冲孔灌注桩成孔质量控制初探

杜斌

福建厦门（361000）

冲孔灌注桩成孔质量控制初探

杜斌

福建厦门（361000）

结合工程实例，分析了冲孔灌注桩的质量控制的重点和难点，介绍了工程中的质量问题及相应的措施，希望在建设施工中能注意冲孔灌注桩质量控制要点，把握其每一环节，确保施工质量。

冲孔灌注桩；质量控制；问题；措施

1 工程概况

厦门恒大帝景二期的建设单位是厦门恒大置业有限公司，共3栋，总建筑面积81 270.41 m2，其中地上建筑面积58 530.42 m2，地下建筑面积22 739.99 m2，地上1～28层，地下2层。最大建筑高度86.7 m。本工程根据福建省建筑设计研究院提供的《厦门恒大帝景岩土工程勘察报告》，采用泥浆护壁冲（钻）孔灌注桩。

2 冲孔灌注桩

2.1 含义

冲孔是用冲击钻机把带钻刃的重钻头(又称冲锤)提高，靠自由下落的冲击力削切岩层，排出碎渣成孔。冲击钻机有钻杆式和钢丝绳式两种。前者孔径较小，效率较低，应用较少。后者钻孔直径大，可根据设计的桩径来修改钻头的大小，锤重在3 000～10 000 kg(具体根据桩径的大小来确定锤重)。

2.2 质量控制的重点与难点

灌注桩施工工序多，质量控制点多，影响质量因素多。

控制影响桩位偏差的因素较多，比如测量放线的误差、桩机对位不准确、护筒埋设的偏差、孔斜造成的偏差等，因此必须将每一个施工环节的偏差控制在最小范围内，严格按照质量检验标准对每道工序每个环节进行检查验收。由于个体桩位放样是随着施工进度阶段性进行的，监理工程师应在每个桩施工前进行检查验收，复核无误后方可进行打桩机就位和护筒埋设，冲孔前应复测护筒中心位置。

桩径控制是通过钻头直径、制作钢筋笼检孔器等方面进行的。垂直度控制通过控制桩架垂直度、制作钢筋笼检孔器、钢筋笼下放程序进行。

在工程实际操作中,重锤测量法因具有简单、容易操作的特点，广泛用于检查孔深和孔底沉渣厚度。孔底沉渣厚度的检查方法：

测锤为锥形锤，锤底直径约15 cm，高度约22 cm，重约5 kg。在测量沉渣时，先用一个锤底朝下的测锤慢慢沉入孔底，凭手感判断侧锤到达沉渣顶面的位置，记录下测绳上的读数h。再用一个锥尖朝下的测锤慢慢沉入孔底，凭手感判断侧锤穿过沉渣层直达孔底的位置，记录下测绳上的读数H。计算出沉渣厚度为H-h。

泥浆护壁冲孔灌注桩施工中，泥浆起到保护孔壁、排渣、清孔、冷却钻头的作用。泥浆质量应从以下几个方面进行控制：建立泥浆循环系统，建造制浆池、沉淀池，对泥浆进行循环利用，防止泥浆乱排放。用黏土或膨润土制造泥浆，结合穿越土层情况确定配合比；施工过程中，始终保证护筒内的泥浆面高于地下水位1 m以上，水位涨落时,应高出水位1.5 m以上；在冲孔过程中不断向孔内添加新鲜泥浆。

2.3 工艺流程

测量放线→桩机就位→护筒埋设→冲击至设计深度→清孔→钢筋笼制作及安装→混凝土导管安装→二次清孔→水下混凝土浇灌。

3 工程中的质量问题

3.1 塌孔

造成塌孔的主要原因：该施工场地上覆软弱土层较厚，其中局部地方砂层厚达2.9 m，极易造成塌孔；在施工过程中，采用了杂填土层泥土就地造浆，泥浆黏度不够；没有采用轻锤密击的方法。因此类塌孔程度较轻，施工人员较难察觉，故施工过程中没有及时采取措施，造成前期支护桩的混凝土充盈系数过大，其中最大的达1.15，经济效益不佳。

