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摘要：本文结合河南省某市花园小区4-6号楼工程预应力管桩施工的实际，对施工中采用的先引孔后压桩法等施工技术和施工工艺，可使桩穿过砂层进入可靠的持力层,以确保施工质量和施工工期。
关键词：引孔压桩持力层
1工程概况
1.1工程概述
河南省某市花园小区4-6号楼工程，地下室 1层，地上32层，共有 6栋，建筑面积 110000m2. 。结构设计采用框剪结构，设计桩基础采用静压 PHCΦ500-125AB型预应力管桩，单桩承载力特征值 R＝2200KN，设计有效桩长≥12m，设计桩端持力层为强风化岩，桩数共计 1238条。
1.2场地水文地质条件和周边环境条件本工程场地地质主要特征。
由上至下大致分别为：3.0m杂填土和淤泥质土；8.0m中粗砂层；3.0m粉质粘土层；3.0m全风化岩层； 0.7～13.10m强风化岩层；0.5～19.90m中风化岩层；0.5～3.80m微风化岩层，夹层较多，地质情况复杂，地下水位较高。
2 预应力管桩的特点 2.1 管桩工地机械化施工程度高，现场整洁，不会发生钻孔灌注桩工地泥浆满地流的脏污情况，也不会出现人工挖孔桩工地到处抽水和堆土运土的忙乱景象，可以24小时连续施工。 2.2 管桩施工速度快，一台打桩机每台班至少可打7-8根桩，可完成20000kN以上承载力的桩基工程。由于建设工期缩短，创造了时间效益，从而降低工程造价。 2.3 施工中由于压桩引起的应力较小，且桩身在施工过程中不会出现拉应力，桩头一般都完好无损，复压较为容易。 2.4 单桩承载力高。由于挤压作用，管桩承载力要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高。 2.5 对持力层起伏变化大的地质条件适应性强。因为管桩桩节长短不一，通常4-16m一节，搭配灵活，接长方便，在施工现场可随时根据地质条件的变化调整接桩长度，节省用桩量。 2.6 运输吊装方便，接桩快捷。管桩节长一般在13m以内，桩身又有预压应力，起吊时用特制的吊钩勾住管桩的两端就可方便地吊起来。
3．施工要点
⑴根据设计要求，本工程基础采用静压预应力管桩，桩端持力层为强风化岩，单桩承载力特征值 R＝2200KN，有效桩长≥12m，而地下室开挖深度约 6m，即要求从自然地面算起实际有效桩长≥18m，既要满足单桩承载力要求，又要满足单桩有效桩长要求，属于双控指标的端承桩和摩擦桩复合受力桩体。而场地地质情况表明流砂层较厚，强风化岩面持力层埋深较浅，如果按一般的压桩工艺只能入强风化 50cm左右，仅仅满足单桩承载力要求，无法满足设计最小有效桩长，而要达到设计有效桩长就必须穿入强风化岩层，则一般压桩工艺无法做到。如何同时满足设计单桩承载力及有效桩长是确保本工程桩基础施工质量的关键。
⑵本工程地下室基础占地面积约 4500m 2，设计桩基础采用静压 PHCΦ500-AB-125预应力管桩 1238条。管桩分布比较密，尤其是电梯间的核心筒更加密集。如何避免压桩过程中桩基上浮和重新复压的现象，从而保证单桩承载力和施工工期尤为重要。
4．施工方案选择
按照预应力管桩基础施工规范和设计要求，正式压桩施工开始前，根据地质资料选择三根压桩难度较大的桩位进行试压桩，以确定桩基施工的参数。结果当桩长达到 15～17m时，桩端已进入强风化岩持力层，桩的终压力值已经达到 5500KN，无法继续下压沉桩至设计要
求的最小有效桩长 18m。
结合引孔压桩法的工艺要求和本工程的实际情况，采用先引孔后压桩法施工，即压桩前先采用 Φ400孔径的 ZKJ20引孔机引孔至设计要求实际有效桩长 -18m处以下，再进行压桩施工。
