浅析冲击成孔灌注桩施工工艺以及质量控制要点

摘要：冲击成孔灌注桩施工技术不受环境、气候等环境因素的影响，适应于各类土层、风化岩和软质岩。该技术的施工简单方便、成本低廉，在港口、桥梁、房建等方面的应用非常广泛。本文介绍了冲击成孔施工质量控制、灌注混凝土施工质量控制，结合目前冲击成孔灌注桩施工中容易出现的质量问题做了简要分析，并提出了解决方案和预防措施，以供相关读者参考。

关键词：冲击成孔；泥浆比重；孔壁坍塌；沉渣；混凝土灌注

1、冲击成孔灌注桩施工工艺概述

冲击成孔灌注桩技术的主要工作原理是利用冲锤高速运作产生的巨大瞬时接触应力，作用在土层、岩石表面，使之塑性变形形成孔位。强化岩石的脆性特征，扩展岩体裂缝，实现岩石大体积破碎的目的。这种基础的冲击成孔方式，可以使桩身容易穿越风化破碎层以及岩溶发育带，桩底端可以有效嵌入硬质岩石机体内部。建筑施工中想要實现高水平的桩基施工质量，必须要充分、详细了解冲击成孔灌注桩的具体施工工艺。具体施工工艺可以概括为九个步骤：①场地整平；②桩基定位；③机械就位；④冲击成孔；⑤清理孔位沉渣；⑥吊放钢筋笼；⑦孔位二次清渣；⑧灌注混凝土；⑨排放泥浆。九道工序环环相扣，每一道工艺都要经过严格把关，最后的成桩质量才能有所保证。

2、冲击成孔施工质量控制要点

2.1桩位及桩机就位控制

首先组织现场施工的技术人员仔细研读施工图纸以及施工现场的岩土工程地质勘察报告，以便能够充分了解地质状况，之后进行桩位放线，其中单桩偏差不超过10mm，群桩不超过20mm。埋设的护筒比周围地面高50cm左右，且中心与桩中心重合，然后桩机冲击锤钢丝绳与定位桩中心重合，严格控制孔位的垂直度，孔径大小。

2.2孔位坍塌防治

冲击成孔灌注桩施工过程中最常见的通病就是孔壁坍塌。如发现泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆比重偏小，成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。

当成孔时，若出现大量漏浆状况，要立刻停止成孔作业，并立即检查漏浆情况。漏浆严重时，应该迅速将孔用黏土或者碎石回填，以免出现机械倾覆等恶性事故，回填之后不应该立刻开工，要等地层稳定之后再继续施工。

成孔完成之后要立即清理孔位，将沉渣等杂质清理干净，之后换浆，用能保证在换浆完毕到灌注混凝土的这段时间内孔底几乎不产生沉淀物的优质泥浆替换性能差的泥浆。二次清理孔位完毕到灌浇混凝土之间的时间间隔要严格控制在1.5-3h之内，时间过长，孔底出现沉渣，要进行再次清理。

2.3沉渣厚度控制

孔位沉渣厚度是灌注混凝土前要严格控制的一个指标，沉渣的厚度直接影响桩基础竖向承载力。产生沉渣过厚原因有：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；吊放过程中，未对中而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。

采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。下完钢筋笼后灌注混凝土前，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离控制在50cm为宜，初始灌注混凝土，应有足够的混凝土储备量，一般采用较大料斗，使导管一次埋人混凝土面以下一米以上，以利用混凝土灌注的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。

3、灌注混凝土施工质量控制要点

3.1防止钢筋笼上浮

灌注混凝土时的浮力会导致已经安置好的钢筋笼升高上浮，容易出现钢筋弯曲变形、散架等问题，导致孔壁坍塌，严重影响成桩质量。为了避免出现这种施工缺陷，可以通过以下几点进行预防：

（1）钢筋笼焊接要牢固，焊缝要饱满、无虚焊。

（2）为了保证接触钢筋笼底端的混凝土的流动性良好，要提高灌注速度。当钢筋笼的1/3长度被埋入混凝土中时，灌注速度可以恢复正常。

3.2混凝土灌注质量控制

该工艺要求混凝土具有较高的流动性，所以混凝土只能通过导管引入，不能直接倾倒。如果混凝土的流动性较差，就会容易产生隔层、缩径、断桩等质量问题。为了防止出现这种缺陷，可以从以下几点进行预防：

（1）原材料质量一定要过关，混凝土配料，包括砂土、碎石等的含泥量要严格控制在相关规定范围内，如果含泥量偏高，就要对原料进行冲洗，降低含泥量。碎石的级配也要严格控制，以防止出现混凝土强度代表值离散型大的现象。

（2）水下桩混凝土灌注工艺对混凝土的流动性要求较高，现场混凝土坍落度一般要求为180mm-200mm，所以要严格确定混凝土的配合比，保证混凝土应有良好的和易性，可以通过减水剂添加量来改善和易性。

（3）注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量，漏斗要清洗干净，不能有泥土等残渣。灌注前放入隔水球，保证混凝土和导管内液体分离，顺利排浆，灌注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠。并严格遵守操作规程，确保导管的密封性。导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，始终保持导管插入混凝土的深度不小于1米。

4、总结

上述是结合桩基施工过程中常见的一些质量问题，分析问题原因，根据施工经验总结出的一些防治办法。在冲击成孔水下灌注桩施工中，针对具体的施工情况对各个环节都要有细微的控制，做到有的放矢，防微杜渐，有效的减小或避免工程质量事故的发生，对工程的质量、进度、效益都将起到积极的作用。

参考文献：

[1]田苗. 冲击成孔灌注桩施工工艺及质量控制要点[J]. 中国煤炭地质，2015，02：42-45.

[2]刘莹莹. 灌注桩施工工艺中的冲击成孔和旋挖成孔技术分析[J]. 江西建材，2015，05：69+73.

[3]張效文. 岩溶发育地区冲击成孔灌注桩施工特点及常见故障处理[J]. 西部探矿工程，2014，02：31-33.

作者简介：庞琨（1984年6月），男，汉族，广西玉林人，当前职务：工程师 当前职称：助理工程师 学历：本科 研究方向：桩基础施工。