浅谈砼冲孔灌注桩施工及安全控制

肖仪

【摘要】冲孔灌注桩施工技术目前已广泛应用于道路桥梁工程及民用建筑的基礎工程中，本文笔者参与了众多高层建筑的施工与安全管理工作，现以深圳坪地街道坪达雅园工程为例，介绍了冲孔灌注桩技术在施工应用过程中的质量和安全控制管理措施，希望对同类工程有所帮助。

【关键词】冲孔灌注桩；施工过程；质量及安全；管理措施

前言

冲孔灌注桩具有承载力高、穿透能力强、适用各种地层，施工所需要设备简便等特点，目前已普遍应用到高层建筑当中。但由于其施工工艺复杂，技术要求高，成桩环节较多，质量与安全控制存在一定难度，稍有不慎，会造成重大经济损失。

1 工程概况

深圳坪地街道坪达雅园工程由三栋地上17层的塔楼组成，地下室1层；占地面积8033.13㎡，总建筑面积25508.08㎡，建筑高度53.4m；本工程采用冲孔桩基础，上部为框架-剪力墙结构。

2 工程地基及地质情况分析

工程地质自上而下为： 根据钻探揭露，场地内分布的地层自上而下有：人工填土、耕土、第四系冲洪积层、残积层，下伏基岩为燕山四期花岗岩及下石炭统石磴子组大理岩。

本工程基础采用C30钢筋混凝土嵌微风化岩冲孔灌注桩，设计桩径有（ZH-1、抗拨桩）Φ800MM、（ZH-2）Φ1000 MM、（ZH-3）Φ1200 MM、（ZH-4）Φ1400 MM共4种。设计桩长约10～22M，单桩竖向承载力值：Φ800桩=3000KN（抗拨桩）；Φ1000桩=5000KN；Φ1200桩=8000KN；Φ1500桩=11000KN。其中，Φ800桩共89根；Φ1000桩共27根；Φ1200桩共44根；Φ1500桩共15根；总计桩数175根。

3 施工过程质量控制

3.1 前期控制

在施工过程中，做好施工前各项准备工作，能把质量问题消灭在萌芽阶段。

（1）项目部相关管理和技术人员，应组织施工人员开会，对工程施工图纸及相关地质勘察资料进行熟悉了解，针对冲孔灌注桩施工要点及施工难点进行重点分析研究，对桩基图纸会审和有关试打桩的情况要进行记录。

（2）施工场地要整平夯实，以保证施工时桩机的稳定性，避免出现因桩机移位出现偏孔情况。根据桩位平面设计图相关指引，通过全站仪进行测量放线，定出桩位后，要进行浇灌砼护筒，用砂土回填空孔。

（3）本工程需要用12 台冲孔桩机进行施工，同时配备直径不同的冲锤，以满足施工中不同桩径的需要。此外，相关的配套设施如施工材料、临时水电、泥浆沉淀池和排浆沟槽等均应布置妥当。

（4） 桩机的施工区域要布置合理，以跳打桩的方法进行施工，如场地不允许时，必须等到混凝土灌注完成 72h 后，才能进行相邻桩的施工，保证桩机施工质量。

3.2 事中控制

由于冲孔灌注桩施工工艺的特殊性和隐蔽性，做好施工过程控制非常重要。施工中任何一个施工环节出现问题，均会导致质量事故的发生。

（1）冲孔桩施工工艺流程

（2）冲击成孔

开孔时要根据低冲程、稠泥浆、缓进尺及反复冲砸的原则进行，以利所形成的泥浆护壁坚实牢固，开孔范围在 2 米以内时，起锤高度要控制在1 米以内，孔位稳定时，可适当提高冲锤落距，这样可以加快进度。在进行冲孔过程中，要根据冲击的地质不同而适当调整冲锤的高度和速度。

在施工中，要对孔内泥浆经常进行试验和进行修正，需要提锤及停钻时，为防止塌孔情况出现，要对孔内的水位和泥浆密度、粘度进行控制，保证满足施工要求。要连续进行施工作业，如确需暂停时，冲锤在孔底停留时间不能超过12小时，避免卡锤情况出现。

终孔前，先要对检测桩基的孔深、孔径及进入持力层的深度，确保达到设计图纸要求和施工规范要求后，方可进行终孔。

（3）换浆清孔

为保证冲孔灌注桩桩基的承载力能满足施工需要，必须有效清除孔底沉渣。

施工过程中加强孔底沉渣的清除与控制，是保证桩基承载力的关键措施之一。本工程在孔深达到设计标高后，对孔径、深度、垂直度和孔底嵌岩情况进行全面检查合格后，采用换浆清孔法，清孔时孔内水位应保持在地下水位或孔外常水位以上1.5m～2.0m，以防止塌孔。

在第一次工作完成并符合要求后，把钢筋笼及导管安放到孔内，这样导致桩底出现新的沉渣，需要在钢筋笼及导管安放完成后利用导管进行第二次清孔。清孔工作完成后混凝土灌注前孔底 500mm 以内的泥浆技术性能要达到以下要求：孔底沉渣厚度≤50mm，泥浆比重1.15～1.20，含砂率<6%，粘度10～25S。