⑴引孔压桩法针对地质情况比较复杂，有粘土、砂层、岩层相互交替，夹层较多，桩端持力层较浅，压桩机无法穿透的情况，很难达到设计有效桩长的要求。
⑵引孔压桩法在压桩施工前，引孔机能够穿透一般压桩机正常施工无法的强风化岩，引孔深度达到設计要求的最小有效桩长，给后续压桩施工做好准备，能够顺利保证压桩施工达到有效桩长后，只控制桩端持力层岩样和桩的终压力值 R＝5500KN即可。
⑶引孔后再压桩，可以减小一般压桩工艺在施工过程中对土壤的挤压效应，因为在静压桩施工前，引孔机已经按照桩位把整个桩孔的土壤取出来，形成一个相对孔洞，在静压桩施工时桩对土壤的摩擦挤压力大大减小。从而避免管桩的上浮和复压现象的发生。
5．施工工艺
5.1施工流程
桩基础施工流程见下图：
5.2主要施工方法和质量技术要求
⑴施工前，严格按图纸放设基准点、控制轴线、轴线、桩位，并用 300mm长 φ6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进行复核，确认桩位准确无误后才能施工。
⑵引孔前，在桩位标识外 7～10m处引两个作固定点监测其是否偏位，同时设两垂线监测其垂直度。引孔机就位，施钻引孔至设计要求实际有效桩长 -18m处以下。回钻退出的同时清理泥浆至场外，并用 500×500mm木板盖住孔口防塌孔。
⑶管桩进场后必须按照《预应力砼管桩基础技术规程》逐根验收并检查产品合格证书、产品说明书、尺寸偏差及外观质量。严禁使用质量不合格及在吊运过程中产生裂缝的管桩。
⑷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，当桩入土 50cm时再直桩及调节器平桩机操作平台。第一节桩下压前，必须用两向吊线严格对中调直，倾斜率不得大于 0.5％，保证桩的垂直度。静压桩过程中应设立固定标志监测桩是否有偏移，若偏移超过规范允许值，必须拔起重新对中。
⑸下压沉桩，在垂直的两个方向上放设吊线锤，对桩身垂直度进行监测。静压沉桩当第一根管桩桩顶距地面 0.5～1.0m时，按照设计要求灌筑 C20混凝土1000mm厚封桩底。压桩过程中指挥员需以目视锤铊线与桩中线对比，及时指挥桩机调直。
⑹接桩，当桩头高出地面 0.5～1.0m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，用钢刷对接面刷清，然后对好两节桩的接口进行烧焊，施焊应对称、分层进行并不少于两层，要用尖锺把虚焊锺掉，停留足够时间（8分钟）自然冷却后再继续下压。
⑺终桩。当压桩力达到设计要求持力层终压力5500KN时进行复压，当连续复压 5次，每次桩身下沉量不大于 3cm时，方可以终压。当压力达到终压力时，需复压 3次，每次复压时间不小于 10秒。
⑻截桩头，终桩后高出地面的管桩桩头要用割桩机割断，并且把桩头部分敲打到地面以下，保证压桩机长短船压不到的位置。
5.3施工注意事项
⑴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为
-18m以下，同时不得超钻而破坏或穿透桩端持力层岩样，造成桩端承载力无法满足设计要求。
⑵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。
⑶压桩施工过程中，应连续施工一气呵成，压桩中途停歇时间≯1h。在保证桩的有效长度的同时，必须满足桩端持力层为强风化岩和桩的终压力值为 5500KN。
⑷压桩过程中，应采用水平仪观测已施工的管桩是否有浮桩。如有浮桩必须重新放线定桩标识复压。
6．施工体会
⑴本工程采用先引孔后压桩法进行静压预应力管桩施工，解决了在复杂特殊的地质条件下，静压预应力管桩施工有效桩长和单桩承载力不够的难题，从而满足设计有效桩长和单桩承载力要求，保证了桩基础施工质量。
