高压气动锤潜孔引孔应用技术

梁兆汉

（广东省第一建筑工程有限公司）

0 引言

引孔在管桩中是因为地层中有较为密实的地质层位,在静压或锤击施工中无法穿透,而由于抗拔或抗震需要必须到达设定的持力层，处理方法有两种：①改桩位（避开孤石），将桩位变更至没有孤石的位置，桩承台相应作出变更；②引孔（预先将桩位下埋藏的孤石处理掉，打爆的孤石、穿透孤石层），保证能够按图纸设计位置进行工程桩施工，桩位和桩承台无需变更。实践表明：当地下埋藏孤石相对较多时，采用引孔技术处理是比较可行和经济合理的技术措施（在其它桩型个案当中，如钻孔桩、旋挖桩遇孤石也有采用潜孔引孔技术）。

常用的引孔方法主要有：①采用岩芯钻机引孔打穿孤石（密实地层）后再进行打桩；②高压气动锤穿透孤石；③回转钻切削穿透孤石层；④水冲法先压到密实夹层后不易进尺，此时用空压机将高压水枪从管桩中心伸到桩底，注水冲松地层，再行打桩。实践工程中采用高压气动锤穿透孤石。

1 工程概况

珠海某山边靠海的一高层外资商业住宅工程项目，2 层地下室，地基基础分部工程中采用高强预应力PHC管桩基础。地质报告显示地下埋藏孤石较多，深浅与大小不一；根据设计图纸管桩施工中采用引孔技术处理遇孤石难题。

地质报告显示，由地面以下土质分别为：块石回填土、粉砂、淤泥质土、粉质粘土、淤泥质粘土、中砂、粉质粘土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩。

2 工作原理

气动潜孔锤的工作原理：在气动潜孔锤钻进过程中，高压空气驱动冲击器内的活塞作高频往复运动，将该运动所产生的动能源源不断的传递到钻头上，使钻头获得一定的冲击功。钻头在该冲击功的作用下，连续对孔底岩石施行冲击，岩石在该冲击功的作业，形成体积破碎，从而达到引孔目的（为桩基施工扫清障碍）。

3 施工工艺

3.1 机械设备及材料准备

⑴专业引孔机具：如表1 所示，主要包括潜孔锤凿岩钻机、空气压缩机、潜孔锤、配套钻具等。

表1 大直径潜孔锤潜孔施工机械设备配套

⑵主要工具：钢丝绳、钢垫板等。

⑶测量工具：全站仪、J2 经纬仪、S3 水准仪、北斗卫星定位仪、木折尺、钢卷尺、标尺等。

3.2 施工工艺流程

高压气动锤引孔施工工艺流程如下：平整场地→桩位测量定位→潜孔机安装、调试、就位→打孔（引孔）→打孔机移位（下一桩位）→桩孔填土。

⑴场地平整：施工前，对施工场地进行平整，以方便桩机顺利行走；对局部软弱部位换填，保证场地密实、稳固，确保桩机施工时不发生偏斜。

⑵桩位测量定位：测点放样前，认真做好内业准备工作，校正仪器设备，拟定施测方案；桩位测量完成后，提交复核，无误后交付现场使用。

⑶引孔桩机安装、就位、调试：设备吊装由专人指挥，做到平稳，轻起轻落，非作业人员撤离作业范围；引孔钻机就位后，采用液压系统调平，水平尺校正水平度，确保始终保持桩机水平；桩机设备使用前进行检修，并进行试运转。

⑷潜孔：桩机就位后，首先将潜孔锤钻头对准桩位并调好垂直度；下放潜孔锤，启动空压机，进行潜孔锤钻进；启动空压机驱动潜孔锤开钻初钻时，应低速钻进，应经常复核钻杆的垂直度，并应及时调整；潜孔过程中，控制潜孔锤下沉速度，派专人观察钻具的下沉速度是否异常，钻具是否有挤偏的现象，若出现异常情况应分析原因，及时采取措施；潜孔过程中，派专人从相交垂直方向同时吊二根垂线，校核钻具垂直度；做好现场施工记录，包括潜孔桩号、桩径、桩长、施工时间等。

⑸孔口清理岩屑：潜孔过程中，空压机产生的压缩空气兼作洗井介质，将潜孔锤破碎的岩屑携出孔内并堆积在孔口，现场派人不间断进行孔口岩渣清理；清理出的岩屑呈颗粒状，应集中堆放及时外运。

