现代高层建筑中冲孔灌注桩基础的运用分析

袁伯深

（广州市花都第二建筑工程有限公司）

引言

随着科技的进步，在建筑施工的过程中，施工单位运用的施工工艺，施工技术也越来越多，在目前的施工中，施工单位较多的采用冲孔灌注桩施工工艺。高层建筑作为现代城市重要的组成部分之一，其特有的结构优势在在我国现代化城市建设中被广泛地运用。在实际施工过程中，需要结合高层建筑施工过程中的实际情况以及地址情况进行分析，根据地质特点、设计、施工，挑选符合实际工作状况的钻头，成孔的方式为自然造浆泥浆护壁等。在施工前，首先要进行勘测工作，待勘测工作结束后，再开展施工作业，成孔质量得到保证后，进行钢筋笼焊接，下灌注导管，混凝土浇筑。

1 工程概况

某工程为某大型房地产项目工程。现场已完成土方平整，首期建成后总建筑面积为20万m2，主要有低层住宅、高层住宅及多层酒店，其中高层项目约5万m2，其高层工程基础主要采用冲孔灌注桩施工，拟建构筑物为钢筋混凝土框剪结构。

工程准备工作包括场地平整、测量放线、护筒加工以及泥浆的制备等。施工过程主要工序：打桩机平稳安装到位，埋设护筒、钻孔、检测桩机是否平稳行运、清孔、安装钢筋笼、二次清渣、浇筑水下混凝土。

2 冲孔灌注桩施工技术的运用

2.1 施工前的准备

在施工前，首先需要完善放样工作，对桩孔的位置进行进一步的测定，采用全站仪进行定位测量，一般使用十字形的交叉线，测量出桩心位置，采用水准仪确定桩基设计高程。在埋设护筒时，护筒通常是由（7±2）mm钢卷制成，护筒的直径也需要比钻头的直径宽10cm左右，中心设置偏差小于5cm，保证护筒与桩位的中心吻合。在设置护筒的过程中，需要使用十字交叉法矫正护筒位置，为钻孔的垂直高度以及桩位的精确度提供保证。

2.2 冲孔灌注施工

在冲击钻孔时，需要保证以下特点：基岩施工期间需要使用低锤与高锤交替的冲击方式，若出现偏空，则需要进行回填处理，具体的回填高度需要根据实际的偏空情况确定；在施工过程中，若遇到孤石，则需要使用低冲程反复冲击的方式进行冲击，将孤石击碎或者嵌入孔壁。

3 冲孔灌注桩质量控制措施

3.1 泥浆的质量控制措施

在进行冲孔灌注桩的施工时，要将工作重点放在泥浆质量控制这一重要环节上。泥浆制备的地质环境多种多样，可变性较强，具体可以应用以下措施对泥浆质量进行控制：

（1）泥浆的制作阶段。在进行泥浆的制作时，工作人员首先要进行实地考察，结合当地的地质特点，在制作的过程中，加入适量黏土，以此来改变该工程中砂层与淤泥层厚度较大的状况，使泥浆的粘度进一步提高，进而有效地避免塌孔等隐患的发生。

（2）泥浆循环。泥浆循环需要根据土层的具体情况，对泥浆稠度进行相应的调配。将处于钻孔中的循环泥浆，依据土层的实际变化，对各项操作进行加强。在循环中泥浆稀薄，其自身的排渣能力就不能得到充分的发挥，护壁效果不理想，进而对钻头的冲击功能造成威胁，钻进速率较慢，泥浆循环系统的平面布置图1所示。

图1 泥浆循环系统的平面布置图

（3）泥浆置换。在微风化、强风化等状态，需要对泥浆进行制备，在制备的同时也需要将泥浆的排渣能力进行有效的提高。当处于风化层时，泥浆中的含砂率、携渣能力也会有所增加，这时就需要对泥浆中所存在的沉渣使用过滤措施进行清理，过滤措施可以使用滤砂桶与滤网。

3.2 终孔控制措施

（1）开工控制。在该工程中，表面土层多为杂填土，经过调查发现，工程的土层深度为3.2m，发现有个别的乱毛石，采用低垂密击的形式进行开孔，进而将施工过程中对周围影响因素降到最低，有效地防止毛石滑落所造成的安全隐患。

（2）对土层以及岩层的冲程进行控制。在进行土层以及岩层的冲程控制时，对先前施工案例分析不难发现，在成孔的过程中具有冲击力大、冲程大等特点，这些特点极易影响孔壁的扰动力。另外，受到外力的作用，软土自身稳定性容易遭到破坏，改变自身的结构，最终导致孔壁塌孔的现象发生。因此，相关工作人员在进行软土层的施工时，应该使用小冲程进行冲孔造壁，加强对冲程范围的控制。之后，工作人员结合勘察数据，分析该工程的粗砂层，然后结合砂层特点，将泥浆的比例进行相应的增加，确保孔壁的稳定性。通常情况下，调整泥浆比例时需要控制冲程在2.5～3m，减弱孔壁砂层的扰动性。如果冲程控制不合理，会出现卡锤的现象，一旦发现这种现象，要及时对冲程进行相应的调整。为了有效地避免卡锤的现象发生，提倡使用低锤密击的方式。

