冲孔灌注桩施工技术在建筑工程中的应用研究

邱荣喜 山东复地房地产开发有限公司

傅 凯 优的（山东）建筑咨询有限公司

1 前言

冲孔灌注桩施工技术采用冲击锤等设备对桩孔进行反复冲击，从而使用冲击力将桩孔底部的土石进行固定，并形成更加稳定的桩孔。在冲击过程中冲击作用力的影响将中空底部的土石进行挤压、破碎，并被压入周边的孔壁，使其进入持力层中，形成稳固的孔壁，进而取得更加优质的桩孔质量，以保证冲击灌注桩获得更优秀的稳定性。

2 冲孔灌注桩施工技术

2.1 含义

冲孔灌注桩施工过程中，利用冲击式装置和卷扬机将桩锤提起，并对桩锤施以向下的能量产生巨大的冲击力。通过桩锤的反复冲击，将孔位所处的土石和土层进行破碎、挤压，随着冲击力被挤压到周边的孔壁当中，形成较为稳固的孔壁。在施工的过程中可以采用泥浆等方式将没有被压入孔壁的土石冲出，通过泥浆可以对孔壁进行润滑，降低冲孔时的阻力，并保护孔壁，减少坍孔现象的产生，确保冲击孔的稳定性。

2.2 钻孔灌注桩施工技术的特点

钻孔灌注桩由于施工简单易操作，对各种地质条件的适应能力强，而且投入的成本较小，所以在工程实践领域中广泛应用。与锤击法相比，钻孔灌注桩优点更多，比如在施工过程中钻孔灌注桩噪声不高，震动频率非常小，在工程实践领域中具备很强的实用性；较之于预制桩，灌注桩不仅具备较大的桩直径，在诸多类型的地基基础上，使用钻孔灌注桩能够解决很多地质结构难题，在建筑项目中的利用率非常高。在建筑工程项目施工期间，若想为钻孔灌注桩提供更多保障，要充分加强其实际承载力。这不但有助于优化设计，还能够提高作业水平，确保工程技术的精确性。影响钻孔灌注桩施工质量的原因，包括工作人员的专业水平及能力，也包括在施工技术方面存在的不足[1]。之所以要合理运用钻孔灌注桩技术施工，就是为了保证地基的安全。如今社会发展的脚步越来越快，很多农村都在向城市化发展，因而导致各类土地下的管线数量越来越多，其复杂程度也是难以想象，因此使原本的地质结构出现了变化，难以恢复其本来的样子。在进行建筑施工时，地基的稳定性就会存在安全隐患，为了保证施工安全，必须要提高建筑工程的技术水平，严格按照地基条件进行施工。通常，采用钻孔灌注桩技术能够解决地基不平整问题，提高地基稳定性，为施工品质及安全奠定基础。

3 建筑工程冲孔灌注桩施工过程中常见的问题

3.1 孔身弯曲或者倾斜

在冲击孔施工的过程中，由于桩锤会利用自身重量进行冲击，由于冲击力的施力方向并不垂直，容易导致冲击孔弯曲或倾斜的情况。由此，需要修正冲击孔。当冲击孔弯曲或倾斜情况不太严重时，可以对产生偏差的部位反复多次的冲击，从而对孔身进行矫正。但是弯曲或倾斜情况比较严重时，一般无法对其纠正，需要对桩孔进行回填，并再度展开冲击施工。而冲击孔的弯曲和倾斜现象对灌注桩整体的成桩质量有重要的影响，需要相关人员的足够重视。

3.2 灌注施工过程中的堵管问题

用灌注桩在灌注施工过程中，通常会使用导管运输、灌注混凝土，因此在灌注施工过程中容易出现堵管问题。堵管问题也可以通过灌注施工前的导管检查来避免，在施工前，检测导管的进水和堵塞情况，有效避免在灌注施工过程中因为堵管导致的混凝土灌注不连续和不均匀，进而对成桩质量造成不良的影响。由于在灌注过程中会使用钢筋笼和混凝土混合浆[2]，因此在灌注施工时要重视混凝土的配比工作和钢筋笼的质量检测，在下放钢筋笼时，需要注意钢筋笼、孔壁之间的距离，并在灌注过程中配以振捣、搅拌，以保证混凝土均匀分布到灌注桩中。

