浅析冲孔灌注桩施工技术

■李志勤 ■福州建工(集团)总公司，福建 福州 350000

1 工程概况

福州广播电视台高清频道演播楼工程位于福州市晋安区远洋路，总建筑面积2667m2，用地面积为529.25m2，建筑层数为4 层，总高度为23.6m，结构形式为框架结构。桩基础采用冲孔灌注桩，桩径为800mm，桩长为52 -57m，总桩数共33 根。设计持力层为第卵石层，桩端全截面进入卵石层≥5m。桩身混凝土强度等级为C30，采用正循环成孔，反循环清孔的施工工艺，设计单桩竖向抗压承载力特征值3000KN，单桩竖向抗压极限承载力特征值6000KN。

2 工程地质情况及施工难点

2.1 工程地质情况

由福州市建筑设计院所提供的工程地质勘探报告显示，本项目场地土由上往下揭示为:(1)杂填土，主要以粘性土为主，层厚为3.4 -5.6m;(2)粉质粘土，层厚为1.2 -1.5;(3)淤泥夹砂，主要以淤泥为主，夹带少量的石英砂，层厚12.2 -14.8m;(4)中(粗)砂，主要以石英中砂为主，夹带少量粗砂，层厚8.4 -10.9m;(5)淤泥质土，由淤泥夹砂和淤泥质土组成，性质为高压缩性软弱土，层厚13.3 -17m;(6)中(粗)砂，以石英中砂为主，层厚4.70 -8.50m，(7)卵石层，卵石含量为59% -86%，岩性为火成岩类，含砂量为5% -24%，含泥量为2% -16%，层厚为8.1 -13.2m;(8)全风化花岗岩，呈砂土状，层厚3.80m;(9)砂土状强风化花岗岩，岩体破碎，层厚3.40m;(10)碎块状强风化花岗岩，岩体破碎，层厚1.2m。

2.2 工程施工难点

(1)本工程施工场地狭小，场地东侧距离既有建筑物仅有2m，周边管线布置较为复杂，施工工期紧张;(2)地质情况较为复杂，地层中含有中粗砂层、淤泥质土和卵石层，冲孔灌注桩在成孔过程较为容易出现塌孔现象;(3)桩长最短为52m，卵石层最高含砂量为24%，最高含泥量为16%，桩长较长，桩底沉渣较难清孔干净。(4)淤泥层较厚，水下混凝土的充盈系数较大，混凝土用量较难控制。

3 施工技术

3.1 施工工艺

测量放线一护筒埋设一冲击成孔一清孔一钢筋笼制作与安装一二次清孔一水下混凝土灌注一成桩

3.2 测量放线

根据桩位图与坐标点，采用全站仪对桩位进行测量放线，在桩心位置插一根短钢筋，并用水泥砂浆固定，并在桩位四周引测出控制桩。

3.3 护筒埋设

护筒采用钢板厚度为8mm 的钢护筒，其高度为1.5m，内径为1000mm，在护筒上部设置1 个溢浆孔，护筒中心与桩位中线偏差≤50mm。护筒周边用粘性土回填并夯实，护筒露出地坪高度为300mm。

3.4 冲击成孔

钢护筒埋设完成后，移机就位，对准桩位进行冲击施工。刚开始时应低锤密击，锤高为0.4 -0.6m，采用原位造浆，对于较为软弱地层根据情况添加片石，以达到挤密孔壁的目的;在护筒边上堆放一些膨润土，用来调节泥浆的比重;当冲击至护筒以下2m 时，锤高可以调整为2-3m，泥浆比重控制在1.2 -1.5，在淤泥层冲击时，若发现偏孔，应回填片石超过偏孔处500mm 以上再进行冲击，冲击过程中泥渣不断从溢浆孔排放到泥浆池，应及时对泥浆池进行捞渣，并控制泥浆的比重，淤泥层泥浆比重控制在1.4 左右;当冲击到卵石层，锤高可以调整为3 -4m，泥浆比重控制在1.3 左右，直至进入卵石层5m 以上。每冲击4 -5m 应验孔一次，孔位垂直度＜1%，随时检查桩锤的钢丝绳与桩位是否重合，发现孔壁倾斜或者坍塌等异常现象，应及时停机检查，确定方案后方可继续施工;随时检查渣样，与地勘报告进行对比，如发现地质情况不一致，应及时上报;当冲击至持力层时，应通知监理工程师到现场对岩面进行确定，可以采取岩样强度和颜色比对进行确定，应全截面进入持力层方可确定为岩面，当进入岩面5m 时经监理工程师验收后方可终孔。

