冲孔灌注桩施工技术在工程中的应用

□文/王忠河

冲孔灌注桩施工技术在工程中的应用

□文/王忠河

文章以实际工程为例，介绍了冲孔灌注桩施工技术的施工要点及突发异常情况的处理方法。

冲孔灌注桩；混凝土；施工技术

工程概况

海阔天空男爵公馆位于海南省琼海市博鳌镇北侧，建筑占地面积48000m2。主体建筑为5栋小高层，设1层地下室。中风化花岗岩作为桩端持力层。场地内分布的地层有新近人工填土层、第四系全新统海相沉积土、中生代燕山期花岗岩及其风化残积土、海陆交互相沉积层及第四系残积层，共6个工程地质层，下伏基岩为中风化花岗岩。基础质地较硬并伴有砂质层，按以往施工方法进行较难成孔，因此项目基础决定采用冲孔灌注桩，桩径φ800mm，共483根。

施工要点

护筒埋设

（1）护筒埋设应准确、稳定、护筒中心与桩位中心的偏差≯50mm。

（2）护筒可用6mm厚钢板制作，冲孔时内径应大于钻头直径200mm，上部宜开设1～2个溢浆孔。

（3）护筒的埋设深度。在粘性土中不宜＜1.0m；在砂土中不宜＜3m。护筒下端外侧应采用粘土填实；其高度应满足孔内泥浆面高度的要求。

（4）受水位涨落影响，护筒应加高加深，必要时应打入不透水层。

泥浆护壁

（1）泥浆池选择在桩孔附近地势较低处，上面垫塑料布并在四周用土筑堤以防止泥浆渗漏污染，泥浆沉淀满足施工要求后方可循环利用。

（2）泥浆制备应选用高塑性粘土或高岭土，泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计。一般回填的棕色亚粘土可自行造浆，泥浆密度控制在1.2～1.4kg/m3为宜，中砂层或者是碎石土层冲进时泥浆密度应适当增大，根据以往经验应控制在1.3～1.5 kg/m3为宜，以增强护壁的稳定性；在风化岩层中冲进时，泥浆密度以满足浮碴为宜，还要保证上部中砂层的孔壁稳定。接近终孔灌注泥浆不能太稠，应适当降低泥浆密度，保证灌注质量满足规范要求。

（3）砾质粘性土层中冲进时，因其含粗粒、粒砾较多，所以自行造浆质量不高，应另进行造浆护壁。粘土要求选用造浆率高的高塑粘土，用冲锤自行造浆。

（4）施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0 m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上。因该地区砂层较厚施工过程中失水较多，要及时补充泥浆，控制液面保持液柱压力。如使用3PN泥浆泵正循环泥浆排碴护壁，可通过护筒排水口的高低来控制泥浆液面的高度。

冲击成孔

（1）成孔设备就位后，必须平整、稳固，确保在成孔过程中不发生倾斜和偏移。应在成孔钻具上设置控制深度的标尺并应在施工中进行观测记录。

（2）开孔时应低锤密击，当表土为细砂或软弱土层时，可加粘土块夹小片石反复冲击造壁，孔内泥浆面应保持稳定。

（3）在各种不同的土层、岩层中成孔时，可按照表1的操作要点进行。

表1 冲击成孔操作要点

（4）进入基岩后应采用大冲程、低频率冲击，当发现成孔偏移时，应回填片石至偏孔上方300～500mm处，然后重新冲孔。

（5）应采取有效的技术措施防止扰动孔壁、塌孔、扩孔、卡钻和掉钻及泥浆流失等事故。

（6）每钻进4～5m验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处均应验孔。

（7）进入基岩后，桩端持力层每钻100～300mm时，应清孔取样一次并记录。

（8）排渣可采用泥浆循环或抽渣筒等方法，当采取抽渣筒排渣时应及时补给泥浆。

（9）冲孔中遇到梅花孔、塌孔及护筒周围冒浆、失稳等情况时，应停止施工，采取有效治理措施后方可继续施工。

清孔和终孔检查

（1）当成孔达到要求深度后，对孔深、孔径、孔位、沉渣及孔形进行检查。

（2）终孔倾斜度检查。采用外径等于钢筋笼直径加10cm，长度≮4D～6D（D为钢筋笼直径）的钢筋检孔器吊入孔内检测。

（3）终孔检查后应迅速清孔，不可停歇过久导致沉渣过多。成孔达到设计深度，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度≯50mm。

