详细论述冲孔灌注桩施工工艺及某应用研究

谭靖琳

摘 要：本文笔者结合某工程实例，探讨了冲孔灌注桩在该工程中的施工情况，分别详细介绍了冲孔灌注桩总体施工顺序和施工工艺流程，施工平台的搭设，以及施工过程中常见的若干问题与故障的处理措施。

关键词：冲孔灌注桩；施工技术

一、工程概况

某港口码头工程全长670m，宽20m，接岸设置3 座引桥。工程桩基均采用嵌岩灌注桩，桩尖进入中风化砾砂岩4倍桩径，约5m 左右，桩长22.2～27.8m。其中码头部分灌注桩直径为Φ1，200mm，共128 个排架，每个排架有4 根樁，共计512 根。本工程岩基位于-14.0～-20.0m 之间，从强风化到弱风化的过渡层比较薄，而上部均为含水量极高的淤泥和淤泥质粘土，物理力学性质较差，同时一条旧防汛堤贯穿整个码头，给灌注桩施工平台的搭设、护筒的埋设等都带来了极大的困难。

二、总体施工顺序和施工工艺流程

结合设计施工图的码头平面布置，码头西侧距老防汛墙比较近，部分桩位在防汛墙内侧的陆域位置；东侧则离岸侧比较远。因此在实际施工时，为保证灌注桩施工的正常进行，根据不同位置的地况、地貌采取不同的方式进行施工：对于位于旧防汛墙内侧的桩位，将采取陆上施工的形式；对于近岸侧的水深不大桩位，采取筑岛成陆形成陆上施工条件进行施工；对于位于水上的桩位则采取搭设施工平台方式进行水上施工。

冲孔灌注桩施工工艺流程：平台搭设（水上桩）→桩位放样→护筒埋设→钻机就位→冲击、清渣成孔→一次清孔→监理检查成孔质量→安放钢筋笼→二次清孔→混凝土浇注成桩。

三、平台搭设

结合现场的实际情况，码头中部离岸坡较近，A、B 轴线的桩利用老防汛堤作为下部支撑，搭设施工平台；码头东侧离岸坡较远，4 条轴线的桩需搭设施工平台方可施工（见图1）。

图1

施工时，先用振动锤沉设直径Φ320mm 的钢桩作为桩基，码头东侧离岸较远，钢桩采用起重船沉设；近岸部分，钢桩采用65t 履带吊沉设，纵横向间距分别为6m，5.5m 进行布设，在钢桩沉设到位后，在顶部焊接10mm 厚400×400mm 的钢板，南北方向架设双拼32#槽钢作为主梁，顶面东西方向架设32#槽钢作为次梁，同时测量人员精确控制次梁轴线位置，可作为后期冲孔施工护筒导向井字架。

四、常见问题和故障以及处理

1.钢护筒卷边

由于地质情况复杂，钢护筒在沉设过程中遇到块石，岩层特别是桩位与旧防汛堤底板及方桩位置重迭时会不可避免出现卷边现象。根据水下探摸，钢管桩卷边大致有以下几种：内卷、翻卷、凹卷、凹凸卷。处理方法如下：

① 本工程在施工过程中出现了以上几种卷边情况，对于各种卷边范围小（一般在卷边30cm 内）可先向孔内填入块石高出护筒卷边位置，然后投入粘土，采用低锤密击的方法冲孔，一般都可解决。

② 当以上几种卷边情况卷边大于30cm 时，为减少钻头磨损及缩短工期，一般采用潜水员进行水下切割处理，本码头共有3 根桩的钢护筒卷边进行了水下切割处理，并得以顺利施工。

2.遇探头石、旧防汛堤底板或方桩基础

在冲孔过程中经常会遇到孔内一边有大块孤石（原护岸抛石）伸进孔内，其余孔边是砂层或土层时（俗称遇“探头石”），往下冲孔时会发现偏孔现象，处理办法：先向孔内填入块石至高出探头石1.0～1.5m 处，然后采用低锤密击的方法冲孔，待块石冲实后，冲锤冲击时受力均匀，再用较高冲程，将探头石及块石一起击碎，若此后还有偏孔，重复上述方法继续修正。

