砂土层中引孔沉桩施工工法
编制人：樊远航 张静波
1、前言
随着城市建设的发展，高层建筑的高度在不断增加。为了提供能满足上部结构荷载要求的单桩承载力，要求桩的入土深度不断增加，桩长已超过50米，给打桩施工带来一定的困难。特别是地层中有浅层的密实砂层，预制管桩无法穿过，施工桩长达不到设计长度，承载力满足不了设计要求。
在淮北张寨小区工程中，地质土层中有浅层（埋深18-27m）的密实粉砂层。静压法压桩施工过程中，出现了管桩不能穿过粉砂层，有效桩长和承载力都满足不了设计要求。为解决这一问题，采用砂土层中引孔沉桩法施工。
2、工法特点
预制管桩是一种挤土桩，预制管桩的压入需要将地下土体压缩来产生空间。特别是在砂土层中施工时，由于砂土层的压缩性小，预制管桩施工时受砂土层挤压严重，致使预制管桩无法穿过砂土层，通常在砂土层中会选用钻孔灌注桩，但此桩施工工期长，工程造价高，因此产生了引孔沉桩施工法的运用，这样能有效的降低挤土效应，使预制管桩能顺利的穿过砂土层，解决了预制管桩的施工难题。
3、适用范围
适用于土层中有很难穿过的粉砂层，直接沉桩法不能施工的工程。
4、工艺原理
利用螺旋钻机预先取土钻孔后，再在预先钻好的孔位上施工静压管桩，能有效降低挤土效应，管桩能顺利的穿透砂土层进入持力层。
5、施工工艺流程及操作要点
施工流程
测量放线→引孔、成孔→桩机就位→吊桩插桩→对中调直→静压沉桩→接桩焊接→再次静压→中止压桩→复压
主要施工方法
5.2.1施工前，严格按图纸用全站仪测设基准点、控制轴线、轴线、桩位，并用300mm长的钢筋系上红线打进土里作为桩位标识，经监理单位对轴线和桩位
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进行复核，确认桩位准确无误后才能施工。
5.2.2引孔前，在桩位标识外10～20m处垂直的架设两台J6经纬仪监测引孔垂直度，保证引孔机钻杆的倾斜度不大于％。引孔机就位，施钻引孔直至把砂层土引穿（实际的引孔深度参照地质勘查报告和现场引孔实际情况确定）。回钻退出的同时清理泥浆至场外，并用木板盖住孔口防止塌孔。
5.2.3预制管桩进场后必须严格按照《预应力管桩图集》和图纸设计要求验收并检查产品合格证书、产品检查报告、尺寸偏差及外观质量。严禁使用质量不合格的管桩。
5.2.4桩机就位后先对准桩孔位置将桩机调平，桩段大致垂直，桩尖入地面后调直，。第一节桩下压前，必须用经纬仪严格控制调直，倾斜率不得大于％，以保证桩的垂直度。
5.2.5下压沉桩，在垂直的两个方向上架设经纬仪，对桩身垂直度进行监测。 5.2.6接桩，当桩头高出地面～1.0m时接桩，接桩前必须先调直上节桩，上下桩保持顺直，上下桩中轴线偏差不得大于2mm。用钢刷刷清对接面，然后对好两节桩的接口进行焊接。施焊应对称、分层进行，焊缝必须饱满。施焊完成后应停留足够时间（8分钟）自然冷却后再继续下压。
5.2.7终桩，当桩送到设计标高位置时，停止压桩，并记录最终压力值。 5.2.8复压，每天沉桩施工结束前，应该对当天施工的桩进行复压一次，防止桩身上浮。
施工要点
5.3.1引孔机施钻引孔过程中，必须根据桩顶标高和工程地质资料，准确控制好引孔深度，引穿砂层土即刻停止，不得超钻而破坏或穿透下层土。
5.3.2压桩施工前，桩的长度配置必须同时考虑桩的引孔深度和工程地质资料反映的桩端持力层深度，在满足设计要求前提下，经济合理的配置桩长。
5.3.3压桩施工过程中，应连续施工一气呵成，压桩中途停歇时间不能过长。在保证桩的有效长度的同时，必须满足桩端进入持力层和桩的终压力值达到设计要求。
5.3.4中止压桩时，如发现终压值过小，但有效桩长已满足要求的桩，应该 在24小时后再补压，检测承载力是否满足要求。
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6、材料和设备 机 具 设 备 表
机械名称 静压机 螺旋钻机 小型挖掘机 交流电焊机 水准仪 全站仪 经纬仪 型号 ZYT-800 JZL-90 / BX-33O S3 GTS-335 J6 7、质量控制
质量保证标准
