預應力管樁施工在穿越礫質粘性土層時，部分區域會遇到中風化、微風化球體或夾層，引起斷樁或打裂，難以沉入持力層，須采用采用大直徑風動潛孔錘引孔技術穿越中風化、微風化球體或夾層。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分析
1、潛孔錘引孔沉樁工藝
大直徑潛孔錘在高風壓空壓機的作用下，以壓縮空氣為動力介質驅動其工作的，對硬巖進行高頻率破碎沖擊；在氣動潛孔錘鉆進過程中，高壓空氣驅動沖擊器內的活塞作高頻往復運動，并將該運動所產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，空壓機產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、中風化和微風化硬巖地層的鉆探中，取得了良好的效果，滿足預應力管樁的順利成樁。大直徑風動潛孔錘引孔工藝是將潛孔錘施工技術與預應力管樁引孔技術結合起來，以解決復雜地層的沉樁難題。
潛孔錘引孔沉樁施工工藝流程如下圖：

a、潛孔錘引孔；

b、潛孔錘鉆進至預定樁深；

c、預應力管樁沉樁；

d、預應力管樁沉樁至持力層。

①引孔樁機就位保證樁機垂直度，下放潛孔錘鉆具（如圖1－a）；

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

③樁機就位。安裝管樁，進行沉樁作業（如圖1－c）；

④打樁及送樁至強風化泥巖層，根據收錘標準收錘（如圖1－d）。

2、機具設備：

根據工藝要求，為實現大直徑風動潛孔錘引孔施工，選用如下配套設備：

氣動潛孔錘：金箭銘PERAK180高風壓潛孔錘；

潛孔鉆頭：金箭銘MB600鉆頭；

鉆桿：直徑508*6米  光桿鉆桿  

空壓機：1臺阿特拉斯XRHS1096




樁機：長螺旋鉆機

 

3、潛孔錘引孔技術參數分析

目前，國內使用潛孔錘主要以800mm以下居多，大于300mm的鉆孔屬于大直徑潛孔錘鉆進范圍。氣動潛孔錘鉆進工藝的主要參數有兩個：風壓和風量。

這兩個參數主要是滿足兩方面的要求：

1、滿足驅動沖擊器碎巖功率的要求；

2、滿足將孔內巖屑排出井外，避免重復破碎。不同水文地質條件、鉆孔結構、孔深孔徑參數對風量、風壓的需要是不同的，潛孔錘的參數可按下述方法

選定：

（1）風量。

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

Q=47.1K1K2（D2 -d2 ）V

式中：

Q———送風量m3/min；

K1———孔深修正系數K1＝1～1.1；

K2——— 孔內涌水系K2＝1～1.5；

D———鉆孔直徑；

d———鉆桿外徑；

V———上返風速（15～ 25m/s）。

根據公式，孔口上返風速為15m/s，鉆孔深度鉆孔修正系數取K1＝1.0，孔內涌水系數取K2＝1.5；

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

因此完成大直徑風動潛孔錘鉆進，首先應滿足沖擊器工作壓力的要求，使其滿負荷工作，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巖屑的壓差等要求。