浅析引孔预应力管桩施工工艺
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摘 要：本文以中铁卓越城一期项目桩基础施工为依据，着重分析了对传统预制桩基础施工方案和工艺的改进，希望为同行提供桩基础施工方面的借鉴。
关键词：桩基础施工技术;工艺创新;方法总结
1 工程概况
（1）本工程为中铁卓越城一期工程，总建筑面积15万㎡，地下室面积4.6万㎡，施工时间为2016年6月，正处于雨季。（2）拟建场地位于成都市天府新区兴隆镇，为闲置农田，地势较开阔、交通便利。场地内无影响工程稳定性的不良地质作用，属稳定场地。（3）场地地基土主要由第四系全新统（Q4ml）杂填土、素填土、耕土、淤泥质土，第四系中下更新统冰水堆积（Q1+2fgl）成因的粉质粘土、粉土、稍密卵石组成，下伏白垩系上统灌口组（K2g）泥岩。
2 初步工艺选择
经调查类似工程，本工程可采用的桩基础有三种形式：①预制PHC管桩②人工挖孔桩③旋挖灌注桩。对三种工艺的测算对比如下：
成本方面，采用预制PHC管桩需865万元，采用人工挖孔桩需1452万元，采用旋挖灌注桩需1374万元，预制PHC管桩最经济。
工期方面，打一根预制桩的时间为20min～30min，远快于人工挖孔桩和旋挖灌注桩，且预制桩不需要在现场等待强度上升，为后续的工作节省了大量时间。
安全文明施工方面，预制桩现场不需要泥浆池，工人也不需要下到孔底，安全文明施工方面也更胜一筹。
经过经济、工期、安全文明施工对比后，初步计划选用预制PHC管桩，为端承桩。
主要工程量， PHC-400AB-95型312根，PHC-500AB-100型983根，PHC-600AB-110型1360根，三种桩型共2655根。单桩承载力分别为1200kN、1800kN、2500kN，桩端持力层均为中风化泥岩，且桩端进入持力层不小于0.5m，有效桩长为6m。
初步施工工艺：测量放线——桩机就位——打桩——接桩——封底
3 试桩
对三种规格的桩型分别做了三根试桩，在试桩过程中发现，按常规PHC管桩施工方法，以最后三阵的贯入度控制收锤，承载力满足设计要求，但桩身入土深度不能满足设计要求，还差1.5m。继续锤击，桩头均发生破裂。结合《建筑桩基技术规范》，经过设计院同意后，有两种解决办法：①改成旋挖灌注桩②在打桩前，先用旋挖钻机引孔，进入中风化岩层，这样管桩方可达到设计深度。
本工程计划采用TRM200旋挖钻机引孔，设计为PHC-400AB-95型的管桩引孔成孔后直径为350mm，设计为PHC-500AB-100型的管桩引孔成孔后直径为450mm，设计为PHC-600AB-110型的管桩引孔成孔后直径为550mm。
引孔深度的要求：引孔需进入中风化岩层300mm以上。在达到预定深度时，需有专人查看岩样情况，确保进入持力层的深度。
引孔措施将增加费用206万元，但该方法仍比旋挖灌注桩经济，施工速度占优，且桩身位置和垂直度因为有引孔的引导，质量更有保障，所以选择了第二种方法。试桩可行后，开始大面施工。
4 施工准备
（1）绘制整个工程的桩位编号图，确定施工顺序，对每一根管桩，计算出理论桩长、入土标高、引孔深度。（2）将场地标高降至承台顶标高以上500mm。（3）做好场地降排水措施。（4）选定管桩供应单位。（5）预备8台HD-62型柴油锤打桩机。
5 施工工艺和方法
5.1 施工工艺
测量放线——钻机引孔——桩机就位——打桩——接桩——封底
5.2 施工方法
5.2.1 测量放线
（1）以测绘院提交的测量控制基准点为控制点，建立闭合导线控制网，闭合导线控制网建立在场地四周;（2）由专职测量人员分批测定标出场地的桩位，其编差不及大于20mm。
5.2.2 钻机引孔
