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摘要：冲击成孔灌注桩设备构造简单，运输安装方便、适用范围广、操作方便灵活、成孔直径大且较为坚实稳定、不受场地限制等，因此被广泛地应用于大型市政桥梁桩基工程、成孔较大较深的高层桩基工程。本文简单介绍了冲击成孔灌注桩的施工技术，对冲击成孔灌注桩施工质量进行了探讨。
关键词：建筑工程；冲击成孔灌注桩；桩基工程；施工质量
中图分类号：C35文献标识码： A
1、冲击成孔灌注桩的施工技术
冲击成孔灌注桩主要是利用冲锤的高速加载作用，瞬时产生很大的接触应力，使土层、岩石产生塑性变形成孔，主要表现为岩石脆性增加，有利于岩体裂隙的扩展，形成大体积破碎，采用该基础型式，桩身可有效穿越风化破碎层和岩溶发育带，桩端可嵌入较硬质岩石或硬质岩石。只有充分了解锤击成孔灌注桩的施工工艺，才能有效地控制该类桩的桩基施工质量，其施工工艺如下：
场地整平一定桩位一冲孔机械就位一成孔一清孔一下钢筋笼一二次清孔一浇注混凝土一泥浆排放或再生处理。由该类桩的施工工艺可知，每一道工序环环相扣，若有一道工序控制不当，将会影响成桩质量。
2、施工过程中采取的监理预控措施
2.1冲孔桩成孔施工要求与监控
(1)成孔施工工艺流程：放线→埋设护筒→钻机就位→孔位复测→泥浆循环→成孔钻进→终孔清孔→成孔验收。
(2)冲孔桩的孔口应埋设护筒，并应符合下列规定：
①护筒内径应大于钻头直径200mm。
②护筒埋设应准确稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm。
③护筒一般用4～8mm钢板制作，其上部宜开1～2个溢浆孔。
④护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1.0m；在砂土中不宜小于1.5m；筒顶应高出地面150～200m，并满足筒内泥浆面高度的要求，地下水位较高，可适当加大埋深。
(3)冲孔机就位应符合下列要求：
①冲孔机底盘必须水平稳固，钻进中冲孔机不产生位移和倾斜；
②冲孔钻机机架天轮外缘(或钻头中心)、护筒中心及桩孔中心三点成一重合垂线，以确保桩位精度和钻孔垂直度。
③冲孔桩的钻头中心、护筒中心和孔位中心应重合，钻杆要垂直。
(4)孔位复测。在冲孔机就位的同时进行，用全站仪从相互垂直的两个方向进行孔位复测，以确保孔位准确无误。
(5)护壁泥浆应符合以下规定：
①钻进中泥浆的比重为1.1～1.15，含砂率＜6％；粘度10＜25S。浇灌混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25，含砂率≤8％，粘度≤28S。
②施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高地下水位1.5m以上。
③当发生塌孔或漏浆时，应增加泥浆的比重，如在泥浆中加入膨润土，或向孔内投入粘土。
3、大体积混凝土质量控制措施
3.1原材料和混凝土施工配合比优化
(1)水泥：应选用水化热较低，后期强度高，质量稳定的水泥。同时减少水泥用量是减少水泥水化热和降低内外温差的重要办法，实践表明，如果充分利用混凝土的后期强度，则可使每米混凝土的水泥用量减少40～70kg左右，混凝土温度相应降低4～7℃，因此应将水泥用量控制在450kg／m以下。
(2)细骨料：宜采用级配良好的中粗砂。根据工程实际经验细度模数宜控制在2.4～2.8之间。
(3)粗骨料：要优先选用天然连续级配的粗骨料，使混凝土具有较好的可泵性。
(4)掺加掺和料：应用添加粉煤灰技术。根据工程实践表明混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且粉煤灰有润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，并且能提高混凝土的可泵性。但是对早期抗裂要求较高的混凝土，粉煤灰掺量不宜太多，宜在10～15％左右。
(5)掺加外加剂。外加剂的掺量、品种对混凝土水化速度有很大的影响。根据混凝土的要求和特点不同，可采用减水剂、缓凝剂、防水剂、膨胀剂等其中的一种或多种的混合剂。
3.2合理组织劳动力及机械设备