3.卡锤

在施工过程中当冲孔形成梅花形孔、锤偏心过大或不圆容易造成卡锤。一旦卡锤应立即采取措施，进行处理，可用以下方法处理：

① 桩机用2 号钢丝绳栓住打捞沟，放入孔内勾住锤体保护钢箍，主钢丝绳（1 号绳）与2 号绳同时一松一紧拉锤，将锤拔出。

② 若第一种方法不能将锤拉出，可采用第二种方法：在桩机底盘前方栓上定滑轮，1 号绳通过滑轮改变受力方向，与2 号绳同时紧拉拔锤，定滑轮可在底盘正前方及左右两边多个角度安放，以便得到最佳拔锤位置。

③ 可利用起重设备配合桩机同时拔锤，但起重设备应设保护绳，以防发生安全事故。

4.漏浆

因工程地质问题或者钢护筒的沉放深度不足。例如：在一期码头灌注桩第76～96 轴段，从上至下为流塑状淤泥直到强（中）风化岩层，基本没有强风化岩，且岩面相对较高。因此在沉放支撑钢管桩及钢护筒时均出现无法站稳的现象。在施工过程中出现漏浆，严重影响施工进度。处理方法如下：

① 向孔中加入粘土或水泥然后冲孔将漏洞堵住，如果此法不行那么采用一边冲孔一边跟进钢护筒，然后再用粘土堵漏。

② 向孔内注入一定量的混凝土，待达到一定强度后再冲孔。

5.护筒跟进长度不足

根据专家评审会意见，钢护筒原计划跟进至护岸设计抛石底标高，即ABCD 四条轴线上的桩，护筒跟进长度分别为6m，7.5m，9m 和10.5m，但由于现场淤泥层较厚，特别是3#引桥位置，由于是在旧河涌底部含水率极高的河淤上直接回填砂筑岛施工，护筒跟进长度不足，漏浆较为严重，护筒加长3～6m 后，情况略有好转，但清孔耗时较长，混凝土浇筑充盈系数较大，普遍为1.7 左右。在码头东侧30～50轴段，由于码头前沿港池区域已完成疏浚施工，按原计划护筒跟进长度，不但混凝土充盈系数大，而且由于护筒下部自由端埋深不足，混凝土浇筑过程中，虽对护筒采取了固定措施，但个别桩护筒下端发生位移，致使成桩后，外观倾斜率偏大。因此我单位向业主建议剩余桩基护筒全部跟进至岩面。根据成桩的结果来看，全护筒跟进减少漏浆情况的发生，混凝土充盈系数也从原先的1.6 降至1.3 左右，同时护筒倾斜的问题也得以解决，取得了很好的效果。

6.堵管

混凝土浇注过程中由于各种原因例如：混凝土供应不及时、导管堵塞等，造成混凝土浇注中断。处理方法如下：

① 在浇筑混凝土量不多的情况下及时安排起重设备拔起钢筋笼，然后重新冲孔。

② 如果钢筋笼不能被拔起，安排潜水员将混凝土面以上部分钢筋笼水下割除，吊车配合将割除的钢筋笼拔出后，将混凝土浇注到盖过钢筋笼，然后等混凝土到一定强度，重新开孔，或在孔内填入块石再重新冲孔，冲孔一段时间后如果进尺很慢，则要用电磁铁吸出废铁再冲孔直至达到设计标高。本工程A70 和A9 桩由于商品混凝土供应不及时，造成导管堵塞，潜水员水下切割钢筋笼后，填入块石重新冲孔成桩。

7.塌孔、断桩

在施工过程中出现塌孔及由于拔管太快出现断桩时，应立即停止施工，安装反循环导管进行气举反循环将已浇注混凝土清出，并吊起钢筋笼，测量桩内标高，若高出原桩底标高，需要重新冲孔后进行浇注。

五、结束语

冲孔灌注桩施工是本工程施工的难点和关键，整个施工共耗时9 个月，最高峰时有22 台桩架同时施工。在实际施工时，遇到各种问题和困难时，项目部会及时召开专题会议进行研究和解决。由于，我们采取了相对正确的处理方法，同时不断总结和提高，从而保证了整个冲孔灌注桩能顺利得以完成。桩基采用100%超生波检测和3%抽芯检测，其中Ⅰ类桩占桩基总数的85%，其余均为II 类桩，没有出现不合格桩。