清理干净，然后采用700mmx 700mm的模板将孔洞盖住，确保安全施工。6.5静力压桩

本工程的预应力管桩的沉桩方式为静力压桩，桩机的型 号为YZJ600，移机就位后将桩机调整平稳，用吊车将管桩吊 人桩机上的夹桩器具，接着将管桩慢慢地往下送至离孔洞口 约250mm处，然后电焊工将围挡围好后，将锥形桩尖焊接到 管桩端板，等桩尖冷却后将桩身缓慢压人孔洞内大约500mm 后，在互相垂直的两个方向采用2台经纬仪对桩身的垂直度 进行测量，确保桩身的垂直度偏差控制在0.5%之内，然后启 动静压装置进行送桩。6.6接桩和终止压桩

PHC管桩的接桩采用C02气焊法，先将接桩位置的管桩 端承板上的铁锈和泥巴清理干净，然后对准两节的管桩，使 得其错位偏差矣2mm，接着在管桩四个角位置进行点焊临时 固定，接着由2名焊工对称进行焊接，焊接应分层进行，要求 分层至少2层。接桩的焊缝应连续饱满，不得出现气孔和夹 渣现象。焊缝应等自然冷却之后方可继续沉桩，冷却时间&

地基工程_

8min。当压桩力为5700kN时，发现进尺困难，而且该压桩力 与试桩确定的终止压桩力相符，接着复压3次管桩，复压时 间& 10s，复压完成后总沉降量矣10mm即可停止压桩。

7施工注意事项

(1 )PHC管桩群桩的静力压桩顺序由中间向两边进行施 工，加强对施工完成的管桩的桩顶标高进行测量，发现管桩 上浮现象，应立即进行复压。

(2)

加强对引孔垂直度的监测，孔洞的垂直度偏差控制

在0.5%之内，持力层的确定必须经过监理工程师确认，桩 长& 12m，管桩的桩端进人砂土状强风化花岗岩的深度& 1m，终止压桩力为5700kN，复压3次后的总的沉降量矣10mm。

(3)

加强对引孔完成后孔底沉渣的清理工作，减少吊脚

桩的出现概率。

(4) 先引孔后沉桩，两者的衔接应连续进行，间隔时间矣12h。

(5)

引孔为干作业，在钻进成孔过程应连续不中断，如中

途停钻应将钻头提出地面，预防卡钻现象出现。

(6)

由于场地的土层挤土效应较为明显，在靠近自来水

管道和住宅房一侧设置泄压孔，使得土层的累积附加应力能 够充分释放，确保安全施工。

8结束语

由于本工程施工组织部署较为周密，施工管理很严格， 发现问题立即采用措施进行处理。本工程采用引孔压桩法施 工技术对场地内的工程桩进行施工完成之后，按照规范要 求，对管桩桩身完整性和承载力等项目进行检测，检测结果 均满足设计及规范要求。桩基的桩位偏差也在规范允许的范 围内。桩基施工完成，周边市政道路未出现开裂、自来水管道 未出现变形损坏以及住宅房未出现开裂等现象。实践表明， 对于深厚砂层难以穿透的地质情况和管桩的施工质量控制 标准采用进人持力层一定深度、桩长满足一定长度和单桩承 载力符合一定标准的多指标控制体系的工程项目，采用引孔 压桩法施工技术是行之有效的。该技术不仅施工简便，对周 边环境影响小，还加快施工进度，取得良好的施工效果。

参考文献

[1] 建筑地基基础工程施工质量验收规范：GB50202-2002

[S].北京：中国建筑工业出版社,2002.

[2] 建筑桩基技术规范:JGJ94-20〇8[S].北京：中国建筑工业出

版社，2008.

[3] 董良凤.关于引孔施打的预应力管桩在实际工程中的应

用[J].福建建筑，2016,8(02):35-37.

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