广西宁铁建筑总公司
摘要：本课题是对冲孔灌注桩施工相关问题展开研究，先是通过对冲孔灌注桩理论进行分析，利用其进入实例研究。而后对玉林煤场住宅楼工程概况阐述，再从施工方法应用于住宅楼的施工中，对其工程质量有所保证，最后对保障施工质量措施进行阐述。本文希望能对冲孔灌注桩施工提出一些有益看法。
关键词：冲孔灌注桩；施工方法；实例研究
一、冲孔灌注桩概述
1.1冲孔灌注桩概念
冲孔灌注桩是灌注桩的一种。灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔，然后放入钢笼再灌注混凝土而成.冲孔灌注桩施工冲孔机冲击成孔，为泥浆护壁成孔。优点是：
对邻近建筑物及周围环境的有害影响小；桩长和直径可按设计要求变化自如；桩端可进入持力层或嵌入岩层；单桩承载力大等。缺点是：灌注桩成孔工艺较复杂，操作要求较严，易发生质量事故，且技术间隔时间长，不能立即承受荷载，冬季施工困难较多。
1.2冲孔灌注桩适用范围及其优点
1、冲孔灌注桩适用范围
正循环回转钻进成孔工艺：
适用于粘性土、粉土、砂土、碎石类土、强风化岩及软岩等，成桩直径500－2200mm。针对不同地层可采取不同钻头钻进，实现不取芯或取芯钻进，钻进效率高。缺点是在卵漂石层中钻进困难；钻孔直径大时，坍塌地层护壁困难，泥浆放量大反循。
环回转钻进成孔工艺：
适用于粘性土、粉土、砂土、碎石类土、强风化岩及软岩等，成桩500-2200mm。钻进粉细砂、卵砾石、粘性土、粉土效率高、进尺快；可使用清水钻进，靠水柱压力保持孔壁稳定，排渣彻底、孔底干净、钻进效率高，钻头消耗少，对大口径较深的孔钻进有利；缺点是对含水层有抽吸作用，水量消耗大，特别是漏水情况容易引起坍孔。
无循环螺旋钻进成孔工艺：
适用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、中等密度以上的砂土等，成桩300-800mm。对均质的粘性土、粉土、砂土钻进效率高，不使用冲洗液，无泥浆污染、噪音小、振动小，可在狭窄场地施工，成本低，消耗材料少，缺点是不适宜大粒径卵砾石、漂石、岩石施工。
2、冲孔灌注桩有如下优点
适应性广，适合在各种地层中施工，桩长、桩径选择范围大，单桩承载力高，与预制桩相比，可节约钢材，降低成本，施工噪音小，适合在建筑密集的市区施工。
二、玉林煤场住宅楼施工方案
2.1工程概况
玉林煤场搬迁职工住宅楼一期工程位于玉林市黎湛铁路西侧、苗园路北侧。该工程共9栋楼（12#楼~20#楼）框剪结构，地上11层，建筑面积35721.43m2，架空层框剪结构，地下1层，建筑面积约15423m2，结构总高度38.6m。
2、本工程基础除20＃楼外均采用机械冲孔灌注桩基础，桩径分别为800mm、1000mm、1200mm。桩端持力层为石灰岩È4É层，桩端全断面必须进入持力层内不少于0.5米，设计采用的桩端持力层的极限端阻力标准值12000kPa，有效桩长不小于3米。桩总数507根，采用C25水下混凝土，钢筋保护层厚度为50mm。
3、工程地质岩层情况：
面层为回填土，土色呈灰褐、褐黄、黑等，含水量很湿~饱和，成分主要是杂填土，呈松散状，由黏性土、碎石、块石、淤泥和建筑垃圾等混杂而成，土质不均匀，对机械冲孔桩施工十分不利。
4、水文条件对桩和基坑开挖施工的影响
地下水埋深约0.5m~1m，回填土有较强的透水性，对冲孔桩施工十分不利。2.2冲孔桩施工方法
1准备工作
（1）平整场地
因为场地面层为回填土，土质松软，为确保桩机就位平稳并且在冲孔过程中不发生不均匀沉降，必须在地面层面铺填片石与石渣并在桩机底座加枕木。
（2）桩位放线、开挖浆池、浆沟
测量组将桩位放出，并反复核查，确保桩位正确。钩机开挖浆池与浆沟，浆池位置必有利于泥浆循环利用并有利于清理工作。
（3）埋设护筒
通过以下步骤：①挖坑；②回填；③准备护壁料。
（4）桩机就位
