摘要：本文通過理論探討、現場試驗和數值分析相結合的方法，全面深入地探討全套管灌注樁的承載機理，并對全套管灌注樁的施工工藝進行了研究。
　　關鍵詞：全套管灌注樁，作用機理，有限元法，施工工藝
　　前言
　　我國幅員遼闊，工程地質和水文地質條件復雜多變，東部與中西部地區經濟發展不平衡，各類工程要求又不相同。大量施工實踐表明，我國常用的各種樁型從總體上看，具有以下特點：大直徑樁與普通直徑樁并存；預制樁與灌注樁并存；非擠土樁、部分擠土樁與擠土樁并存；在非擠土灌注樁中鉆孔、沖抓成孔與人工挖孔法并存；在擠土樁中錘擊法、振動法與靜壓法并存；在部分擠土灌注樁的壓漿工藝工法中前注漿樁和后注漿樁并存；先進的、現代化的工藝設備與傳統的、較陳舊的工藝設備并存等等。由此可見，各種樁型在我國都有合適的地層土質、環境與需求，也有發展、完善和創新的條件[1,2]。
　　全套管灌注樁又叫貝諾特灌注樁，是采用特殊的施工工法完成的一種新型灌注樁。由于全套管灌注樁的施工工藝具有眾多優點，所以近些年被廣泛地應用到樁基施工當中。因此，開展全套管灌注樁承載性能及其施工工藝的研究是樁基理論自身發展的需要，更是工程界的迫切要求。
　　1全套管灌注樁概述
　　樁基礎是應用比較廣泛的一種基礎類型，也是最古老的基礎之一。國內已經建成的最高建筑為88層，高420.5米的上海浦東金茂大廈，采用了長八十多米的鋼樁，2003年10月建成的新的世界第一高樓(608米的臺北101大廈)，也采用樁基礎。隨著人們對樁的承載性能、設計方法、檢測技術等不斷探索研究，新的樁型和設計施工方法不斷呈現，施工技術和機械設備也不斷得到了改進與發展，互相促進，使樁基礎技術蓬勃發展。由于樁基礎的工作性能涉及到極其復雜的樁土相互作用，而且其地位和作用十分重要，因此樁基成為工程界的重要課題，不論在我國或在國際上樁基礎均成為巖土工程領域令人關注的熱點。
　　2研究現狀
　　全套管沖抓成孔施工工藝是將全孔套管護壁和沖抓成孔2種工藝的優點，在鉆進施工中有機地結合在一起，其成孔過程不使用泥漿等循環液，借助機械自動化程度較高的全液壓搓管機和吊機，以及沖抓斗，沖擊鉆頭等鑿巖機具實現千式鉆掘成孔。其工作原理是利用搓管機將帶有套管鉆頭的套管，逐節小角度往復搓動并壓入地層的同時，利用沖擊鉆頭和沖抓斗等鑿巖器具，將套管內的巖土沖鑿抓取出地面，搓管和沖抓交替進行，直至套管下到樁端持力層為止，挖掘完畢后測定孔深，并確認樁端持力層，然后清除孔底虛土，成孔后放入鋼筋籠，放置灌漿導管，邊灌注混凝土邊起拔套管，最后成樁。
　　到目前為止，國內外許多學者對多種樁型的灌注樁的承載機理都開展了大量的研究，并取得了一些研究成果[3,4]，為灌注樁在工程中的應用提供了理論基礎。但是，由于受到全套管灌注樁的施工機械昂貴，施工工藝要求高、以及國內人工費用低廉等眾多原因影響，全套管灌注樁這種先進的施工工藝并沒有得到普及，人們對全套管灌注樁的優越性也沒有得到充分的認識，因而對全套管灌注樁承載機理的研究仍然停留在沿用一般性灌注樁已有的承載機理的基礎上，并沒有哪一個學者專門對這種特殊成樁工藝下完成的灌注樁的承載性能方面進行過深入的探討。眾所周知，不同的成樁工藝，勢必會導致所成樁在承載機理上與其它樁型灌注樁有較大差異，這些差異能夠給工程在安全和經濟上帶來一些問題或隱患，因此對全套管灌注樁的承載機理進行研究是非常有必要的。
　　此外，由于全套管灌注樁是一種全新的施工工藝下完成的灌注樁，施工工藝的好壞直接影響到成樁的質量及其承載性能，因此同樣有必要對全套管灌注樁的施工工藝進行進一步的探討。
　　3全套管灌注樁施工工藝的研究
　　某工程設計采用樁基礎，但是由于工期較短，施工難度大，施工方提出采用全套管施工工藝進行灌注樁施工的方案。由于該樁型具有施工速度快，施工安全，施工質量易保證以及環保效果好等特點，在工程中得到很好的應用。
　　3.1導墻的施工
　　對于全套管咬合樁的施工，在進行鉆孔成樁之前有一個非常關鍵的步驟就是導墻的施工，導墻可以正確控制鉆孔咬合樁的平面位置，支持機具重量，防止孔口坍塌，確保咬合樁護筒的豎直，并確保全套管鉆機平整作業，因此順利地完成導墻的施工是確保后續工作順利進行的關鍵。導墻一般均采用混凝土或鋼筋混凝土材料，其施工步驟如下：
