时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘要：冲孔灌注桩因其工艺较为成熟且能穿越各种土质复杂或软硬变化较大的土层、有刚度较大、承载力高、桩身变形小，便于进行水下施工等特点，在房屋建筑、水工和桥梁等工程中得到广泛运用。由于冲孔灌注桩属于隐蔽工程，施工比较复杂，成桩环节多，较易出现质量问题。本文就冲孔灌注桩施工工艺对施工过程中质量控制要点进行阐述。
关键词：冲孔灌注桩，施工工艺，控制措施
1、基本原理
冲击成孔灌注桩是用卷扬机悬吊冲击钻头上下往复冲击，将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用泥浆循环清孔掏渣，然后再灌筑混凝土成桩。
2、工艺流程
冲击成孔灌筑桩施工工艺流程是：平整场地→桩位放线、开挖泥浆池、泥浆沟→埋设护筒→钻机就位、孔位校正→冲孔、泥浆循环→清孔换浆→终孔验收→安装钢筋笼和钢导管→灌筑混凝土→成桩养护。
（1）测量放线
根据施工需求提前测设多个平面及高程控制点，以设计图纸为测量放线依据，根据施工需要依次放出所需桩位。桩位批量测量放线后，用钢筋钉入地下，用油漆标注便于识别，并采取保护措施。
（2）护筒安装
冲孔施工前先在孔口设圆形6~8mm钢板护筒，埋置深度在粘土层中1000mm以上,砂土层1500mm以上，如上部松土较厚，需穿过松土层，保护孔口和防止塌孔。护筒顶面应高出地面300mm，护筒内径应比钻头直径大200mm，护筒就位后周围用粘土进行夯实，确保不漏水。护筒主要作用是保护孔口、定位导向，维护泥浆面，防止塌孔。
（3）桩机就位
桩机就位时应复测工程桩位，采取不同的测站进行复核，同时校验前后左右相邻桩位，必须保证工程桩位的准确无误。桩机就位后，冲锤应对准护筒中心，偏差不大于±20mm。冲锤定位时应对冲锤中心位置进行检查，同时对护桶标高进行检测，对冲锤周长、直径进行测量。
（4）泥浆的制备
冲孔灌注桩是靠泥浆护壁，防止塌孔，运用泥浆循环清孔掏渣，泥浆比重和粘度是最重要的指标，泥浆比重太小则难以护壁，容易塌孔；泥浆比重过大会影响冲孔进度，所以，按照规范要求控制泥浆比重是冲孔施工顺利及保证质量的一个重要环节。
（5）冲孔过程
冲孔开始时，应低锤密击，孔位形成稳定时，再适当提高冲锤落距。冲孔过程中应不停进行循环泥浆，经常对冲孔泥浆比重和含沙率及粘度进行检查，不符合要求时及时进行调整，冲孔过程需要关注土层变化，在土层变化处提取样品，进行对比分析。始终保持孔内具有规定的水位和泥浆相对密度及粘度。泥浆循环过程中应进行沉淀，并根据情况按时提升泥浆池中泥浆泵，并添加、补充用水，泥浆比重任意时刻均能不小于规范规定的最低值。入岩后，应严格按照规范要求，入岩后每100~300mm进行一次岩石取样检查并封样，直到达到设计要求的入岩深度位置。成孔见证主要指标及数据：护筒标高，孔深，勘察单位对入岩样品及标本的检查、判断结论，成孔时的泥浆比重、砂率、粘度。成孔后，应用测绳测量检查孔深，核对无误后，才可进行钢筋笼吊放前的清孔工作。
（6）清孔
灌注桩成孔至设计标高，应尽快进行第一次清孔，同时对孔深、孔径、垂直度进行检查。应该重视第一次清孔的重要性，因为第一次清孔吸力较，能加绝大部分沉渣吸出孔外。钢筋笼安装完毕后，应及时进行第二次清孔并对高密度泥浆进行置换。混凝土浇筑前的泥浆比重应控制在1.15~1.25之间，含沙率不应大于8%，粘度不应大于28S。清孔完毕后，孔底沉渣厚度应小于50mm。沉渣厚度应在钢筋笼放入后，混凝土浇注前测定，成孔结束后，放钢筋笼、混凝土导管都会造成土体跌落，增加沉渣厚度，第二次清孔后用水文测绳、标准锤测沉渣厚度,确保各项指标符合规范要求。
（7）钢筋笼制作和吊装
钢材合格证明文件应齐全并经现场复验合格，钢筋绑扎及焊接质量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)中关于钢筋分项工程的相关要求。钢筋保护层可选用预制块或定位环，但其数量必须满足规范要求，当保护层采用定位环时，应在定位环上加焊扁铁，防止定位环插入孔壁内。钢筋笼吊装时特别要注意钢筋笼能否顺利下放，钢筋笼安装时避免碰撞孔壁，安装受阻时不能强行加压下放，可能会造成塌孔、钢筋笼变形等质量问题，应及时停止吊装寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊装而引起的，应提出后重新垂直吊装；如果是成孔偏斜而造成的，则要求加入片石重新冲孔，并在重新验收成孔质量后再进行钢筋笼吊装工作。一次清孔后应立即吊装钢筋笼并采取可靠的固定措施，钢筋笼吊装完毕，对入孔深度（底标高）、顶标高进行复核，并检查无误后应立即浇筑混凝土，混凝土浇筑的间隔时间不宜超过4小时，防止泥浆沉淀和塌孔。
