李剑文
广州开发区政府投资建设项目管理中心 510663
摘要：冲孔灌注桩是比较常见的一种桩基础，经常用于房屋建筑、桥梁工程、地铁工程的基础施工。本文以对冲孔灌注桩的施工流程、工艺、设备、操作要点和质量控制注意事项和大家一起探讨、学习。
关键词：桩基；冲孔；灌注
一、工程概况
开发大道与志诚大道立交工程，位于广州萝岗区西区，开发大道与志诚大道交叉口位置，本项目新建1座南北双向6车道高架桥，桥梁工程长度为540米，2座人行天桥，1号天桥长度为59米，2号天桥长度为60米；道路改造工程长度为955米，改造工程包括道路、排水、照明、交通、人行道、绿化等工程。
本项目主桥的桩基数量：64根，人行桥的桩基数量：32根。桩基施工采用机械冲击钻成孔。
二、冲击成孔的原理及特点
冲孔桩成孔施工，是利用桩机动力装置将相当重量的冲击钻头提升到一定高度后让钻头自由降落，利用冲击动能冲挤地层后形成桩孔。桩基冲击成孔具有如下特点：
优点：
1、施工时受地质条件影响较小，能有效地钻进基岩和砂卵石地层，可根据设计承载力的大小调整入岩深度。
2、在含有较大卵砾石层、飘砾石层等地质条件中施工成孔效率较高。
3、机械设备操作简单，移动方便，故障少，易于维护和保养。
4、能耗较小。
缺点：
1、成孔速度相对较慢。
2、施工噪声污染较大。
3、成孔过程中产生大量的泥浆，处理难度大。
三、冲孔灌注桩的施工工艺和流程
1 冲孔前准备
冲孔前，对施工场地进行平整并挖设泥浆槽、沉淀池等设施。泥浆参数指标应达到规范要求。泥浆池设在冲孔桩附近，按所使用的桩基数量决定开挖大小，用于沉淀冲渣，储存泥浆，施工中用排浆沟将其与孔口相连，通过泥浆泵来实现泥浆循环利用，防止泥浆漫流，保护施工环境。
2 埋设护筒
钢护筒用壁厚6-8mm钢板制成，要确保不漏水，护筒内径应比桩径大20cm，采用挖埋法或冲击嵌入法，护筒中心与钻孔中心要重合；护筒顶面高出桩顶设计标高不少于0.5m；护筒的底端埋置深度一般为1m-1.5m，若发现地基稳定性差，护壁能力不足，出现塌孔、缩孔时则应加大钢护筒埋置深度；同时，在护筒顶部焊加强筋和吊耳，开出浆口。冲孔过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并及时纠正。
3 冲（成）孔
冲孔前，采用小冲程在护筒内打浆，待泥浆均匀后开始冲孔。冲孔作业应分班连续进行，非特殊情况不得中断，换浆除渣或其他原因停钻时，钻头必须提出孔口外，再次开钻时应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免出现卡钻和塌孔。要经常对冲孔泥浆进行各种技术参数监测，确保满足使用要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆冲孔过程中要注意地质层变化，每进尺2m或在地质层变化处必须捞取清渣样判断土层，记入冲孔记录表并与地质柱状图核对。
4 清孔
成孔达到设计标高，且孔底地质情况符合规范和设计要求后，即可清孔，清孔后孔深不小于设计要求，沉淀层厚度≤20cm。清孔合格后应及时终孔。但孔桩不能停止泥浆对孔内的循环工作，否则将造成孔内坍塌。清孔目的是使孔底标高、含渣量和孔壁泥垢厚度符合设计和施工规范要求，为下一步灌注混凝土做准备。
5 钢筋笼安装就位
钢筋笼吊装时垂直对准孔位，竖直轻放、慢放，第一节钢筋笼入孔后，在井口设置支撑，让钢筋笼作临时固定，然后用吊车提升第二节钢筋笼，接着将两节钢筋笼焊接。钢筋笼下至设计标高后，采取孔口固定措施，防止偏移。
6 混凝土浇灌
配制水下砼所用材料应符合下列要求：
①水泥：采用普通硅酸盐水泥。水泥的初凝时间不宜早于2.5小时，水泥强度等级不低于42.5。
②骨料：选用碎石。骨料最大粒径≤40mm，同时也不应大于钢筋最小净距的1/4。
③细骨料：选用级配良好的中（粗）砂。
砼外掺剂为检验合格的缓凝型。
砼灌注前应确定导管长度，导管上部露出基准面0.5m左右，下部离孔底0.5m左右。吊装导管时，导管应处于钻孔中心，在灌注前对导管进行接头抗拉、升降实验。
桩孔砼采用导管法水下灌注。灌注前须正确安装导管，导管的平直度和密封性须符合要求；配制的混凝土坍落度为18～22㎝且和易性好，灌注过程中须控制好导管埋深，严禁导管拔离混凝土面，混凝土灌注必须把握以下三点：