　　1)平整場地：清除地表雜物，填平碾壓，地下管線遷移的溝槽。如遇到雜填土層，應采用置換素土的方法，導墻制作完成后，孔內土層應夯實，有利于鋼套管正確就位；
　　2)測放樁位：根據設計圖紙提供的坐標按外放100mm計算排樁中心坐標(為抵消咬合樁在基坑開挖時在外側土壓力作用下向內位移而造成的基坑結構凈空減少變化)，采用全站儀根據地面導線控制點進行實地放樣，并做好護樁，作為導墻施工的控制中線；
　　3)導墻溝槽開挖：在樁位放樣符合要求后即進行溝槽開挖，采用人工開挖施工。開挖結束后，立即將中心線引入溝槽下，以控制底模及模板施工，確保導墻中心線的正確無誤；
　　4)鋼筋綁扎：溝槽開挖結束后綁扎導墻鋼筋，導墻鋼筋按設計要求布置，經檢合格后方可進行下一道工序施工；
　　5)模板施工：模板采用自制整體木模，導墻預留定位孔模板直徑為套管直徑擴大30-50mm.模板加固采用鋼管支撐，支撐間距不大于1mm，確保加固牢固，嚴防跑模，并保證軸線和凈空的準確，混凝土澆筑前先檢查模板的垂直度和中線以及凈距是否符合要求;
　　6)混凝土澆筑施工:混凝土采用商用混凝土，混凝土澆筑時兩邊對稱交替進行，嚴防走模。
　　7)當導墻有足夠的強度后，拆除模板，重新定位放樣排樁中心位置，將點位反到導墻頂面上，作為鉆機定位控制點。地表土層較好時，導墻厚度一般取350mm，地表層土為軟土，需回填后分層碾壓，導墻一般應該≥450mm。
　　3.2鉆機就位
　　待導墻有足夠的強度后，移動套管鉆機，使套管鉆機抱管器中心對應定位在導墻孔位中心。定位后，在導墻孔與鋼套管之間用木塞固定，防止鋼套管端頭在施壓時位移。液壓工作站放置在導墻外平整地基上。
　　3.3埋設第一、第二節套管的垂直度，是決定樁孔垂直度的關鍵
　　在套管壓入過程中，用經緯儀或測錘不斷校核垂直度。當套管垂直度相差不大時，固定下夾具，利用上夾具來調整垂直度；當套管垂直度相差較大時，一般應拔出來從新埋設，有時也可將鉆機向前后左右移動一下使之對中。
　　3.4取土成孔
　　先壓入第一節套管(每節套管長度約7~8m)，壓入深度約2.5-3.0m，然后用抓斗從套管內取土，一邊抓土，一邊下壓套管，要始終保持套管底口超前于取土面且深度不小于2.5m；第一節套管全部壓入土中后(地面以下要留著1.2-1.5m，以便于接管)檢測成孔垂直度，如不合格則進行糾偏調整，如合格則安裝第二節套管下壓取土……直到設計孔底標高。
　　3.5吊放鋼筋籠
　　如為鋼筋混凝土樁，成孔至設計標高后，檢查孔的深度、垂直度、清除孔底虛土，檢查合格后吊放鋼筋籠；
　　3.6灌注混凝土
　　孔內有水時，采用水下混凝土法灌注施工。孔內無水時，采用干孔灌注施工，此時需要振搗。開始灌注混凝土時，應先灌入2~3m3混凝土將套管搓動后提升20-30cm，以確定機械上拔力是否滿足要求。不能滿足時，則應采用吊車輔助起吊。灌注過程中應確保混凝土高于套管端口不小于2m，防止上拔過快造成斷樁事故。
　　3.7拔管成樁
　　一邊灌注混凝土一邊拔管，應注意始終保持套管低于混凝土面2.5m以上。
　　結束語
　　對于全套管灌注樁的施工，正確的掌握每一個步驟的施工順序是至關重要的。施工順序和施工時間控制關系到施工成敗的關鍵性問題；對于采用全套管灌注樁施工方案的工程，施工前要詳細研究地層條件，估計可能出現的孔內事故，做好充分準備。出現的孔內事故時，按照制定的處理方法，對孔內事故進行處理。
　　參考文獻
　　1. 捷程MZ系列全套管灌注樁和鉆孔咬合樁成套技術研究與開發報告[M].北京，2005
　　2. 劉福華，沈保漢.MZ系列搖動式全套管鉆機及其工程應用.樁基設計施工與檢測[M].北京:中國建材工業出版社，2001
　　3. DelpakR,OmerJR，RobinsonRB.Load/SettlementPredictionforLarge-DiameterBoredPilesinMerciaMudstone[J].Proc.InstnGiv.EngrsGeotech.Engng,2000,143:201-224
　　4. RichwienW,WangZ.DisplacementofaPileunderAxialLoad[J].Geotechnique,1999,49(4):537-541