（8）混凝土浇筑
为了保证桩基质量，对进场原材料的出厂合格证、化验报告等质保资料进行检查，对不合格的材料，予以退场处理。混凝土施工前要有试验室出具的混凝土配合比报告，混凝土需有良好的和易性，坍落度控制在180mm±20mm。浇筑混凝土前必须协调好混凝土供应，尽量在清孔验收合格后的半小时内进行浇筑混凝土。浇筑前，应进行现场塌落度检测，塌落度应符合图纸和规范规定。塌落度见证检测合格后，方可开始进行混凝土的卸料工作。塌落度见证检测不合格时，应退场重新搅拌。混凝土浇筑必须连续作业，不能中断，浇筑过程中要对施工工艺和操作过程进行重点控制，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或塌落，桩身夹泥。在灌注过程中必须每灌注2m\'左右测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数，确保充盈系数大于1。灌注桩的顶面标高应比设计标高高出一定的高度，一般为0.5～1.0m,以保证桩头混凝土的强度，多余部分必须凿除。灌筑桩每灌筑50m3应留设一组混凝土试块，小于50m3的桩应每根桩留设一组混凝土试块。#p#分页标题#e#
3、通常出现的质量问题及其原因分析
（1）孔壁坍塌
造成孔壁坍塌的原因较多，经常发生在地层结构中有较厚的砂层、卵石层和淤泥层等夹层部位。由于砂层、卵石层和淤泥层的整体性较差，若冲孔施工至夹层部位时，泥浆比重未按照规范要求进行调整，导致夹层部位的孔壁不稳定，因而造成塌孔。主要原因是没有根据土质条件，采用合适的成孔工艺或泥浆比重不符合规范要求。如果泥浆比重小或护筒埋置深度不够、护筒的回填土和接缝不严密、漏水漏浆，导致孔内孔内出现承压水或液面高度不够，对孔壁的静水压力降低等都是造成坍孔的主要原因。此外，清孔时间过长导致泥浆比重、粘度降低，也会使孔壁失稳。
（2）桩身混凝土出现蜂窝、孔洞及断桩事故。
主要原因为混凝土的和易性、坍落度不符要求，在灌注混凝土的过程中发生卡管事故，即混凝土堵塞在导管内不能正常灌注，导管被混凝土或钢筋笼卡住无法进行提升；混凝土坍落度不符合设计和规范要求，流动性差，粗骨料粒径过大，混凝土拌合不均匀；导管提升过高而造成桩身夹泥或断桩。在饱和淤泥质粘性土中，成孔后由于粘性土的回淤力和超孔歇水压力，压缩孔壁和塑性混凝土而造成缩颈；或由于塑性混凝土膨胀而造成缩孔。新浇混凝土在承压水的水流作用下，使浇注在孔内的混凝土水泥浆被水冲刷无法硬化而形成松散层，混凝土的外加剂过量或地下水中含有侵蚀介质使混凝土无法结硬成为松散层和稀释状态。
（3）桩身倾斜、桩位偏差较大
主要原因为施工单位测量放线有偏差或桩机械定位不准确；在冲孔的过程中遇到障碍物或孤石，以及在软硬土层交界处和岩石倾斜处，冲锤受阻力不均而造成桩孔倾斜。此外，场地不平整或钻架就位后没有调整，或因地面不均匀沉降使桩机底座不平而倾斜。开挖基坑时，一次性挖土深度过大，土侧压力造成桩位错动。基坑开挖后，对照轴线检查桩位，桩位偏差超出规范允许范围。
（4）钢筋笼上浮
主要原因为钢筋笼吊装后未采取有效的固定措施，因混凝土浇灌速度过快，混凝土面升至钢筋笼底，产生向上浮力导致钢筋笼上浮。
4、预防措施及处理方法
（1）孔壁坍塌或沉渣过多事故处理。确认塌孔位置后将粘土和砂土回填到塌孔以上1~2m；若塌孔严重，应全部回填，待回填物沉积密实后再进行重新冲孔。
（2）对于桩身混凝土质量低，造成的蜂窝、孔洞和断桩事故处理，可采取在桩身混凝土中钻孔，用压力灌浆加固或者采用换桩芯及补桩等方案处理。
（3）桩身倾斜事故处理。除了针对其原因采取其相应的措施外，还应根据受荷情况进行加固处理；若桩位偏差较大，应请设计人单位核定确定处理措施，如是单桩基础，一般应重新补桩。
（4）对钢筋笼不符合设计要求，发生笼上浮事故的处理。预防钢筋笼上浮，关键是要严格按照要求地安装钢筋笼，并将其牢固地绑扎或焊接于护筒上。安装导管时，应使导管顺桩孔中心位置而下。在灌注过程中，当砼接近钢筋笼下段时，要严格控制混凝土浇筑速度，可控制在10m3/h左右，以减少砼对钢筋笼向上的冲力。需要导管出口与钢筋笼底口不得齐平，一般导管出口要低于钢筋笼不小于1.5m，或高于钢筋笼底不小于1m。灌注混凝土要连续进行，并保证在第一批混凝土初凝时间内完成整根桩的全部灌注工作。
结束语
冲孔灌注桩作为一项较为成熟施工工艺，是一种施工中桩孔和桩身均不可见的桩基形式，一旦出现质量问题较难进行整改。所以在施工前应进行试桩施工，在取得各种参数后再进行后续施工，施工过程中应加强质量控制，才能保证桩身质量和后期检测、试验满足设计要求。
参考文献
［1］王健.冲孔灌注桩的施工［J］.山西建筑,2008,34(13):111-112.
［2］建筑桩基技术规范，JGJ94-1994
