預(yù)應(yīng)力管樁施工在穿越礫質(zhì)粘性土層時，部分區(qū)域會遇到中風(fēng)化、微風(fēng)化球體或夾層，引起斷樁或打裂，難以沉入持力層，須采用采用大直徑風(fēng)動潛孔錘引孔技術(shù)穿越中風(fēng)化、微風(fēng)化球體或夾層。以下簡單介紹一下潛孔錘引孔施工工藝。
一、潛孔錘引孔沉樁工藝與參數(shù)分析
1、潛孔錘引孔沉樁工藝
大直徑潛孔錘在高風(fēng)壓空壓機(jī)的作用下，以壓縮空氣為動力介質(zhì)驅(qū)動其工作的，對硬巖進(jìn)行高頻率破碎沖擊；在氣動潛孔錘鉆進(jìn)過程中，高壓空氣驅(qū)動沖擊器內(nèi)的活塞作高頻往復(fù)運(yùn)動，并將該運(yùn)動所產(chǎn)生的動能源源不斷的傳遞到鉆頭上，使鉆頭獲得一定的沖擊功。鉆頭在該沖擊功的作用下，連續(xù)的對孔底巖石施行沖擊。巖石在該沖擊功的作用下，形成體積破碎。同時，空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣將破碎的巖屑吹出孔外，并且可以冷卻鉆頭。大直徑潛孔錘在塊石、孤石、中風(fēng)化和微風(fēng)化硬巖地層的鉆探中，取得了良好的效果，滿足預(yù)應(yīng)力管樁的順利成樁。大直徑風(fēng)動潛孔錘引孔工藝是將潛孔錘施工技術(shù)與預(yù)應(yīng)力管樁引孔技術(shù)結(jié)合起來，以解決復(fù)雜地層的沉樁難題。
潛孔錘引孔沉樁施工工藝流程如下圖：

a、潛孔錘引孔；

b、潛孔錘鉆進(jìn)至預(yù)定樁深；

c、預(yù)應(yīng)力管樁沉樁；

d、預(yù)應(yīng)力管樁沉樁至持力層。

①引孔樁機(jī)就位保證樁機(jī)垂直度，下放潛孔錘鉆具（如圖1－a）；

②引孔穿透礫石層。啟動空壓機(jī)，進(jìn)行潛孔錘直錘鉆進(jìn)，直至引孔穿過中風(fēng)化或微風(fēng)化球體（如圖1－b）；

③樁機(jī)就位。安裝管樁，進(jìn)行沉樁作業(yè)（如圖1－c）；

④打樁及送樁至強(qiáng)風(fēng)化泥巖層，根據(jù)收錘標(biāo)準(zhǔn)收錘（如圖1－d）。

2、機(jī)具設(shè)備：

根據(jù)工藝要求，為實現(xiàn)大直徑風(fēng)動潛孔錘引孔施工，選用如下配套設(shè)備：

氣動潛孔錘：金箭銘PERAK180高風(fēng)壓潛孔錘；

潛孔鉆頭：金箭銘MB600鉆頭；

鉆桿：直徑508*6米  光桿鉆桿  

空壓機(jī)：1臺阿特拉斯XRHS1096




樁機(jī)：長螺旋鉆機(jī)

 

3、潛孔錘引孔技術(shù)參數(shù)分析

目前，國內(nèi)使用潛孔錘主要以800mm以下居多，大于300mm的鉆孔屬于大直徑潛孔錘鉆進(jìn)范圍。氣動潛孔錘鉆進(jìn)工藝的主要參數(shù)有兩個：風(fēng)壓和風(fēng)量。

這兩個參數(shù)主要是滿足兩方面的要求：

1、滿足驅(qū)動沖擊器碎巖功率的要求；

2、滿足將孔內(nèi)巖屑排出井外，避免重復(fù)破碎。不同水文地質(zhì)條件、鉆孔結(jié)構(gòu)、孔深孔徑參數(shù)對風(fēng)量、風(fēng)壓的需要是不同的，潛孔錘的參數(shù)可按下述方法

選定：

（1）風(fēng)量。

該項目所選沖擊器的額定風(fēng)量為 30m3/min，隨著孔深的增加和孔徑的增大，保證孔底巖屑的排出，減少巖粉的重復(fù)破碎達(dá)到理想的鉆進(jìn)效率，通常要求孔內(nèi)風(fēng)量上返速度=15m/s，此時氣流速度大于巖屑懸浮速度。根據(jù)鉆孔直徑、鉆桿外徑、排渣通道上的上返風(fēng)速等條件，其風(fēng)量可按下式計算：

Q=47.1K1K2（D2 -d2 ）V

式中：

Q———送風(fēng)量m3/min；

K1———孔深修正系數(shù)K1＝1～1.1；

K2——— 孔內(nèi)涌水系K2＝1～1.5；

D———鉆孔直徑；

d———鉆桿外徑；

V———上返風(fēng)速（15～ 25m/s）。

根據(jù)公式，孔口上返風(fēng)速為15m/s，鉆孔深度鉆孔修正系數(shù)取K1＝1.0，孔內(nèi)涌水系數(shù)取K2＝1.5；

（2）風(fēng)壓。金箭銘PERAK180潛孔錘屬高壓潛孔錘，所需風(fēng)壓是1.3～2.4MPa，然而鉆進(jìn)效率的高低是受風(fēng)壓直接影響的，風(fēng)壓越大，其沖擊功越大，碎巖效率越高。

因此完成大直徑風(fēng)動潛孔錘鉆進(jìn)，首先應(yīng)滿足沖擊器工作壓力的要求，使其滿負(fù)荷工作，同時還需要滿足隨著鉆孔深度增加帶來的沿程壓（0.0015MPa/m），克服水位以下的水柱壓力和排除孔內(nèi)巖屑的壓差等要求。