因场地为回填土，桩机行走比较困难，由钩机配合移机工作，桩机就位后，测量员复测桩位，确保桩位正确，冲锤中心与桩位重合，偏差不得超过5mm。
2.2冲孔
1开孔
在开孔阶段冲孔进度不宜太快，一般控制台班进尺在1米以内，相应地提锤高度要小，控制在40～60cm，冲击次数要多，控制在20～25次/分，泥浆浓度选择1.4～1.5，这样产生的冲击力小，使孔壁逐渐受水平力的挤压而密实。
2正常冲孔
经过轻冲击的开孔阶段之后，即开始正常冲孔，以加快速度。提锤高度可增至1.5～2米，泥浆浓度相应降低，大致在1.3左右。在正常情况下，冲孔进尺每台班为1～1.5米左右，有时更多一些。冲进岩层后，泥浆浓度降到1.2左右，以减少阻力和粘锤的毛病，但不能太小，否则石渣浮不上来，掏渣困难。在钻进过程中每1～2m要检查一次成孔的垂直度情况。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。
3在各类土层中的冲程和泥浆比重关系见表2.1。
4清孔
成孔后，应用测绳下挂0.5kg重铁碗测量检查孔深，核对无误后，进行清孔，可使用底部带活门的钢抽渣筒，反复掏渣，将孔底淤泥、沉渣清除干净。密度大的泥浆借水泵用清水置换，使密度控制在1.15~1.25之间。
2.3灌注水下混凝土
1安装导管
①混凝土导管必须事前试拼，并分成几段，依次摆好，以便吊装；
②混凝土导管利用三脚吊架起吊安放；
③导管应安放在桩孔的中心，加以固定。
2灌注混凝土：
①混凝土流动性不宜太大，其坍落度一般控制在18～20厘米左右。
②在剪球之前必须储备足够的混凝土，计算须使混凝土埋没导管五、六十厘米深。
③控制导管埋置在混凝土内的深度，一般当导管下部埋入混凝土2～2.5米时，就要提管，提管必须谨慎，防止提出混凝土以外，务使导管下端仍埋没在混凝土内100厘米左右，以免翻浆出事故。如果埋设太深，提管将发生困难。
④灌注首批混凝土时，导管埋入混凝土内的深度不小于1M。
⑤在拔管前要经常反插增加硂密实度。并且注意拔管要勤，每个孔段特别是桩顶都必须反插。灌注工作完毕后，要及时起拔孔口护筒，起拔前先活动几次，再慢慢起拔。
⑥硂浇注上升速度不得小于2M/h，单桩浇注硂量的浇注时间不得超过下列规定：Ⅰ <10m3≤2h；Ⅱ 10～20m3≤3h；Ⅲ 20～30m3≤4h
三、质量保证措施
3.1建立质量管理制度
成立以项目经理为组长的质量管理领导小组，明确各层级的职责，落实各层级的岗位责任，各级管理部门和人员职责明确，权限明确，各司其职、各负其责。
每道工序施工前，进行技术交底，让每位施工人员了解设计意图、重点、难点及解决办法，主要技术措施及操作方法，质量要求、验评标准及注意事项。
原材料、半成品进场后，对品种、规格、型号、批号、数量、出厂合格证、出厂试验单等进行核对验收。合理堆放，做好标识。按规范要求取样试验，将材料试验结果及其代表的批量报监理工程师批准后使用。不合格的材料不得使用。
严格工序质量验收和分部分项工程质量验收制度，进行单项验收签证，杜绝漏洞，确保质量。
3.2 质量保证措施
1桩孔垂直度保证措施
冲孔桩机安装平稳，保证桩机垂直，经常校正保持水平。如发现松软地层，软硬互层及产状陡岩控制钻进速度，轻压慢转。遇地下障碍物要及时清理，不能硬蹩以免将冲孔偏斜。发现桩孔已斜，必须回填土，待密实后重新扫孔纠斜。保证垂直度≤1%。
2防坍孔措施
冲进时根据土层掌握泥浆浓度，在易坍孔地层，特别是砂层，认真调好泥浆浓度和粘度；保持水头高度，水头一定要高于地下水位1.5-2m；泥浆漏失地层要及时补泥浆，停机时要专人观察泥浆面下降情况；护筒底部用优质粘土封底，不让泥浆从杂填土中漏失；尽量不使冲具、钢筋笼钩挂孔壁；开动反循环清孔时注意水沟畅通，泥浆补给充足。
3.3 消除质量通病措施
在进行冲孔灌注桩施工过程中，会遇见许多问题。如何消除这些隐患是保障工程质量的关键。