施工时应明确分工，责任到人。如浇筑采用泵送时，一般需采用塔吊配合施工，以免接、拆泵管或堵管时混凝土出现冷缝。
3.3采用切实可行的混凝土浇筑方案
为保证混凝土浇筑质量，根据大体积混凝土泵送时自然的特点，一般采用“分段定点，一个坡度，层层浇筑，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间歇时间不超过混凝土初凝时间，确保各浇筑界面应放慢速度，另一方面应控制适当的导管埋置深度，使钢筋笼底端被逐步埋入混凝土。
(4)提高灌注速度，保证接触钢筋笼底端的混凝土有良好的流动性，减少埋入阻力，当钢筋笼有1／3长被埋入混凝土中时，可恢复正常灌注速度。
4、混凝土的施工质量
冲击成孔灌注桩混凝土的流动性要求较高，混凝土只能从导管中注入，不能直接倾倒，若混凝土流动性不好，混凝土就不能充分流出，易产生隔层、缩径、局部蜂窝等质量缺陷，浇灌中，混凝土的密实度主要依靠自身的重量，当它从套管中流出时，易挤压周围土，若坍落度太大或套管中的混凝土不能充分流出时，周围的土质同样也会对它产生挤压，使桩的断面减少，形成缩径、夹泥，甚至断桩，为减少成桩施工缺陷，在对混凝土的灌注过程中应注意以下几个问题：
(1)对混凝土配料时，一定要保证原材料质量，尤其是砂、碎石的含泥量应控制在规范允许范围内，若含泥量偏高，应对其冲洗，以确保混凝土本身的质量，同时碎石的级配也应控制好，以免造成桩身混凝土强度代表值离散性大。
(2)由于该类桩对混凝土的流动性要求较高，混凝土的配合比中，应适当提高水的用量，加用水量的多少应根据场区地下水的情况和长期的施工经验确定。
(3)由于混凝土中水的含量较高，且混凝土的坍落度较大，若混凝土搅拌不均，轻者混凝土产生分层离析，重者桩身发生断桩等严重缺陷，大部分冲击沉管灌注樁中，桩顶混凝土胶结较差，主要因为套管抽出桩孔时，套管突然流出大量的水泥和砂浆，减小桩顶压力，使浇注的混凝土不均匀造成的，因此，在对桩顶即将灌注的混凝土搅拌时，应比一般混凝土适当延长搅拌时间，一般应增加30s左右；且灌注混凝土高度应比设计桩项标高高出500mm。
5、防止导管进水、堵塞
导管插入桩孔底部后，在混凝土灌注过程中，应防止导管破裂脱节、漏水、及导管拔节过多等问题，为保证混凝土浇灌顺利进行，应采取以下措施：
(1)导管上提过量，导管底部拔出混凝土面，使泥浆水进入导管，发生这种情况时，应立即将导管插入混凝土内，利用污水泵将泥浆抽出，再继续浇灌。
(2)导管使用时间过长，管壁开裂进水，因此，灌注混凝土前应作导管的压水试验，经常检查导管是否漏水。
(3)配合比不妥也能造成桩身离析，因其和易性和流动性较差，易造成导管堵塞，当堵塞不严重时，可利用突然停止时导管内混凝土自重产生的冲击力将混凝土抖出，当堵塞较严重，灌注量不多时，可抽出导管，清除孔内混凝土，重新施工。
(4)混凝土灌注时间过长，孔内上部混凝土超过初凝时间，无流动性时，不具备以上条件时，可抽出导管，灌注高标号水泥砂浆，置换桩上部浮浆，进行接桩处理。
结语
冲击成孔灌注桩技术在各类建筑中得到广泛的应用。由于施工中的操作不当和控制不严等原因，容易造成施工质量的缺陷，因此有必要加强冲击成孔灌注桩施工质量的管理和探讨。
参考文献：
[1]江正荣主编《实用高层建筑施工手册》中国建筑工业出版社
[2]《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003
关键词：建筑工程；冲击成孔灌注桩；桩基工程；施工质量
中图分类号：C35文献标识码： A
1、冲击成孔灌注桩的施工技术
冲击成孔灌注桩主要是利用冲锤的高速加载作用，瞬时产生很大的接触应力，使土层、岩石产生塑性变形成孔，主要表现为岩石脆性增加，有利于岩体裂隙的扩展，形成大体积破碎，采用该基础型式，桩身可有效穿越风化破碎层和岩溶发育带，桩端可嵌入较硬质岩石或硬质岩石。只有充分了解锤击成孔灌注桩的施工工艺，才能有效地控制该类桩的桩基施工质量，其施工工艺如下：
场地整平一定桩位一冲孔机械就位一成孔一清孔一下钢筋笼一二次清孔一浇注混凝土一泥浆排放或再生处理。由该类桩的施工工艺可知，每一道工序环环相扣，若有一道工序控制不当，将会影响成桩质量。
2、施工过程中采取的监理预控措施
2.1冲孔桩成孔施工要求与监控