⑹潜孔穿透硬岩层：潜孔过程中，注意观察钻进速度和孔口岩屑排出情况，按每条管桩所需要深度潜孔深度控制引孔标高位置；潜孔满足管桩深度要求后，即停止引孔，拔出钻具；拔出钻具时，空压机正常工作，边锤击、边旋转、边上拔，使孔内岩屑顺利排出，同时防止钻具上拔时卡钻。

⑺孔回填土：潜孔完成机具拔出后需及时进行回填土，回填深度同地面为准。潜孔完成，应该进行管桩试打，以检验潜孔工艺对钢板桩施工效果，以便及时补孔。

4 质量注意事项

4.1 桩位偏差

⑴潜孔桩位由测量工程师现场测量旗线；

⑵钻机就位时，认真校核潜孔锤对位情况，如发现偏差超标，及时调整。

4.2 桩身垂直度

⑴潜孔钻机就位前，进行场地平整、密实，防止钻机出现不均匀下沉导致引孔偏斜；

⑵钻机用水平尺校核水平，用液压系统调节支腿高度；

⑶潜孔时，采用二个垂直方向吊垂线校核钻具垂直度，确保垂直度满足要求。

4.3 潜孔

⑴潜孔过程中，控制潜孔锤下沉速度，派人观察钻具的下沉速度是否异常，钻具是否有挤偏的现象，若出现异常情况应分析原因，及时采取措施。

⑵潜孔时，由于钻具直径相对较大，潜孔过程中钻杆与孔壁间的环状孔隙小，对孔壁稳定有一定的作用。担在提钻时，由于风压大，对孔壁稳定有一定的破坏作用，此时应控制提升速度，防止引起孔壁坍塌。

⑶潜孔时，派人及时清理孔口岩渣，防止岩渣二次入孔，造成孔口堆积、重复破碎，防止埋钻现象发生。

5 减小引孔造成不得影响的施工控制方法

⑴通过跳也引孔的施工顺序，减小挤土效应。

⑵测量放线是保证引孔质量的重要环节，根据施工图和建筑红线及业主管理方移交的控制点精确施放各轴线和桩柱，然后在桩位钉上铁钉做好标志，并报告监理单位验线，复核桩位。

⑶根据桩位普查地质勘测报告资料，做好引孔深度的控制，确保工程桩施工顺利。

⑷改进桩尖，改用锥形桩尖，加强破土能力。

⑸采用与设计桩一样大的引孔钻头，引孔施工完成后，用安全挡板覆盖，减少杂物附落。

6 安全

施工前应进行安全技术交底，使操作人员清楚地认识到该工程应注意哪些不利因素，并加以高度预防。施工过程中每天班组坚持班前安全例会，交待安全注意事。

⑴机械设备操作人员必须经过专业培训，熟练机械操作性能，经专业管理部门考核取得操作证后上机操作。

⑵机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程，工作时集中精力，谨慎工作，不擅离职守，严禁酒后操作。

⑶作业前，检查机具的紧固性，不得在螺栓松动或缺失状态下启动，作业中，保持钻机液压系统处于良好的润滑。

⑷引孔前，以桩机的前端定位，调整导轨与钻具的垂直度。

⑸当外机移位时，施工作业面保持基本平整，现场统一指挥，无关人员撤离作业现场，避免发生桩机倾倒伤人事故。

⑹机械设备发生故障后及时检修，严禁带故障运行和违规操作，杜绝机械事故。

⑺现场所有施工人员按要求做好个人安全防护，高空作业时系好安全全带，特种人员佩戴专门的防护用具。孔口清理人员佩戴防护镜，防止孔内吹出岩屑伤害眼睛。

⑻现场用电由专业电工操作，持证上岗，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。电工有权制止违反用电安全的行为，严禁违章指挥违章作业。

⑼所有现场作业人员和机械操作手严禁酒后上岗。

⑽施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳动保护用品必须经常检查，确保完好和使用安全。

⑾对已施工完成的引孔采用孔口覆盖、回填泥土等方式进行防护，防止人员落入孔洞受伤。

7 工程检测结果

土方开挖后，按《规范》要求以工程桩分别进行了桩位偏差测量、低应变、静载检测。结果表明，高强预应力PHC 工程管桩承载力均全部满足设计要求，桩身完整率100%，全部为Ⅰ类桩，桩基工程良好，达到设计和规范要求。

8 结语

采用高压气动锤潜孔引孔，解决了桩下埋藏孤石难题，为静压管柱施工清除了障碍，施工进度快，操作简易，经济效果好，获得参建各方的一致认可，值得社会推广应用的建筑技术。