（4）钢筋笼的制作与吊放

要根据设计图纸要求，进行钢筋笼加工和制作。制作钢筋笼时要分节进行，每根桩的钢筋笼由数节钢筋骨架连接组成，计算钢筋笼总长度尺寸时，在保证错开接头位置的同时，还要计算上焊接长度。一般情况下，每节钢筋骨架的长度控制在5m～ 9m之间，主筋接长采用单面搭接焊接，同一搭接区断面内接头不大于 50%，焊接长度≥10d。箍筋采用螺旋箍筋，钢筋笼总长度超过 4m 时，每隔 2m 设一道加劲箍筋，增强其刚度和整体性。钢筋笼外侧同一横截面上沿圆周方向均匀分布 4 个定位钢筋，确保钢筋笼保护层厚度符合设计要求。运输和吊装钢筋笼时，注意不能出现变形，要对准孔位进行安放，不能强行插入和碰撞孔壁，安放就位后要马上进行固定，安装时间应控制在2 ～4h 内完成。

（5）灌注水下混凝土

该工序是孔桩成桩的最后一道工序，也是保证桩基质量最关键的一道环节，灌注时要控制好混凝土配合比、坍落度及泥浆比重、粘度等，具体做法汇总如下：

①采用直径 250mm 的钢导管进行水下混凝土灌注，要求导管密封性良好，在使用必须前对导管进行水压试验，确保不漏浆后再吊放入桩孔，导管底部距孔底 0. 3—0. 5 米，以便隔水栓顺利排出。

②桩身混凝土为 C30 高性能混凝土，坍落度 18 ～ 22 ㎝，含砂率为 40% ～50%，选用中粗砂，粗骨料最大粒径应小于40mm。

③灌注前混凝土在罐车内要加速旋转搅拌，时间不少于5 分钟，确保混凝土搅拌均匀，混凝土初灌后应及时测量初灌混凝土面标高，保证导管埋深不小于 1. 0m。

④灌注混凝土必须连续施工，一次成桩灌注混凝土的时间间隔不得超过混凝土的初凝时间。混凝土灌注时，应随时上下抽动导管，确保水下混凝土的密实性，对每根桩在现场随机抽样制作混凝土试块，用以检验桩身混凝土质量。

⑤随着混凝土的上升，要适当提升和拆卸导管，导管埋入混凝土深度应保持在 2 ～6m 左右（埋深太大易发生混凝土凝住导管，埋深太浅新灌注混凝土容易冲翻原有砼顶面造成夹泥或断桩），并控制好提拔导管速度，严禁把导管底端提出混凝土面。

⑥终灌超出高度相对于桩顶设计标高不小于1. 0m，保证凿除浮浆后桩顶混凝土达到设计强度值。

3.3 事后控制

冲孔灌注桩作业完成后，要根据相关规范对桩位进行检测，检测主要内容包括：对桩位偏差、桩身混凝土强度、单桩竖向承载力、桩身完整性等项目进行检测； 桩基单桩竖向抗压静载试验及低应变检测的根数必须符合设计及规范的要求。

4 安全及文明施工措施

为保证能安全顺利施工，切实做到安全第一，预防为主。本工程在施工前就建立以项目经理为首的安全生产指挥保证体系，实行“管生产必须管安全”的原则。切实把安全生产放在第一位。制定和落实安全技术措施，就本工程桩施工为例，专门制定了《冲孔灌注桩施工安全控制措施》、《坪达雅园保障性住房工程安全文明施工方案》等，对桩机的使用与操作、相关设备的停放、钢筋笼的制作、焊接与安装、现场用电安全、施工材料堆放、生活区与施工区的合理布置、现场成品、半成品的保护工作、文明施工等均作了详细的规定，同時组织相关人员进行安全知识的教育和培训工作。此外，还建立专业安全检查保证体系，要坚持经常检查与定期检查制度，查出事故隐患，并采取必要的预防和控制措施。经过综合全面的安全预控措施，使整个施工过程施工有序，实现了安全生产，文明施工，为企业树立了良好的形象。

5 总结

桩基质量的好坏将会直接影响到主体建筑的承载力和安全使用功能。因此对冲孔灌注桩的施工全过程必须严格控制，按施工规范和设计要求精心组织施工，本工程由于全体施工人员的共同努力，做到施工有序，安全文明施工，实现了在保证桩基的施工质量的同时，安全生产事故为零。工程完成后，获得了由深圳建筑业协会颁发的“二○一三年度下半年深圳市安全生产文明施工优良工地奖”。

参考文献：

[1]慈柳平，冲孔灌注桩施工技术及其质量控制[J]，广西质量监督导报，2008.

[2]陈耿敏，论某高层建筑冲孔灌注桩施工工艺与方法[J]. 建材与装饰，2012.