①初灌时，先用塞子堵住漏斗口并计算好埋置导管3米左右所需砼数量后将砼放满料斗，待下料过半斗后砼罐车接着放料。要保证砼连续且迅速地覆盖导管底部。
②在灌注砼过程中，要用测深锤测量下砼实际深度，确保导管埋入深度控制在2-6米之间，导管拆除要快，不宜超过15分钟；导管提升时，应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。
③在砼灌注将近结束时，仔细核对砼的灌入数量，要确保桩顶面高出设计标高0.5m以上，并在灌桩结束后刮走表面0.3m左右的浮浆，以减少将来破桩头工作量。结束桩砼灌注拆除导管时要缓慢，防止因提拔管过快引起泥心现象。
四、施工中常见问题及防治措施
在成孔和水下砼灌注施工过程中，由于主观和客观等原因，会引发各种质量事故，较常见的有：
1、斜孔
原因：在冲击成孔过程中，当冲击速度过大而岩土层承载力又不均匀时，冲击锤会向岩土中软弱方向滑移，形成斜孔。
防治措施：在对基岩冲击时，要根据各地段的地质情况，采取不同的冲击方法：对单个孤石，重锤低击；对溶沟、溶槽，向桩孔内抛填块石、片石，填入的块石、片石应高于倾斜面0.5m以上，用低冲程冲击，冲击锤全断面进入岩体后，再进行正常冲击；如仍未能纠正斜孔，用低标号混凝土灌填，待混凝土达到一定强度后，再进行冲击，直到孔位纠正为止。
2、塌孔
原因：在施工过程中，如遇到饱和粘性土及砾砂层，由于泥浆各参数达不到要求，导致孔壁稳定性不够；或由于冲击锤、钢筋笼撞击孔壁因素影响，会出现塌孔现象，塌孔易使桩孔报废，造成损失又影响工程进度。
防治措施：根据不同地层，选配相应的泥浆。在饱和粘性土及砾砂层中冲击时，应控制冲击速度，选用较大比重、粘度的泥浆；或投入粘土块、块石、卵石，低锤冲击；清孔时应经常注意孔内泥浆高度，并监控泥浆质量；清孔完成后，应立即进行下道工序。出现孔口坍塌时，应立即拆除护筒并回填桩孔，重新埋设；若发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘土到塌孔位置以上1m-2m，如果塌孔严重，应全部回填至孔口，再重新冲击。
3、断桩
原因：清孔不彻底，沉渣厚度过大，使导管底端距孔底过远，混凝土被泥浆稀释，使水灰比增大，混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。在浇注混凝土时，导管提升过多，露出混凝土面，形成桩基泥心断层。因停水、停电或机械故障、待料等原因造成夹渣和混凝土凝固分层。
防治措施：成孔后必须认真清孔，清孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前进行孔径测量，算出全孔及首批混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要严格遵守操作规程。严格控制混凝土配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度应满足灌注要求。灌注过程要连续、快速。灌注过程中应避免停水、停电和机械故障。
五、结束语
冲击成孔灌注桩技术在桥梁桩基础中已被广泛应用，尤其在地质复杂，嵌岩深度较深的桩基中，优势明显。但在实际施工时，应处理好沉渣过厚，冲击过程中对周边桩基的影响以及坍孔等问题。只有对冲孔灌注桩施工工艺有深入的了解和正确把握，以严谨的态度，严格按规范制定和落实实施细则，加强责任心，才能保证工程质量。
参考文献：
[1]JGJ4-80.工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程
[2]张忠亭；丁小学.《钻孔灌注桩的设计与施工》
3]陈跃庆.《地基与基础工程施工技术》
论文作者:李剑文
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：冲孔论文; 导管论文; 泥浆论文; 混凝土论文; 桩基论文; 钢筋论文; 标高论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;