7.1.1预应力混凝土管桩按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）、《地基基础工程质量验收规范》 (GB50202-2002)检验、施工，且应严格符合《预应力混凝土管桩》(10G409)中的施工及质量检验要求。
7.1.2沉桩施工选择静压法,沉桩标准应按标高控制和压桩力控制相结合的原则，以压桩力控制为主，桩长控制作参考。
质量保证措施
7.2.1放线精确，反复校核各桩位点。 7.2.2钻机钻杆应垂直，垂直度＜％。
7.2.3观察取土土壤的土质和色泽，分辨土质、测量取土深度是否达到要求。 7.2.4 严格控制好引孔深度，不得超钻。引孔深度根据地质报告和现场实际引孔沉桩的效果来确定。
7.2.5把好管桩质量关，每批次管桩的材质、规格、型号、尺寸必须符合设计要求，必须有管桩出厂质保书，经抽样复验合格后方可投入使用。
7.2.6管桩堆放场地要平稳坚实，堆放层数不宜超过四层。堆放位置和方法应根据打桩位置，吊运方式以及打桩顺序等综合考虑。
7.2.7压桩时采用双向经纬仪校正桩身垂直。如发现垂直度超标，应及时调
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数量（台） 1 1 1 2 1 1 2 备注 静压沉桩 引孔 清理引孔泥浆 接桩 控制桩体垂直度 测放桩位 控制桩顶标高 -
整、重新沉桩。
7.2.8接桩均采用钢端板焊接法，接桩前必须先调直上节桩，上下桩保持顺直，上下桩中轴线偏差不得大于2mm。用钢刷刷清对接面，然后对好两节桩的接口进行焊接。施焊应对称、分层进行，焊缝必须饱满。
7.2.9接桩施焊完成后应停留足够时间（8分钟）自然冷却后再继续下压。 7.2.10每天下班前应对当天施工的桩复压一次，防止挤土效应使桩上浮。对于终压值较小但有效桩长已满足要求的桩，应该在24小时后再补压，检测承载力是否满足要求。
8、安全措施
施工完成的引孔加强防护，防止坠落。
进场后，对工地的员工进行安全教育学习，建立有效的安全生产管理体系，对工人进行安全技术交底。
每个员工配备安全帽、安全带及防护设备，配置必要的劳保用品。 机械设备安装完毕后，必须认真检查，试运正常后才施工。
进入施工现场的人员必须戴好安全帽，施工人员上机架必须系好安全带。 施工现场的临时用电必须严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》进行施工，施工用电作的做到三级配电二级保护，并做到一机一闸一漏一锁。
下班后必须断开总电源、并关掉所有开关箱盒电源。
经常检查机械所有油绳，保证油绳的安全使用，同时每半月对施工现场的机械设备进行维修保养。
9、环保措施
优先选用先进的环保机械，尽量使用静压机械，以降低施工噪音至允许范围内，尽量避免夜间和中午时段施工。
引孔产生的泥浆及污水经沉淀池过滤后及时清理出施工场地。 对施工道路进行硬化，防止尘土飞扬污染环境。
10、效益分析
引孔沉桩法的运用，有效的解决了预制管桩在砂土层中很难施工的难题，取代了在砂土层中通常会选用工程造价高、施工工期长的钻孔灌注桩。
11、应用实例
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工程概况
淮北张寨小区工程基础设计桩基础，采用先张法预应力混凝土管桩，桩端采用十字型钢桩尖。设计桩型为PHC-500-AB-125,有效桩长为28m。桩端进入⑧号粉质粘土层,单桩竖向承载力特征值取2000KN。
地质勘查报告显示 ，该工程土层中有⑦号密实粉砂层，层厚在～9.0m，层顶标高处于自然地面以下-18～-23m处。
施工情况
工程前期试打桩施工过程中，采用静压机直接沉桩，桩端很难穿透⑦号土层而进入持力层。在工程桩施工时，选用了引孔沉桩法，引孔直径为400mm。根据该工程地质勘查报告结合引孔的实际情况，确定引孔深度将⑦号土层引穿。在引孔后静压沉桩施工过程中，能很顺利的将管桩压至设计标高，最终压力值也满足承载力要求。在后续进行的单桩竖向抗压静载荷试验中，单桩承载力均满足设计要求。
该桩基工程于2012年4月开工，2012年7月竣工。
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