3.3 孔底碎石成渣过多以及孔壁坍塌

冲击孔施工过程中，会将冲击孔底部的土石和土层进行破碎、冲击处理，也因此会产生较多的碎石成渣，部分碎石成渣没有挤入周边的孔壁中，而是堆积在冲击孔底部，孔底碎石成渣对桩锤冲击造成阻碍，导致下一次冲击施工的效果不明显。在冲击孔清理的过程中，由于操作不规范和施工中碰撞问题，可能引起孔壁的结构改变，进而发生坍塌问题。因此为了减少孔底碎石成渣及孔壁坍塌的问题，需根据施工现场地质报告，制定相应的冲击成孔施工方案，并在施工过程中采用泥浆等手段清理碎石成渣，在清理成孔的过程中，减少孔壁清洁时间，借助护筒等工具保证孔壁的完整，以提升成孔质量。

4 建筑工程冲孔灌注桩技术应用

4.1 制备泥浆和混凝土

泥浆的拌制与混凝土材料的选择对灌注桩施工项目的质量造成重要影响，施工单位需要在房屋建筑工程施工期间明确了解桩位的地质状况，掌握需自行制造泥土泥浆的土层，按照建筑工程的具体情况，采用合理的造浆设备与原料。一般情况下，造浆原料可采用可塑性较强的膨润土与黏土，别的泥浆配置应该整体考虑建筑工程施工装置与土层土质的构造，确保工程施工期间与各土层土质构造的标准相符。在建设施工期间，还应该保护好施工场地的环境，合理处置土渣与泥浆，减少对施工现场附近生态环境的污染程度，确保房屋建筑工程施工的合理实施。

4.2 护筒埋设

为了确保冲孔施工的有效性，需要对冲孔孔口处埋设护筒，使其对孔壁有一定程度的支撑作用。通常护筒由钢板制成，护筒的直径大于灌注桩桩身的直径。在埋设护筒时，根据现场的地质条件和施工要求确定护筒埋设的深度，为了保证积水或杂物不会掉入桩孔内部，护筒顶端应高于地面，且高于地下水位，保证在施工过程中地下水不会渗进冲孔内并形成积水[3]。护筒埋设时可以提前进行挖土埋设，并使用压重或锤击的方式将护筒压入桩孔位置，需要注意的是，护筒应当垂直于水平线，如发现护筒倾斜时，需对其及时纠正。

4.3 冲孔施工

冲孔施工开始前需要对冲孔灌注泥浆，如果冲孔内部有积水，需要通过添加黏土的方式进行多次搅拌冲击，以保证泥浆混合比满足冲孔施工需求。在施工过程中，根据现场地质条件和土层岩层分布选择对应的冲孔设备，并制定科学的冲孔施工方案。为了保证冲孔施工过程中泥浆不会溢出，在施工时随时观察孔内的水位情况，一般情况下，冲孔内的水位应高于地下水位1.5m 左右，并且高度不应超出护筒顶端。由于在冲击施工过程中冲孔底部会产生大量沉渣，因此应及时清理沉渣及冲孔，从而保证后续施工的成桩质量。

4.4 清孔及冲孔质量检测

冲孔施工完成后，需要执行清孔工作，首先将孔内沉渣碎石和泥浆排出，并检查孔壁是否完整。为了确保后续灌注施工的有效展开，需检测和验收冲孔质量[4]。一般情况下用抽浆的方式清理冲孔，在清理完成后对桩孔深度、直径、垂直度进行再次检验，并采用吸泥泵将积水、泥浆抽出，在清理的过程中应当重视清孔时间，尽量缩短清孔时间以提高工作效率。

4.5 减少孔壁坍塌现象

对冲孔质量的检测，要反复对比桩孔参数，尤其重要的是桩身需要保持水平，垂直高度误差应当控制在1%以内。当清孔施工以及冲孔质量检测完成之后，现场技术人员应验收质量，验收合格后方可执行钢筋笼的下放施工。而在下放钢筋笼的过程中，应保持钢筋笼与孔壁之间的距离，使其不会与孔壁产生碰撞，影响桩孔质量。在发生塌孔现象时，须立即对塌孔进行处理，在实际实施过程中，能够从以下环节开展：首先，需要先观察回填塌孔情况，同时对表层采取锤击方式回填，在充分砸实后再实施钻进，应用该种形式可以避免孔位发生再次坍塌的现象。另外，将护筒外对称均匀回填，再将其充分挤实。

4.6 解决堵管问题

在对桩基实施水下混凝土浇筑时，孔中的混凝土和桩顶间隔5m，由于混凝土无法及时供应，使得灌注时间超过初凝时间，以至于发生导管堵塞的现象。在采用长杆实施冲捣或通过振动器振捣无效时，就要拔出导管，并且在混凝面位于护筒范围中时，可以暂停浇筑，对施工缝进行处理。就桩身而言，能够通过干桩实施浇筑，同时把孔洞里的泥浆清除干净，再把水分抽干，在混凝土满足一定的强度时，再凿除松散层，处理好其外部，并且还应该对混凝土桩身实施无损检测，确保已浇桩身更加完整[5]。在确保质量完好的基础上，采用干孔浇筑的措施对上部混凝土实施浇筑，在施工完成后，上部混凝土具有较好的强度时，再采取无损检测技术。

