淺析錘擊管樁施工配樁

張邦深

（廈門市城市建設(shè)發(fā)展投資有限公司）

1 項目概況

廈門現(xiàn)代服務(wù)業(yè)基地工程項目，多層建筑及純地下室區(qū)域基礎(chǔ)采用錘擊預(yù)應(yīng)力（PHC）管樁，樁型PHC500-125-AB，為一體化樁尖。樁端以全風化花崗巖或砂礫狀強風化花崗巖作為樁端持力層。采用錘擊法施工，錘擊樁設(shè)計收錘標準為：最后三陣（每陣10擊）的累計貫入度不大于50mm且最后1m的總錘擊數(shù)不大于250 擊，每根樁的總錘擊數(shù)不大于2000 擊。

2 土層地質(zhì)情況

根據(jù)《廈門現(xiàn)代服務(wù)業(yè)基地（丙洲片區(qū)）統(tǒng)建區(qū)工程巖土工程勘察報告》，各巖土體的分布及其特征（摘取主要土層）如下：

⑴填土①（Q4ml）。

⑵海積層（Q4m）層（淤泥②）。

⑶沖洪積土③（Q4al+pl)：

粗砂③1；

粉質(zhì)黏土③2；

卵石③3。

⑷殘積砂質(zhì)粘性土④（Qel）：實測錘擊數(shù)范圍值N=19.0～28.0擊，平均值N=24.2擊，錘擊數(shù)經(jīng)桿長修正后范圍值N=13.7～20.2擊，平均值N=17.4擊。

⑸全風化花崗巖⑤（γ52(3)c）：巖芯呈堅硬土狀。巖石質(zhì)量指標RQD=0，巖石堅硬程度為極軟巖，巖體完整程度為極破碎，巖體結(jié)構(gòu)類型為散體狀結(jié)構(gòu)，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ類。揭露厚度1.50～6.40m，平均厚度3.71m，層頂埋深12.90～21.90m，層頂標高-13.18～-4.07m，層底標高-18.43～-7.67m。于本層標準貫入試驗126次，實測錘擊數(shù)范圍值N=31～49擊，平均值N=42.2擊，標準值N=41.5擊，錘擊數(shù)經(jīng)桿長修正后范圍值N=21.5～35.6擊，平均值N=29.5擊，標準值N=29.0擊。

⑹強風化花崗巖⑥(γ52(3)c)

砂礫狀強風化花崗巖⑥1：揭露厚度3.40～21.30m，平均厚度10.65m，層頂埋深15.10～26.20m，層頂標高-18.43～-7.67m，層底標高-34.21～-16.27m。于本層標準貫入試驗340次，實測錘擊數(shù)范圍值N=50～109擊，平均值N=80.1擊，標準值N=78.8擊，錘擊數(shù)經(jīng)桿長修正后范圍值N=34.2～84.5擊，平均值N=53.1擊，標準值N=52.3擊。

碎塊狀強風化花崗巖⑥2：巖石質(zhì)量指標RQD=0～10，巖石堅硬程度為軟巖～較軟巖?？碧?4個鉆孔有揭露，揭露厚度0.60～13.30m(局部未揭穿)，平均厚度3.16m，層頂埋深25.00～44.70m，層頂標高-34.21～16.27m，層底標高-40.90～19.55m。于本層取46組巖樣進行室內(nèi)巖石點荷載試驗，抗壓強度范圍值為6.5～23.3MPa，平均值14.5MPa，標準值為13.4MPa。該層壓縮性很低，力學強度高，工程性能好?？辈鞎r該層中未遇臨空面、空洞及軟弱夾層。

⑺中風化花崗巖⑦（γ52（3）c）：巖芯采取率75%～95%，RQD=70～90，屬于較硬巖～堅硬巖，巖體結(jié)構(gòu)類型為塊狀結(jié)構(gòu)，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅲ～Ⅳ類。本次勘察該層72個鉆孔有揭露，揭露厚度5.70～11.30m，層頂埋深22.50～51.60m，層頂標高-40.90～-17.37m。于本層取119組巖樣進行室內(nèi)巖石抗壓試驗，飽和單軸抗壓強度范圍值為42.8～101.37MPa，平均值63.7Mpa，標準值為61.7MPa。該層基本不可壓縮,力學強度較高，工程性能良好。

