摘要：冲孔灌注桩是众多灌注桩技术中的一种，依照现在建设工程大多为高层建筑，冲孔灌注桩技术就有很大施展空间。其技术在很多种类土料中均能进行施工，适用范围广泛，从这些特点中可知冲孔灌注桩的优势是比较鲜明。本文结合实际工程案例进行冲孔灌注桩施工研究，为今后类似施工提供参考。
关键词：冲孔灌注桩；施工；建设工程
一、工程概况
1.1工程基本情况
3#、4#楼地下2层，地上17层，建筑总高度为54米，5#、6#楼地下2层，地上31层，建筑总高度为96米，3#楼一层为商铺，4#、5#、6#楼一层为架空绿化层，各栋首层高6m；地下室为独立柱基，剪力墙为条形基础，楼层为孔桩基础，±0.000相当于黄海高程91.90米。结构形式为剪力墙结构。
1.2工程地质条件
1、根据广西核工业柳州工程勘察院提供的《岩土工程勘察报告》，本工程段地层划分如下（综合考虑）：
（1）、硬塑状红黏土②层（Qel）
黄、浅灰色，稍湿，土体结构紧密，土体均匀，土质较纯，含少量铁锰结核，指压无印痕，稍有光泽，干强度、韧性高，无摇振反应。该层场地各钻孔均有揭露。位于地表，层顶高程90.33～91.95m，层底高程78.23～81.88m，揭露厚度9.50～13.30m。
（2）、可塑状红黏土③层（Qel）
灰褐色，稍湿，土体结构紧密，土体均匀，土质较纯，含少量铁锰结核，指压印痕深约2mm，稍有光泽，干强度、韧性高，无摇振反应。该层场地局部钻孔有揭露。埋深12.20～17.00m，层顶高程78.80～81.46m，层底高程74.39～79.17m，揭露厚度1.50～4.70m。
（3）白云岩④层（C2h）
此层有三部分组成，第一层为灰、灰白、局部黄色，岩土原生结构基本破坏，岩石节理、裂隙强烈发育，岩石较软，易机械破碎，钻进进尺快，岩芯呈粉、细砂状，偶见砾、碎石状。第二层为灰、灰白色，中层状，细晶结构，岩石节理、裂隙发育，偶见溶隙面，岩石较坚硬，较易机械破碎，断面略新鲜，岩石结构局部破坏，偶见小溶孔，钻进时有跳动及声响，岩芯呈砾、碎石状为主，少量块、短柱状，岩芯采取率65～70%左右。第三层为灰白色，中层状，细晶结构，岩石裂隙欠发育，岩芯以短柱状为主、少部分呈长柱状、块状，岩石坚硬，断面新鲜，岩石易机械破碎，干钻难钻进。
二、泥浆冲孔灌注桩施工
2.1设备选取
1、选择钻孔机械：
冲击成孔灌筑桩系冲击式卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击，将硬质土卵（块）石或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用泥浆返渣或掏渣筒掏出成孔，然后再灌筑混凝土成桩。其特点是：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，不受施工场地限制，因此被广泛的采用。但存在泥渣污染环境等问题。适用于卵砾石、粘性土或粉质粘土和人工杂填土地层中应用，特别适于有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层中使用。
2、机具设备
本工程主要设备为CZ-30型冲击钻孔机，它由简易钻架、冲锤、钻头、转向装置、护筒、掏渣筒以及3~5t双筒卷扬机（带离合器）等组成，所用钻具按形状分，常用有十字钻头和三翼钻头两种；前者专用于砾石层和岩层；后者适用于土层。钻头和钻机用钢丝绳连接，钻头重1.0~1.6t，钻头直径60~150cm。转向装置是一个活动的吊环，它与主挖钢绳的吊环联结提升冲锤，掏渣筒用于掏取泥浆及孔底沉渣，一般用钢板制成，冲锤重1.0~2.0t。