⑵本工程采用先引孔后压桩法进行静压预应力管桩施工，有效地减少了静压桩施工过程中对土壤的挤压，避免了管桩的偏移和上浮而需要进行复压的情况损失，从而确保了桩基础施工质量和施工工期。
关键词：引孔压桩持力层
1工程概况
1.1工程概述
河南省某市花园小区4-6号楼工程，地下室 1层，地上32层，共有 6栋，建筑面积 110000m2. 。结构设计采用框剪结构，设计桩基础采用静压 PHCΦ500-125AB型预应力管桩，单桩承载力特征值 R＝2200KN，设计有效桩长≥12m，设计桩端持力层为强风化岩，桩数共计 1238条。
1.2场地水文地质条件和周边环境条件本工程场地地质主要特征。
由上至下大致分别为：3.0m杂填土和淤泥质土；8.0m中粗砂层；3.0m粉质粘土层；3.0m全风化岩层； 0.7～13.10m强风化岩层；0.5～19.90m中风化岩层；0.5～3.80m微风化岩层，夹层较多，地质情况复杂，地下水位较高。
2 预应力管桩的特点 2.1 管桩工地机械化施工程度高，现场整洁，不会发生钻孔灌注桩工地泥浆满地流的脏污情况，也不会出现人工挖孔桩工地到处抽水和堆土运土的忙乱景象，可以24小时连续施工。 2.2 管桩施工速度快，一台打桩机每台班至少可打7-8根桩，可完成20000kN以上承载力的桩基工程。由于建设工期缩短，创造了时间效益，从而降低工程造价。 2.3 施工中由于压桩引起的应力较小，且桩身在施工过程中不会出现拉应力，桩头一般都完好无损，复压较为容易。 2.4 单桩承载力高。由于挤压作用，管桩承载力要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高。 2.5 对持力层起伏变化大的地质条件适应性强。因为管桩桩节长短不一，通常4-16m一节，搭配灵活，接长方便，在施工现场可随时根据地质条件的变化调整接桩长度，节省用桩量。 2.6 运输吊装方便，接桩快捷。管桩节长一般在13m以内，桩身又有预压应力，起吊时用特制的吊钩勾住管桩的两端就可方便地吊起来。
3．施工要点
⑴根据设计要求，本工程基础采用静压预应力管桩，桩端持力层为强风化岩，单桩承载力特征值 R＝2200KN，有效桩长≥12m，而地下室开挖深度约 6m，即要求从自然地面算起实际有效桩长≥18m，既要满足单桩承载力要求，又要满足单桩有效桩长要求，属于双控指标的端承桩和摩擦桩复合受力桩体。而场地地质情况表明流砂层较厚，强风化岩面持力层埋深较浅，如果按一般的压桩工艺只能入强风化 50cm左右，仅仅满足单桩承载力要求，无法满足设计最小有效桩长，而要达到设计有效桩长就必须穿入强风化岩层，则一般压桩工艺无法做到。如何同时满足设计单桩承载力及有效桩长是确保本工程桩基础施工质量的关键。
⑵本工程地下室基础占地面积约 4500m 2，设计桩基础采用静压 PHCΦ500-AB-125预应力管桩 1238条。管桩分布比较密，尤其是电梯间的核心筒更加密集。如何避免压桩过程中桩基上浮和重新复压的现象，从而保证单桩承载力和施工工期尤为重要。
4．施工方案选择
按照预应力管桩基础施工规范和设计要求，正式压桩施工开始前，根据地质资料选择三根压桩难度较大的桩位进行试压桩，以确定桩基施工的参数。结果当桩长达到 15～17m时，桩端已进入强风化岩持力层，桩的终压力值已经达到 5500KN，无法继续下压沉桩至设计要
求的最小有效桩长 18m。
结合引孔压桩法的工艺要求和本工程的实际情况，采用先引孔后压桩法施工，即压桩前先采用 Φ400孔径的 ZKJ20引孔机引孔至设计要求实际有效桩长 -18m处以下，再进行压桩施工。
⑴引孔压桩法针对地质情况比较复杂，有粘土、砂层、岩层相互交替，夹层较多，桩端持力层较浅，压桩机无法穿透的情况，很难达到设计有效桩长的要求。