3.5 清孔

当冲击深度达到设计标高时，应对持力层情况、孔深、孔径、入岩深度等进行检查，符合设计要求后进行清孔。清孔采用反循环清孔工艺，将泥浆泵放入孔底，孔底沉渣通过泥浆泵排放到泥浆池，泥浆经过过滤后再由孔口流入孔内，反复循环将泥渣清理干净。清孔后泥浆比重控制为1.25 左右，含砂率≤8%，黏度≤28s，注意保持好孔内浆面的高度。

3.6 钢筋笼的制作与安装

本工程场地狭小，钢筋笼的制作在场外预制场内进行;钢筋笼严格按照设计图纸进行下料加工，主筋与箍筋的连接采用点焊形式;两节钢筋笼的接长采用单面焊形式，搭接长度为10d，钢筋接头错开间距≥35d 且≥500mm，同一水平面上钢筋接头数≤50%;钢筋笼每隔2m 焊接1 道加劲箍，钢筋笼底端应做成锥形，主筋保护层厚度为50mm，每隔2m 在加劲箍位置的主筋上等距离焊接4C12 的耳形定位环，以确保钢筋的保护层厚度满足设计要求;为防止钢筋笼在运输与吊放过程中出现变形，在钢筋笼加劲箍位置焊接十字形支撑，一般每隔2 个加劲箍焊接1 个，钢筋笼可采用特制的简易车进行运输。钢筋笼采用吊车进行吊放，吊放时应对准孔位，徐徐垂直下放，钢筋接长位置应采取加密箍筋加强，钢筋笼下放过程中避免碰撞孔壁，下放完成应根据标高和桩位就位后进行固定。

3.7 二次清孔

钢筋笼安装完成后立即下放导管，导管直径为Ф250mm，壁厚为5mm。导管使用前应进行接头抗拉试验和水密试验，水密试验时水压应不小于孔内水压的1.3 倍，压力不小于水下灌注混凝土时管壁可能承受的最大压力的1.3 倍;导管安装应垂直于桩位，下口距离孔底为0.3 -0.5m，最下面一节导管长度为6m，其余采用标准4m 管，导管接头采用螺纹快速接头，应保证导管密封良好。二次反循环清孔后，应保证泥浆比重为1.15，泥浆粘度≤28s，沉渣厚度≤50mm，含砂率≤8%。

3.8 水下混凝土灌注施工

该工序为冲孔灌注桩的关键工序，是成桩的重要步骤。水下混凝土采用C30 商品混凝土，采用导管法进行灌注，混凝土坍落度为180 -220mm，应确保其和易性良好，施工管理人员应对每辆混凝土罐车的混凝土的坍落度进行检查，还应检查混凝土是否出现泌水、离析等现象，不符合要求的混凝土严禁使用。根据首灌要求导管埋入混凝土深度≥1m 计算首灌料斗方量，本工程首灌料斗方量为3m3，料斗装满混凝土后，安排另一辆混凝土罐车就位，等料斗与导管间的隔水栓拉起后，加大马力往料斗内倒混凝土，确保首灌成功;混凝土灌注应连续不中断，混凝土面上升速度为2m/h，每灌注完一车混凝土后应用测绳对混凝土上升面进行测量，专人负责并做好记录，计算出拆管的节数，确保导管埋入混凝土长度2 -6m，本工程按照4m 来控制。为确保桩顶混凝土质量，应超灌标高比设计桩顶标高高出0.8 -1.0m，混凝土的充盈系数≥1.1。

4 桩底后注浆技术

本工程的桩底采用后注浆技术，注浆导管采用内径为25mm 的无缝钢管，注浆管与钢筋笼的加劲箍绑扎牢固，每根桩对称设置2 根注浆管，导管顶部露出地坪高度为0.5m。注浆在成桩后7d 进行施工，注浆的成桩与成孔桩的距离≥8 -10m，注浆初压压力为1.5Mpa，水泥采用PO42.5 硅酸盐水泥，水灰比为0.5，终压压力＞3Mpa，注浆流量≤75L/min，单桩水泥注浆量约为1 -2t，同一根桩的注浆管实行等量注浆，对于桩群的注浆顺序为由外向内，一般单桩注浆时间为1 -2 小时。

5 结束语

本工程建设单位委托福州榕建工程检测研究所对11#、22#桩进行静载检测，单桩最大载荷沉降量分别为16.16mm，12.85mm，均＜40mm且沉降均匀，满足规范要求;对25 根桩进行低应变动力检测，I 类桩23根，占92%，Ⅱ类桩2 根，占8%，无Ⅲ、Ⅳ类桩，检测结果符合设计及规范要求;土方开挖后对桩位情况进行检查，桩位偏差均＜100mm，符合规范要求，检测结果表明本工程的冲孔灌注桩施工技术切实有效。

［1］建筑桩基技术规范.JGJ94 -2008.

［2］建筑地基基础工程施工质量验收规范.GB50202 -2002.