2.2、施工工艺
1、埋设护筒
埋设前，复核桩位无误差，用Φ10-14钢筋定出每根桩的十字中心线，填写护筒埋设申请报告，请监理检查验收后开挖，埋设护筒。护筒中心线与桩位中心线偏差不得大于50mm，护筒埋深不小于1m，护筒口高出地面不少于0.15m。
护筒与坑壁之间用粘土填实，护筒周围用土围高，泥浆沟要挖深，防止泥浆溢出。护筒埋好后，用水准仪测出护筒口标高，以便控制钻孔深度和钢筋笼安放标高以及桩顶标高，并请现场监理对护筒位置进行中间验收，确保桩位的准确性。
2、冲孔机就位成孔
⑴冲孔机就位：冲孔机就位后，应保持底盘水平，冲孔机调整后，应将机架垫实，固定牢固。钻头对准护筒中心，钻头中心与护筒中心偏差不大于50mm，用吊锤检查钻杆垂直度，钻杆垂直度偏差控制在2‰以内，并按图纸要求计算出桩孔深度，量好钻杆长度，并填写开钻报告，报请监理复查，复查无误后，方可开钻。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
⑵钻头选用
钻头直径根据设计要求选用，钻（冲）击钻成孔冲击钻头的重量，一般按其钻孔直径每100mm取100~140kg为宜，一般正常悬距可取0.5~0.8m；冲击行程一般为0.78~1.5m，冲击频率为40~80次/min为宜。
⑶冲孔钻进
a、成孔时应先在孔口设圆形6~8mm钢板护筒或砌砖护圈，它的作用是保护孔口、定位导向，维护泥浆面，防止坍方。
b、冲孔时应随时测定和控制泥浆密度。如遇较好的粘土层，亦可采取成泥浆护壁，方法在孔内注满清水，通过上下冲击使成泥浆护壁。
c、在冲进过程中每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。
d、在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0.5m以上，以免水位升降波动造成对护筒底口处的冲刷，同时孔内水位高度应高于地下水位1m以上。
e、成孔后，应用测绳下挂0.5kg重铁砣测量检查孔深，核对无误后，进行清孔，亦可使用底部带活门的钢抽渣筒，反转掏渣，将孔底淤泥/沉渣清除干净。
f、不论采用何种方法清孔排渣，都必须注意保持孔内水头，防止坍孔。
g清孔：当钻至设计要求深度，停止进尺，继续旋钻用小比重泥浆进行清孔，等沉碴排除，排出的泥浆比重与进浆比重接近时，为清孔合格。清孔后，用测绳检查孔深，孔底沉碴，沉碴厚度不大于50mm为合格。
h验收：会同监理对其孔深、孔径及垂直度进行验收，做好验收签证工作，孔深允许偏差+300mm，孔径允许偏差±50mm，垂直度允许偏差<1%。，经监理工程师检验合格后，即可进行钢筋笼的吊装工作。
3、二次清孔：因拆钻杆，安装钢筋笼及导管停置时间较长，必须进行二次清孔，二次清孔后测孔底沉碴厚度及泥浆比重，含砂率，粘度等指标，符合要求后即停止清孔，并填写钻孔灌注桩砼灌注申请表，并请监理验收，符合要求，即可浇灌砼，此过程必须在30分钟内完成，避免桩侧土和桩端土长时间浸泡松软，避免孔底沉渣厚度增大。
4、浇注水下混凝土：水下灌注时，混凝土强度等级C40（高一个等级），配合比由商品砼公司试验室提供，水泥用量必须保证混凝土强度等级达到设计要求。