3.2 斜孔

本工程基坑开挖后，发现个别桩偏斜，其中有一根桩偏入基坑达40 cm，为地下室施工带来很大麻烦。所以在冲孔过程中，应严格控制桩垂直度，防止产生斜孔。产生斜孔的原因有多种，刚开始冲孔时采用冲程较大，吊绳放得较松；孔内有倾斜状态的风化岩层、孤石等；桩机地基产生不均匀沉降，使桩机倾斜，也有可能使桩孔产生偏斜。在冲孔过程中如发现斜孔，应立即停止冲孔，并采用小片石、碎石回填至发生偏斜以上1 m左右再重新冲孔。重新冲孔时，应采用小冲程、高频率修孔。斜孔严重时，必须整孔回填，然后重新冲孔。

3.3 缩径

缩径产生的原因主要有：清孔不彻底，泥浆中泥块较多，再加上终灌拔管过快，引起桩顶周边夹泥，导致保护层厚度不足；孔中水头下降，对孔壁的静水压力减小,局部孔壁土层失稳坍落，造成混凝土桩身夹泥或缩颈。孔壁坍落部分留下的窟窿，成桩后形成护颈。

3.4 断桩

断桩产生的原因主要有：混凝土拌和物发生离析使桩身中断；灌注中堵塞导管，又未能处理好；灌注中导管卡挂钢筋笼,会演变为桩身严重夹泥、混凝土桩身中断的严重事故；灌注时间过长,先灌注的混凝土已初凝，后灌注的混凝土冲破顶层与泥浆相混；导管进水，未及时作良好处理，会在两层混凝土中产生部分夹有泥浆渣土的截面。

3.5 钢筋笼上浮

钢筋笼上浮产生的原因主要是由于混凝土由漏斗顺导管向下灌注时，产生一种顶托力，使钢筋笼上浮。

4 措施及预防

4.1 防止塌孔措施

成孔施工期间，在孔位就近准备足够的砂和黏土等应急抢险物料。发生轻微塌孔时，停机观察分析情况，调整护壁泥浆指标及水头，以达到最佳的护壁效果。孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和黏土混合回填至坍塌孔段以上1～2 m处，捣实后重新冲进。漏浆特别严重的要采取专项的处理措施。

预防措施：根据不同地层，控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时，严格控制速度。地下水位过高，应升高护筒，加大水头。地下障碍物处理时，一定要将残留的混凝土块清除。

4.2 防止斜孔措施

对偏斜轻微的冲孔，控制冲速，慢速提升，往复扫孔纠偏，至设计孔径要求为准，当孔位偏斜严重时，应用砂料或片石填孔重冲。

预防措施：保证施工场地平整，冲机安装平稳，机架垂直,并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头逐个检查调正，不能用弯曲的钻具。在坚硬土层中不强行加压，应吊住钻杆，控制钻进速度，用低速度进尺。对地下障碍应预先处理干净。

4.3 防止缩径措施

对易缩径部位可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径，当上下扫孔无效时可对缩径的孔段回填重新冲进，并观察冲进时的孔径达到设计孔径要求为准。

预防措施：选用带保径装置锤头，锤头直径应满足成孔直径要求，并应经常检查，及时修复。易缩径孔段冲进时，可适当提高泥浆的黏度。

4.4 防止断桩措施

导管要有足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满混凝土的重量;内径应一致,其误差应小于±2 mm。内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验；导管最下端一节长度要长一些，一般为4 m，其底端不得带法兰盘。

导管在浇灌前要进行试拼,并作好水密性试验。

严格控制导管埋深与拔管速度，导管不宜埋入混凝土过深，也不可过浅；及时测量混凝土浇灌深度，严防导管拔空。

经常检测混凝土拌和物，确保其符合要求。

4.5 防止钢筋笼上浮措施

钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。

灌注中，当混凝土表面接近钢筋笼底时，应放慢混凝土灌注速度，使导管保持较大埋深，使导管底口与钢筋笼底端保持较大距离，以便减小对钢筋笼的冲击。

混凝土液面进入钢筋笼一定深度后，应适当提导管，使钢筋笼在导管下口有一定埋深。但导管埋入混凝土深度应不小于2 m，不大于10 m。如果钢筋笼因为导管埋深过大而上浮时，现场操作人员应及时补救。补救的办法是：马上起拔拆除部分导管。适当上下活动导管。这时，每上提一次导管，钢筋笼在导管的抽吸作用下，会自然回落一点。坚持上下活动几次导管,直到上浮的钢筋笼全部回落为止。如果钢筋笼严重上浮，那么这一补救措施也不一定会十分奏效。

[1]袁和平.冲孔灌注桩成孔质量控制初探[J].福建建材,2015 (2)：55-57.