（4）用铅锤和带刻度标记的测绳测量沉渣并将测量值填入终孔检查记录，办理相关签证手续。

（5）不易塌孔的桩孔可采用空气吸泥清孔；稳定性差的孔壁应采用泥浆循环或抽渣筒排渣。

（6）清孔采用3PN泥浆泵正循洗孔。在清孔过程中应不断置换泥浆，直至满足水下混凝土灌注的要求。灌注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度应＜1.25；粘度≯22Pa·s。

（7）在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施，及时做好泥浆补给，尽可能成孔后及时请有关责任单位验收并及时组织灌注，辟免失水过多、泥皮过厚脱落造成塌孔。

钢筋笼制作及安装

（1）钢筋笼制作。分段制作的钢筋笼接头采用焊接式；加劲箍宜设在主筋外侧，因施工工艺有特殊要求时也可置于内侧；导管接头处外径应比钢筋笼的内径小100mm以上。

（2）钢筋笼安装。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形；安放应对准孔位，避免碰撞孔壁和自由落下，中心偏差不得＞5cm，就位后应立即固定。

灌注水下混凝土

钢筋笼吊装完毕后，应安置导管二次清孔并进行孔位、孔径、垂直度、孔深、沉渣厚度等检验，合格后应立即灌注混凝土；应尽快灌注桩芯混凝土，采商品水下混凝土；水下灌注混凝土必须具备良好的和易性。配合比应通过试验确定：坍落度宜为180～220mm；水泥用量不应少于360kg/m3，含砂率宜为40%～50%并选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应＜40mm且不得大于钢筋间最小净距的1/3并掺适量外加剂。灌注水下混凝土的质量控制应满足下列要求。

（1）开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为 300～500mm。

（2）应有足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土灌注面以下≮0.8m。

（3）导管埋入混凝土深度宜为2～6m。严禁将导管提出混凝土灌注面并控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录。

（4）灌注水下混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制，对灌注过程中的故障应记录备案。

（5）应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8～1.0m，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

异常情况处理

（1）遇有坍孔应认真分析原因并查明位置，然后进行处理。坍孔不严重时，可回填至坍孔位置以上并采取改善泥浆性能、加高水头、埋深护筒等措施继续冲进。坍孔严重时，应立即将冲孔全部用粘土回填，暂停一段时间后，查明坍孔原因，采取相应措施重冲。坍孔部位不深时，可采取深埋护筒法，将护筒周围土夯填实，重新冲孔。

（2）遇有孔身偏斜、弯曲时，一般可在偏斜处吊住冲锤反复扫孔，使冲孔正直。偏斜严重时，应回填片石至偏斜处1m以上，然后重新冲进。

（3）遇有扩孔、缩孔时，应采取防止坍孔和冲锤摆动过大的措施。缩孔是冲锤磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀软土、粘土层泥岩造成的。对前者应及时补焊冲锤，对后者应用失水率小的优质泥浆护壁。对已发生的缩孔，宜在该处用冲锤上下反复扫孔以扩大孔径。

（4）冲孔漏浆时，如护筒内水头不能保持，宜采取将护筒周围回填土筑实、增加护筒埋置深度、适当减小水头高度或稠泥浆、倒入粘土慢速冲击等措施；还可填入片石、碎卵石土，反复冲击以增强护壁。

（5）由于泥浆太稠，冲锤旋转阻力过大或冲程太小，易发生梅花孔或十字槽孔，可采用片石或卵石与粘土的混合物回填冲孔，重新冲击钻进。

（6）糊钻、埋钻常出现于冲击钻进中，遇此应对泥浆稠度、钻渣进出口、排渣设备进行检查计算并控制适当的进尺。若已严重糊钻，应减小冲程、降低泥浆稠度并在粘土层上面回填部分砂、砾石。遇到坍方或其他原因造成埋钻时，应使用空气吸泥机吸出埋钻的泥砂，提出冲锤。

（7）卡钻常发生在冲击钻孔，卡钻后不宜强提，只宜轻提，轻提不动时，可用小冲击钻锥冲击或用冲、吸的方法将冲锤周围的钻渣松动后再提出。

结语

海阔天空男爵公馆项目使用冲孔灌注桩很好地解决了施工过程中的技术难点，该施工工艺比较符合海南省琼海市地质基础条件。

TU473

C

1008-3197（2010）05-20-03

2010-08-23

王忠河/男，1965年出生，高级工程师，天津住宅集团建设工程总承包有限公司副总经理，从事施工管理工作。