三、施工中常见问题分析处理方法
冲孔灌注桩在施工过程中，可能会遇到一些问题，以下列举了几种常见问题，对问题进行原因分析与解决办法。
3.1坍孔（在成孔过程中或成孔后孔壁坍塌）
1、产生原因：（1）、提升、下落桩锤、掏渣筒和放钢筋骨架时碰撞桩孔。
（2）、护筒周围未用粘土填封紧密而漏水或护筒埋置太浅。（3）、未及时向孔内加泥浆；孔内泥浆面低于孔外水位，或孔内出现承压水降低静水压力，或泥浆密度不够。（4）、在流砂、软液泥、破碎地层、松散砂层中冲进，进尺太快。
2、预防措施与处理方法：提升下落冲锤、掏渣筒和放钢筋骨架进保持垂直上下；护筒周围用粘土填封紧密；冲进中及时添加新鲜泥浆，使其高于孔外水位；遇流砂、松散土层等，适当加大泥浆密度，不要使进尺过快或空转时间过长。轻度坍孔，加大泥浆密度和提高水位；严重坍孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进。
3.2冲孔偏移
1、产生原因：（1）、桩架不稳，冲杆导架不垂直，冲机磨损，部件松动，或冲杆弯曲，接头不直。（2）、土层软硬不匀。（3）、冲机成孔时，遇较大弧石或探头石，或基岩倾斜未处理，或在粒径悬殊的砂卵石层中冲进，冲头所受阴力不匀。
2、预防措施与处理方法：安装冲机时，要对导架进行水平和垂直校正，检修冲孔设备，如冲杆弯曲，及时调换或更换，遇软硬土层应控制进尺，低速冲进。偏斜过大时，填入石子粘土重新冲进，控制冲速，慢速上下提升、下降，往复扫孔纠正。如有探头石，用冲孔机时用低锤密击，把石块打碎，如基岩倾斜，投入块石，使表面略平，用锤密打给予纠正。3.3梅花孔
产生原因：（1）、冲孔时转向环失灵，冲锤不能自由转动。（2）、泥浆太稠，阻力太大。（3）、提锤太低，冲锤得不到转动时间，换不了方向。
预防措施与处理方法：经常检查转向吊环，保持灵活；勤掏渣，适当降低泥浆稠度；保持适当的提锤高度，必要时辅以人工转动；用低冲程时，隔一段时间更换高一些的冲程，使冲锤有足够的转动时间。
3.4卡锤
1、产生原因：（1）、冲锤在孔内遇到大的探头石（叫上卡）。（2）、冲锤磨损过甚孔径形梅花形，提锤时，锤的大径被孔的小径卡住（叫下卡）。（3）、石块落入孔内，夹在锤与孔壁之间。
2、预防措施与处理方法：上卡时，用一个半截冲锤冲打几下，使锤脱落卡点，锤落孔底然后吊出；下卡时，可用小钢轨焊成T形字钩，将锤一侧拉紧后吊起，被石块卡住时，可用上法提出冲锤。
4、结束语
建筑工程在施工过程中，从头到尾每个细节质量把关，重视冲孔灌注桩施工的各个环节和工序，加强解决施工过程中产生的问题，尽可能避免建筑工程质量问题的发生，确保建筑工程可以在规定时间内保质保量竣工。
参考文献：
[1]张颖.浅析建筑工程钻孔灌注桩施工技术.建材发展导向.2011
[2]朱继东.浅析建筑工程基础钻孔灌注桩施工.中华民居旬刊.2013
[3]林崇珍.浅析建筑工程基础钻孔灌注桩施工技术.建材与装饰.2013
[4]张理远，杨伟.浅析建筑工程中钻孔灌注桩施工技术的应用.科技致富向导.2015
[5]江少斌.浅析建筑工程中钻孔灌注桩施工技术的应用.建筑工程技术与设计.2015
论文作者:卢祖繁
论文发表刊物:《基层建设》2016年19期
论文发表时间:2016/11/23
标签：冲孔论文; 泥浆论文; 钻头论文; 钻孔论文; 粘土论文; 进尺论文; 岩石论文; 《基层建设》2016年19期论文;