冲孔灌注桩施工技术探讨

唐锦雄

摘 要：本基础采用灌注桩基础，在施工过程中要穿过风化夹层，地质条件比较复杂，施工难度大。在此主要介绍冲击成孔灌注桩的施工工艺、施工中常见问题及处理方法、质量检验。

关键词：冲孔灌注桩；施工过工艺；常见问题解决；质量检验

1 工程概况

佛山市南海三山科技创意产业园道路工程，项目施工包括5座跨河橋梁工程，分别为BK0+484.5桥、BK0+764桥、CK0+087.5桥、CK0+818.549桥、CK1+369桥。桥梁宽度：12.9～20.4m；跨径为13m的2座，跨径为15m的1座，跨径为16m的2座；各桥均采用重力式桥台，承台厚1.5m，基础为直径1.2m冲孔灌注桩基础，每个桥台各布置6根桩，梅花形布置。桩长采取进入持力层深度和标高双控的原则，既保证桩尖进入持力层的深度，也保证达到设计要求的桩尖标高。由于地质起伏大，桩基持力层及桩底进入持力层深度不尽相同，桩基持力层为中风化粉砂岩的，嵌入持力层深度不小于4m，桩基持力层为微风化粉砂岩的，嵌入持力层深度不小于2m。

2 施工准备

2.1 施工班组的选定

由于冲孔桩的特殊性，属于隐蔽工程，要求施工队伍对冲孔桩的认识达到一定的深度，有相应的经验，且在施工过程中必须严格控制管理，由持有特种操作证的人员施工，以保证质量。

2.2 桩施工机械的选定

由于工程桩为嵌岩桩，桩基持力层为进入中风化粉砂岩或微风化粉砂岩，在岩层的特殊地质条件下，其他类型的钻机无法使用，经过选用和对比，我们最终选用冲击钻机来进行施工。冲击钻机可以穿过岩层，所以在本工程中选择冲击钻机来进行施工。

2.3 施工准备

2.3.1 搞好场地的三通（路通、水通、电通）一平（清除施工现场的障碍物），利用推土机和挖掘机进行场地平整，将场地挖至设计要求标高，查清地下管线的位置及确定架空电线的位置、高度。

2.3.2 设备进场后进行安装调试并根据现场施工条件确定打桩顺序。为在施打桩基过程中不因施工而破坏相邻桩的桩身质量，桩基施打顺序采用跳打方式进行，即打一跳一的方式施打。每个承台最后一根桩的施打需待先浇灌注桩的混凝土等强达到70%设计强度。一般这个等强时间需要7天。

2.3.3 埋设钢护筒，采用厚度为10mm钢板，其内径大于钻头直径200mm，上部开设2个溢浆孔。工程桩基表层地质均为粉砂质粘土，故按砂土要求设置护筒的埋设深度为1.5m。钢护筒口高出地面50cm，保持孔内水位高于孔外水位或地面，增加孔内水压力，以便于保护孔壁。挖好基坑后，安放钢护筒；准备好胶泥和黄土袋，先在护筒外围底部用胶泥和黄土草袋循环填筑，直至高度低于护筒口20厘米左右为止。为了防止水渗透，同时又能固定护筒，黄土草袋和胶泥之间必须层层压实。

2.3.4 制备泥浆：以膨润土制备泥浆，泥浆的性能按有关指标控制，桩基现场砖砌泥浆池，并设三级沉淀池。施工过程中定期挖出沉淀的泥渣进行凉晒后再弃运，废浆抽入运浆车运走排放。

3 冲孔灌注桩施工工艺

3.1 施工工艺流程

冲孔灌注桩施工工艺流程如图1所示。

3.2 冲孔

3.2.1 测量人员对施工的桩号进行测量，机组人员检查护筒是否埋设好，然后检查护筒的中心坐标和标高，对其进行复核，形成书面资料报验。施工员发放开孔通知单，桩机就位，保持桩基水平稳定。

3.2.2 开孔：在开孔阶段冲孔进度不要太快，冲孔次数要多而密，因为要利用较小的冲击力，让孔壁逐渐受水平力的挤压而变得更加密实。不要冲击过猛或者进度太快，以免孔壁坍落。所以在开孔阶段要严格控制冲孔进度，以利于加强孔壁。在开孔深度3～4米范围之内，尽可能把孔壁保护的稳固一些，此后进入正常冲孔，防止坍孔。

3.2.3 冲孔：经开孔阶段之后，开始正常冲孔，以加快速度。提锤高度可增至2米以上，泥浆浓度相应降低，大致在1.5以下。在正常情况下，冲孔进尺每台班为1～1.5米左右，有时可以多一些。每钻进4～5m应验也一次，在更换钻头前或容易缩孔处，均应验孔。