截取典型工程地質(zhì)剖面圖如圖1。

圖1 工程地質(zhì)剖面圖

3 錘擊管樁配樁出現(xiàn)的問題及原因分析

本項目試打樁時，施工單位依據(jù)上述工程地質(zhì)剖面圖預(yù)估樁長，施工時發(fā)現(xiàn)配樁長度偏短。

偏短原因分析：

為了便于后續(xù)分析，我們應(yīng)熟悉巖土工程勘察中的一項重要試驗——“標準貫入試驗”，理解“實測錘擊數(shù)”和“校正后的錘擊數(shù)”。

標準貫入試驗是動力觸探的一種，是在現(xiàn)場測定砂或粘性土的地基承載力的一種方法。標準貫入試驗實際分兩階段進行，先將錘重為63.5㎏、落距76cm的貫入器打入土中15cm后，才開始記錄每打入10㎝的錘擊數(shù)，累計打入30cm的錘擊數(shù)則為標準貫入試驗錘擊數(shù)，也就是地勘報告中實測的標準貫入擊數(shù)（N）。實測的標準貫入擊數(shù)（N）乘以觸探桿長度校正系數(shù)，就是修正后的標準貫入擊數(shù)（N′）。

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（DBJ13-84-2006，福建省工程建設(shè)地方標準）第11.4.6 條，修正后的標準貫入擊數(shù)N′可按下列公式計算：

N′=αN

式中：

N′——校正后的錘擊數(shù)；

N——實測錘擊數(shù)；

α——校正系數(shù)，可按表1采用。

表1

《巖土工程勘察規(guī)范》（DBJ13-84-2006，福建省工程建設(shè)地方標準）附錄H可知，強風化硬質(zhì)巖的實測錘擊數(shù)N≥50，30≤全風化巖N＜50，礫砂（含卵石）N＜30。

錘擊管樁施工的錘擊力屬沖擊動力。在強大沖擊力作用下，采用一體化樁尖的管樁具有很強的穿透能力。從工程實踐中可以得知，使用D72重型柴油錘可使其穿透6～7m厚的密實砂層或卵石層，樁端能進入校正后的錘擊數(shù)N′≥50的強風化巖層1～2m或密實卵石層1～2m，但不能打入中風化巖層。

若采用實測錘擊數(shù)N來預(yù)估錘擊管樁的入土深度，則誤差很大，原因是：《巖土工程勘察規(guī)范》（DBJ13-84-2006）規(guī)定的強風化巖層為N=50，但是，假如樁長15m，則校正系數(shù)=0.77，校正后的錘擊數(shù)N′=0.77×50=39；假如樁長25m時，則校正系數(shù)=0.68，校正后的錘擊數(shù)N′=34；假如樁長40m時，則校正系數(shù)=0.60，校正后的錘擊數(shù)N′=30。

而上述D72重型柴油錘可以將管樁打入的是校正后的錘擊數(shù)N′=50～60的強風化巖層1～2m，顯然與實測錘擊數(shù)N=50時的強風化巖層存在很大的層面差距，且樁長愈長，差距越大，也因此，采用實測的標準貫入擊數(shù)N來預(yù)估的樁長誤差更大。

對比工程地質(zhì)剖面圖中的錘擊數(shù)N與地勘報告中各巖土體的分布及其特征的描述可以發(fā)現(xiàn)，工程地質(zhì)剖面圖中的錘擊數(shù)N為標準貫入試驗實測值。試打樁施工配樁長度偏短，正是因為配樁采用了工程地質(zhì)剖面圖中的實測錘擊數(shù)（未經(jīng)桿長修正）來預(yù)估樁長，而實際施工時沉樁深度顯著增加。

4 結(jié)論

錘擊管樁施工時，配樁和估算打樁深度應(yīng)采用校正后的錘擊數(shù)N′。錘擊式管樁可打入N′=50～60的強風化巖層1～2m，靜壓管樁可壓入N′=40～50的強風化巖層。因此，用校正后的錘擊數(shù)可較準確地確定錘擊管樁的樁端持力層，預(yù)估配樁長度。