1桩孔不圆、呈梅花形，掏渣筒下入困难。主要原因有几点，第一，钻头的转向装置失灵，冲击时钻头未转动；第二，泥浆粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难；第三冲程太小，钻头转动时间不充分或转动很小。
对于此问题的处理方法有几点：第一，经常检查转向装置的灵活性；第二，调整泥浆的粘度和相对密度；第三用低冲程时，每冲击一段换用主同些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。
2孔壁坍塌。造成此问题的原因主要有：（1）冲击钻头或掏渣筒倾倒，撞击孔壁；（2）泥浆相对密度偏低，起不到护壁作用；（3）孔内泥浆面低于孔外水位；（4）遇流砂、软淤泥、破碎地层呀松砂层钻进时进尺太快；（5）地层变化时未及时调整泥浆相对密度；（6）清孔呀漏浆时不及时，造成泥浆面过低，孔压不够而塌孔；（7）成孔后示汲时灌注混凝土而塌孔；（8）下钢筋笼晨撞击壁造成塌孔处理这种问题有几种方法：（1）探明坍塌位置，将砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物回填到坍孔位置以上1～2m，等回填物沉积密实后再重新冲孔；（2）按不同地层土质采用不同的泥浆相对密度；（3）提高泥浆面；（4）严重坍孔，用粘土、泥膏投入，待孔壁稳定后，采用低速重新钻进；（5）地层变化时要随时调整泥浆相对密度；（6）清孔或漏浆进应及时补充泥浆，保持浆面有护筒范围以内；（7）成孔后应及时灌注混凝土；（8）下钢筋笼应保持竖直，不撞击孔壁。
3堵管。产生此问题主要原因是：（1）导管内壁不干净，造成混凝土在下降过程中局部受阻，或由于导管接头处于不完全密封，造成管内进水而使混凝土局部离析，或者导管因变形导致垂直度无法保证；（2）初灌量过大或过小，过大则可能造成导管底节爆开，过小则造成导管脱离混凝土面，使泥浆反压管内；（3）泥浆比重过大，增加导管底部反压大，使管内混凝土无法正常压出；（4）混凝土制作时搅拌时间不够，造成混凝土和易性降低，严重导致混凝土在管内离折，或在运输中振动离析；（5）由于卵石级配不符合施工要求或夹杂粒径较大的杂物；（6）埋管过深造成混凝土面混凝土初凝，埋管过浅在浇筑过程中，可能导致脱管，使泥浆与砂浆混合物反压入管内；（7）导管没有位于钻孔中央，以致在操作过程中，不慎将导管底部插入孔壁；（8）如孔口杂物不小心掉入导管内，或有水掉入导管内，或大斗出口处被堵住。
处理此问题的方法：提升导管2m左右，在孔口板上上下振动，让混凝土在其自重力作用下压出导管，或使用高频振动器安置在导管顶部，开启振动器可以使管内混凝土因振动液化原理而压出导管。以上办法无法解决，证明导管被堵严重，应立即提离混凝土面，采用球内胆止水，重新下导管及安装大斗浇入混凝土。在两混凝土面交接处反复捣插，使其混合均匀，重新浇入混凝土强度等级应提高一级。该办法应该在孔内混凝土初凝时间不到方可使用，并作好浇筑记录。
四、结论
在高层建筑的建设过程之中，桩基结构施工质量关系到建筑的很多方面，如可能对其结构安全、楼体抗震性能及其稳定性。所以，在工程实施过程中对使用此方法打桩进行阐述，以预防为主，严格遵守操作规程。
参考文献：
[1]张海华.建筑桩基技术规范及实施[J].建筑科技.2011（11）.
[2]谷再忠，贺凤仪.钻孔桩泥浆施工工艺管理[J].吉林交通科技.2012（03）
[3]翁惠媛.论某工程中冲孔灌注桩施工质量控制分析[J].四川建材.2009（01）
[4]肖传帮.浅析如何提高建筑工程质量[J].广西质量监督导报.2008（05）
论文作者:廖世倍
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/8
标签：冲孔论文; 泥浆论文; 混凝土论文; 导管论文; 地层论文; 钻头论文; 密度论文; 《基层建设》2016年4期论文;