（3）持力层判定。在微风化花岗岩中普遍使用持力层判定，在进行持力层岩面的判定时，其主要材料为岩样，地勘报告作为辅助，一般情况下，岩面持力层判定主要是在孔口对泥浆循环过程中携渣进行捞取，然后对捞取过后的携渣岩样进行检查。由于在该工程中冲孔桩的孔深达30m以上，所以持力层判定中需要的岩样难以跟随泥浆的循环到达孔口。因此，施工单位可以采取以下步骤进行判定：首先，工作人员在进行孔底掏渣时，需要利用掏渣筒等工具，在孔底掏渣之后，对掏渣筒中所存在的岩样进行检查。其次，要依据地质勘查报告，对桩孔岩面标高图进行绘制，在这之前，冲孔需要达到地勘岩面的标高。最后，根据试桩记录所规定的进尺，每60min的进尺要达到＜20cm。只有同时满足以上判定条件，才可以展开持力层判定工作。

（4）孔底沉渣与清孔控制措施。成孔灌注桩的冲击主要应用在设计埋藏过深的岩层大口径嵌岩桩。这些桩基对于沉降控制、桩基承载水平具有较高的要求。孔底沉渣的质量会在一定程度上对嵌岩桩承载力的性能产生影响。如果孔底沉渣与规定的标准不符，就会降低嵌岩桩的承载力，进而为后续施工的顺利展开造成阻碍，降低建筑物的安全性能与稳定性能。在冲孔灌注桩施工过程中，孔底沉渣与标准不符的原因主要体现在以下几方面：首先是现场岩体破碎，在利用冲击法进行施工时，大量的岩体颗粒将会得到释放，循环泥浆的岩石颗粒的含量大，就会出现孔底沉渣的现象。其次是岩体成渣颗粒掘土颗粒较大，泥浆在进行孔内循环时，为了将泥浆快速地排出孔外，泥浆必须具有比重大、粘度高的特点。

3.3 混凝土灌注质量控制

混凝土灌注是重要的施工环节，为了能够提高冲孔灌注桩成桩质量，首先应当注意选择符合标准要求的混凝土，这需要相关负责人在具有资质的实验室内，对混凝土的配合比进行试验，进而确定符合设计要求的混凝土配合比，按照配合比选择有资质的商品混凝土公司供应商品混凝土，在此前提下进行混凝土灌注作业。另外在管理程序上要求所有隐蔽工序完成验收，并且报送混凝土浇捣总监理同意后，才可开始混凝土的浇捣施工。其次在混凝土浇捣过程需要先进行混凝土导管的下放拼装之后短时间内展开混凝土浇筑作业，根据计算好的混凝土的浇筑方量，确保一次性地进行混凝土浇筑，浇筑过程的拔管工艺要符合规范要求，防止混凝土在浇筑过程中脱节而出现断桩现象。混凝土浇筑过程中拔管控制、浇筑混凝土的充盈系数及最终的混凝土超灌量均应符合设计要求，以确保冲孔灌注桩桩身混凝土浇筑质量。

3.4 冲孔灌注桩桩身质量检测

即使对冲孔灌注桩各个施工环节予以有效控制，桩身也有可能存在质量问题，所以一般在完成冲孔灌注桩施工作业之后，还要对桩身进行质量检测。相关工作人员要对冲孔灌注桩桩身完整性及承载力进行检测，通过桩身完整性检测来辨别桩身缺陷的位置及缺陷情况，通过桩基承载力检测来鉴定桩基础施工完成后桩身的受力情况是否符合施工图纸设计要求。桩身完整性检测与承载力检测能够对已施工完成的冲孔灌注桩基础存在的质量问题及时进行补救和处理，最终保证冲孔灌注桩符合标准要求。此桩基检测的结果作为第三方检测报告形式出现，同时检测报告作为桩基子分部验收依据的重要文件之一。

4 结束语

综上所述，现阶段我国冲击成孔灌注桩技术适用于粘性土、人工杂填土中，对于存在孤石的砂砾层、坚硬土层、岩石层中特别适用，而在流沙层中则需要提高技术含量，对施工过程中存在的问题进行克服。但是在淤泥质土，应该谨慎实施。冲击成孔灌注桩技术设备构造简单，适用范围广，操作方便，所成孔壁较坚实、稳定、坍孔少，不受施工场地的限制，无振动和噪声影响等，但存在成孔速度慢，孔底泥渣难以掏尽，桩的承载力不够稳定，操作要求较严，易发生质量事故，因此在现代高层建筑中，要科学合理的运用冲孔灌注桩施工技术，以此来保障我国建筑行业的持续稳定发展。