桩位放线并复核完成后，旋挖钻机就位，钻机必须水平、稳固，确保施工中不发生倾斜、移动、沉陷。特别需要注意控制引孔深度。
5.2.3 桩机就位
本工程计划采用的打桩设备为HD-62型柴油锤打桩机，共8台，按计划依次入场。管桩施工控制以贯入度为准，桩长为辅。
5.2.4 打桩
（1）打桩机械按预先的打桩顺序就位后，第一节前桩起吊后，马上焊好桩尖（因引孔内有水，如不焊桩尖，在打桩过程中，孔内水进入桩芯内，桩芯内的水无法释放，就会造成桩芯内水的压力增大，从而导致桩头涨爆），桩就位插入地面后，认真检查桩位及桩身垂直度偏差，桩位偏差不得大于20mm。
（2）施打过程中，应保持桩锤、桩帽和桩身的中心线在同一条直线上，宜重锤低击，锤击高度控制在1.8m～2m。
（3）群桩基础应从中心位置向外施打，承台四周边缘的桩宜待其他桩全部打完后，重新测定桩位再立桩施打。
（4）收锤控制以贯入度为主，桩长为辅。400mm、500mm桩最后3阵（每阵10锤）每阵的貫入度不大于25mm，600mm的桩不大于20mm。
（5）需将管桩打入地面以下的，通过送桩器送桩。
5.2.5 接桩
由于部分区域中风化泥岩埋深较深，单节桩在送桩后仍无法满足贯入度要求时，采用焊接的方法。
5.2.6 封底
为防止桩端水软化持力层，在终桩后12h内往桩孔中灌注高不小于2m的C20混凝土封底。
6 塌孔的解决办法 在后续引孔过程中，因降雨量增大，不断出现塌孔现象，导致钻机沉陷，造成安全隐患，无法继续施工。套管护壁法钻（挖）孔灌注桩通过不断研究，选用了下钢护筒的方法。下每个钢护筒的时间为2min，速度快，不影响总工期，且钢护筒可反复使用。
钢护筒采用10mm厚钢板制作，护筒内径为680mm，护筒长度为6m，护筒配备40套，根据施工进度，逐步安排进场。
护筒定位时应先对桩位进行复核，然后以桩心为中心，定出相互垂直的十字控制桩线，吊放入护筒，保证护筒中心位置与桩中心偏差小于20mm。
使用振动锤压沉钢护筒。护筒长度较长，在振沉过程中可能会因振动而使护筒倾斜。在振沉过程中安排专人用水平尺进行垂直度检查，每下去2m检查一次，发现异常情况及时纠偏，并反复提升、下沉进行纠正。振沉结束后，安排测量人员对护筒中心及桩位进行复核检查，保证桩位偏差在设计允许范围。如测量人员发现护筒中心与桩位偏差超过设计要求，应拔起重新振沉。护筒沉入地面后护筒顶标高应高于施工面200mm～300mm。
打入护筒后，进行旋挖机引孔，引孔按前述引孔工艺进行，引孔完成后对孔进行回填，回填后拔出钢护筒吊至下一桩位施工。
此项措施将增加费用124万元，对总工期无影响。
7 最终的施工工艺
测量放线——下钢护筒——钻机引孔——回填并拔出钢护筒——桩机就位——打桩——接桩——封底
8 达到的效果
本工程桩基础共发生费用1195万元，比旋挖灌注桩经济179万元，比人工挖孔桩经济257万元。工期方面，按原定计划，在两个月内完成了桩基础施工。质量方面，桩身位置和垂直度因为有钢护筒和引孔的引导，得到了更好的控制。桩身完整性检测和静载试验全都合格，满足设计要求。该工艺得到了参建各方的一致认可。
9 结语
综上所述，采用预应力管桩加钻机引孔和钢护筒工艺，相比旋挖灌注桩和人工挖孔桩在经济性、施工速度、安全文明施工、成型质量方面均有较大的优势。在传统预制桩无法满足设计要求的情况下，可以酌情借鉴本工艺。
参考文献：
[1] 范春雷.浅谈桩基础施工技术若干问题[J].黑龙江史志，2010（16）.
[2] 宋莉杰.試论建筑工程土建施工中桩基础技术的应用[J].民营科技，2018（3）.
[3] 赵子赢.桩基础施工工艺概述[J].民营科技，2012（10）.
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