⑵引孔压桩法在压桩施工前，引孔机能够穿透一般压桩机正常施工无法的强风化岩，引孔深度达到設计要求的最小有效桩长，给后续压桩施工做好准备，能够顺利保证压桩施工达到有效桩长后，只控制桩端持力层岩样和桩的终压力值 R＝5500KN即可。
⑶引孔后再压桩，可以减小一般压桩工艺在施工过程中对土壤的挤压效应，因为在静压桩施工前，引孔机已经按照桩位把整个桩孔的土壤取出来，形成一个相对孔洞，在静压桩施工时桩对土壤的摩擦挤压力大大减小。从而避免管桩的上浮和复压现象的发生。
5．施工工艺
5.1施工流程
桩基础施工流程见下图：
5.2主要施工方法和质量技术要求
⑴施工前，严格按图纸放设基准点、控制轴线、轴线、桩位，并用 300mm长 φ6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进行复核，确认桩位准确无误后才能施工。
⑵引孔前，在桩位标识外 7～10m处引两个作固定点监测其是否偏位，同时设两垂线监测其垂直度。引孔机就位，施钻引孔至设计要求实际有效桩长 -18m处以下。回钻退出的同时清理泥浆至场外，并用 500×500mm木板盖住孔口防塌孔。
⑶管桩进场后必须按照《预应力砼管桩基础技术规程》逐根验收并检查产品合格证书、产品说明书、尺寸偏差及外观质量。严禁使用质量不合格及在吊运过程中产生裂缝的管桩。
⑷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，当桩入土 50cm时再直桩及调节器平桩机操作平台。第一节桩下压前，必须用两向吊线严格对中调直，倾斜率不得大于 0.5％，保证桩的垂直度。静压桩过程中应设立固定标志监测桩是否有偏移，若偏移超过规范允许值，必须拔起重新对中。
⑸下压沉桩，在垂直的两个方向上放设吊线锤，对桩身垂直度进行监测。静压沉桩当第一根管桩桩顶距地面 0.5～1.0m时，按照设计要求灌筑 C20混凝土1000mm厚封桩底。压桩过程中指挥员需以目视锤铊线与桩中线对比，及时指挥桩机调直。
⑹接桩，当桩头高出地面 0.5～1.0m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，用钢刷对接面刷清，然后对好两节桩的接口进行烧焊，施焊应对称、分层进行并不少于两层，要用尖锺把虚焊锺掉，停留足够时间（8分钟）自然冷却后再继续下压。
⑺终桩。当压桩力达到设计要求持力层终压力5500KN时进行复压，当连续复压 5次，每次桩身下沉量不大于 3cm时，方可以终压。当压力达到终压力时，需复压 3次，每次复压时间不小于 10秒。
⑻截桩头，终桩后高出地面的管桩桩头要用割桩机割断，并且把桩头部分敲打到地面以下，保证压桩机长短船压不到的位置。
5.3施工注意事项
⑴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为
-18m以下，同时不得超钻而破坏或穿透桩端持力层岩样，造成桩端承载力无法满足设计要求。
⑵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。
⑶压桩施工过程中，应连续施工一气呵成，压桩中途停歇时间≯1h。在保证桩的有效长度的同时，必须满足桩端持力层为强风化岩和桩的终压力值为 5500KN。
⑷压桩过程中，应采用水平仪观测已施工的管桩是否有浮桩。如有浮桩必须重新放线定桩标识复压。
6．施工体会
⑴本工程采用先引孔后压桩法进行静压预应力管桩施工，解决了在复杂特殊的地质条件下，静压预应力管桩施工有效桩长和单桩承载力不够的难题，从而满足设计有效桩长和单桩承载力要求，保证了桩基础施工质量。
⑵本工程采用先引孔后压桩法进行静压预应力管桩施工，有效地减少了静压桩施工过程中对土壤的挤压，避免了管桩的偏移和上浮而需要进行复压的情况损失，从而确保了桩基础施工质量和施工工期。