4.7 灌注施工

为了保证灌注施工的有效进行，灌注施工开始前，应检查混凝土配比情况及导管质量。在灌注施工中，导管口应始终位于混凝土面之下，并在灌注施工时逐步抬起导管。灌注施工过程应当尽可能保持持续不间断，为了保证灌注施工的质量，可以通过分层的方式进行阶段性施工，而在具体的施工过程中，可以配以搅拌、振捣工作来保证混凝土均匀分布。此外，在灌注施工过程中应当有效控制每次灌注施工的间隔。

4.8 水下施工重点

冲孔灌注桩施工很容易遇到水下施工的情况，在进行水下混凝土灌注的施工过程中，为了保证灌注施工的质量和效果，需要借助混凝土输送泵来开展灌注施工，在施工过程中应遵循由下向上、边灌注边提升导管的方式，保持灌注施工的连续性，为了保证灌注施工的质量，要及时提升导管，通常情况下导管应在高于孔底300mm处展开灌注施工。并控制混凝土泵的送料速度，在施工过程中，通过及时观察与记录研究相关异常现象。同时在成桩之后，为了保证水下灌注桩施工的质量，可通过超声波无损检测等方式对成桩质量进行有效检测。

5 冲孔过程中出现的异常状况与预防举措

5.1 出现斜孔的成因和解决办法

导致斜孔出现的重要因素：一是桩机在对准之后未进行横向调整，二是持力层的岩面角度过高或许会导致锤头不稳定，从而出现斜孔。对于该状况，先要在桩机到达指定位置后，马上进行水平调平，保证可以将高度差管控在3cm之内，之后对于持力层倾斜角度过大的问题，可采用填充石块的方式，防止地层硬度不一样而产生岩面倾斜角度过大。另外，可在持力层采用低锤敲击的方法，这种方法能够降低斜孔的出现概率。

5.2 堵管问题的成因和解决方式

导致导管堵塞故障的因素主要包括：一是由于混凝土在浇灌期间未顺畅地落下，坍落度不达标，如此会导致拌制不匀称。二是在混凝土搅拌过程中，运用了大粒径的粗骨料颗粒。解决这类问题，要将所配置混凝土的坍落度管控在18cm～22cm 之间，如此能够减短运输上料的时长，避免拌制不匀称问题发生；另外，保证粗骨料的直径在2cm以下[6]。

5.3 断桩的成因和解决方法

断桩问题的产生，一方面是由于导管提出太快，另一方面是由于将导管拆掉的过程中计算不准确，这些皆会导致断桩问题的发生。在项目建造期间，要确保拔管的连贯性，拔管应确保管控在每次1m左右；另外，应当利用侧绳将导管拆掉，一边侧绳一边拆管，以此确保管所埋深度在2m以上。

5.4 提高施工准备阶段的安全

所有能够进入施工场地的材料，都必须有合格证，要保证其质量。而且在施工项目开始前，专业人员必须对施工的材料展开严格抽查，以确定其能否使用。此外，工程部门在施工开始前也要对各单位进行严格监测，施工现场要有一个标准线，比如场地中的光纤、电线等，要进行全面排查，保证施工过程中工作人员的安全，才能够正常进行施工工作。还有最重要的一点，测量好地面点的工作以后，还要反复检查钻孔的位置，确保施工项目毫无漏洞才能够开始工作。

5.5 提高技术人员的素质

在施工的时候，地质下面还会存在空的冲孔，造成在排出泥浆的时候出现安全隐患。为了保证施工的顺利进行，必须严格按照规定处理空的冲孔，如果发现冲孔灌注桩上面有空孔，必须要用沙土进行填充，以减少安全事故的发生，保证地面的高度。同时对于多出来的吊筋，要用工具将其反向弯折埋到空的冲孔里。这样既保证了工作人员的安全问题，也减少了项目的损失，这项工程做完以后，在排出泥浆的过程中，专业技术人员还需要做好清理的工作，排出来的残渣泥浆不能够随意放在其他地方，要放到指定位置，对泥浆中存留的残渣进行特殊处理，以此有效保护环境。

6 结束语

冲孔灌注桩施工技术应用于地质条件较为复杂的情况下，通过桩锤的反复冲击，形成较为稳定的冲孔，进而保证钻孔施工的质量。在施工过程中，现场施工人员应严格遵守冲孔灌注桩施工的工作流程，并对灌注桩的成桩质量进行有效的管控，从而提升建筑工程中的成桩质量和安全性。