3.2.4 冲打岩层：在冲孔接触岩层时，需要特别注意，对于凹凸不平或倾斜的岩层，在冲孔刚进到岩层时，容易产生偏孔。要将凹凸不平或倾斜的面填平。形成一个较平整的平台，承托冲锤，均匀受力，防止偏孔。然后待岩层基本上打平后，方可加大距离使劲捶打，加快冲孔进度，冲进岩层后，降低泥浆浓度，减少阻力和防止粘锤，不要太小，要让石渣浮上来，这样有利于掏渣。

3.3 清孔

3.3.1 第一次清孔

清孔采用泥浆循环，在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土。在清孔过程中应注意控制泥浆的各项指标不宜过小，否则容易引起塌孔。

3.3.2 下钢筋笼以及安放导管

钢筋笼按设计及规范要求制作，并均匀设置吊环和保护层厚度控制件，钢筋长度不宜太长。要求钢筋满足规范要求。钢筋笼制作完成后，用吊车吊放钢筋笼，也可用圆木将钢筋笼竖直，然后再下放钢筋笼。钢筋笼吊装完成后及时安放吊装导管。

3.3.3 二次清孔

钢筋笼下好之后，即进行二次清孔工作。

（1）清孔及排渣采用泥浆循环方法。

（2）二次清孔时当泥浆的以下指标符合要求时可进行浇筑混凝土：孔底沉渣厚度小于5cm；泥浆相对密度小于1.25；含砂率不大于8%；黏度不大于28s。

3.4 灌注水下混凝土

3.4.1 安装导管

（1）在清孔的同时，就要准备灌注混凝土的工作，为了节省时间，要在清孔之前完成所有的准备工作。待清孔完毕，按步骤进行下一步的工作，撤除清孔设备等和吊装混凝土导管。混凝土导管在安装之前必须按顺序摆放好，以便吊装。对导管的要求：必须平直，不要有弯弯曲曲，如果导管弯曲不平，则会导致施工困难；导管连结螺栓要拧紧，为了防止漏水漏浆，导管连结的螺栓要拧紧。

（2）混凝土导管利用三脚吊架和圆木起吊安放。

（3）导管应安放在桩孔的中心，加以固定。采用导管直径25cm的，导管底部至孔底的距离为50cm。

3.4.2 灌注混凝土

（1）混凝土流動性不宜太大，一定要控制好坍落度，坍落度在20cm左右。

（2）使混凝土埋没导管不少于80cm深，按此要求准备混凝土的量。剪球之后，要将混凝土不停的倒入漏斗之中，一定不要使导管内混凝土发生中断。

（3）导管埋在混凝土的深度要合理，一般当导管下部埋入混凝土一定的深度时，需要及时进行提管，提管必须谨慎，不要提出混凝土面以外，一定要使导管下端仍埋没在混凝土2～6m，以免翻浆，导致工程出事故。导管埋设不要太深，否则提管将会更困难。

4 施工中常见问题及处理方法

4.1 孔壁坍塌

由于工程地质条件比较复杂，在施工过程中容易发生坍孔。遇到这种问题时，确定好坍孔的位置，用事先储备的粘土和碎石（直径小于等于20mm）按5：1左右配比，回填至坍孔处以上50cm处后再重新冲孔。

4.2 钻头偏移

在钻进过程中，进入基岩后可能会造成钻头偏移，当发现成孔偏移时，应回填片石至偏孔上方50cm处，然后重新冲孔。

4.3 冲击无法钻进

当冲孔钻进遇到地下有大面积的孤石时，就会造成无法钻进的问题。在这种情况下，可以进行水下预爆或采用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或挤入孔壁。

5 质量检验

冲孔灌注桩施工质量控制应贯穿于施工全过程，施工中必须经常检查施工记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。检查重点为桩成孔的中心位置、孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度、桩身质量进行检验。

灌注混凝土时，每根桩桩身混凝土留1组试件，每组试件为3件。标养28天后进行抗压试验检测混凝土强度。

采用低应变法或声波透射法检桩身完成性。采用低应变法或声波透射法检测时，受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15Mpa，具体检测频率如下：（1）冲孔桩施工按照桩总桩数100%比例埋设声测管，检测频率为桩总根数的30%；（2）剩余桩总桩数的70%采用低应变法进行检测。

为判定灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判断或鉴别桩端岩土性状，判定桩身完整性类别或对低应变及声波透射检测桩身质量有怀疑时，采用钻芯法检测。当采用钻芯法检测时，受检桩的混凝土龄期需达到28天。抽检数量为总桩数10%，且不少于10根。

6 结束语

冲孔灌注桩是一项传统的施工工艺，在实际施工中发现冲击成孔灌注桩既切实可行又能保证工程进度和工程质量，经过观测，发现冲击力可以对桩孔周围的土体产生挤压，这样对防止坍孔起到一定的作用，冲击成孔灌注桩解决了穿过岩石层这一施工难题，它在施工过程中能够取得良好经济效益和技术效果，具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]JGJ94-2008.建筑桩基技术规范[S].

[2]JTJ041-2003.公路桥涵施工技术规范[S].

[3]JGJ106-2003.建筑基桩检测技术规范[S].