(1)成孔施工工艺流程：放线→埋设护筒→钻机就位→孔位复测→泥浆循环→成孔钻进→终孔清孔→成孔验收。
(2)冲孔桩的孔口应埋设护筒，并应符合下列规定：
①护筒内径应大于钻头直径200mm。
②护筒埋设应准确稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm。
③护筒一般用4～8mm钢板制作，其上部宜开1～2个溢浆孔。
④护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1.0m；在砂土中不宜小于1.5m；筒顶应高出地面150～200m，并满足筒内泥浆面高度的要求，地下水位较高，可适当加大埋深。
(3)冲孔机就位应符合下列要求：
①冲孔机底盘必须水平稳固，钻进中冲孔机不产生位移和倾斜；
②冲孔钻机机架天轮外缘(或钻头中心)、护筒中心及桩孔中心三点成一重合垂线，以确保桩位精度和钻孔垂直度。
③冲孔桩的钻头中心、护筒中心和孔位中心应重合，钻杆要垂直。
(4)孔位复测。在冲孔机就位的同时进行，用全站仪从相互垂直的两个方向进行孔位复测，以确保孔位准确无误。
(5)护壁泥浆应符合以下规定：
①钻进中泥浆的比重为1.1～1.15，含砂率＜6％；粘度10＜25S。浇灌混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25，含砂率≤8％，粘度≤28S。
②施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高地下水位1.5m以上。
③当发生塌孔或漏浆时，应增加泥浆的比重，如在泥浆中加入膨润土，或向孔内投入粘土。
3、大体积混凝土质量控制措施
3.1原材料和混凝土施工配合比优化
(1)水泥：应选用水化热较低，后期强度高，质量稳定的水泥。同时减少水泥用量是减少水泥水化热和降低内外温差的重要办法，实践表明，如果充分利用混凝土的后期强度，则可使每米混凝土的水泥用量减少40～70kg左右，混凝土温度相应降低4～7℃，因此应将水泥用量控制在450kg／m以下。
(2)细骨料：宜采用级配良好的中粗砂。根据工程实际经验细度模数宜控制在2.4～2.8之间。
(3)粗骨料：要优先选用天然连续级配的粗骨料，使混凝土具有较好的可泵性。
(4)掺加掺和料：应用添加粉煤灰技术。根据工程实践表明混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且粉煤灰有润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，并且能提高混凝土的可泵性。但是对早期抗裂要求较高的混凝土，粉煤灰掺量不宜太多，宜在10～15％左右。
(5)掺加外加剂。外加剂的掺量、品种对混凝土水化速度有很大的影响。根据混凝土的要求和特点不同，可采用减水剂、缓凝剂、防水剂、膨胀剂等其中的一种或多种的混合剂。
3.2合理组织劳动力及机械设备
施工时应明确分工，责任到人。如浇筑采用泵送时，一般需采用塔吊配合施工，以免接、拆泵管或堵管时混凝土出现冷缝。
3.3采用切实可行的混凝土浇筑方案
为保证混凝土浇筑质量，根据大体积混凝土泵送时自然的特点，一般采用“分段定点，一个坡度，层层浇筑，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间歇时间不超过混凝土初凝时间，确保各浇筑界面应放慢速度，另一方面应控制适当的导管埋置深度，使钢筋笼底端被逐步埋入混凝土。
(4)提高灌注速度，保证接触钢筋笼底端的混凝土有良好的流动性，减少埋入阻力，当钢筋笼有1／3长被埋入混凝土中时，可恢复正常灌注速度。
4、混凝土的施工质量
冲击成孔灌注桩混凝土的流动性要求较高，混凝土只能从导管中注入，不能直接倾倒，若混凝土流动性不好，混凝土就不能充分流出，易产生隔层、缩径、局部蜂窝等质量缺陷，浇灌中，混凝土的密实度主要依靠自身的重量，当它从套管中流出时，易挤压周围土，若坍落度太大或套管中的混凝土不能充分流出时，周围的土质同样也会对它产生挤压，使桩的断面减少，形成缩径、夹泥，甚至断桩，为减少成桩施工缺陷，在对混凝土的灌注过程中应注意以下几个问题：
(1)对混凝土配料时，一定要保证原材料质量，尤其是砂、碎石的含泥量应控制在规范允许范围内，若含泥量偏高，应对其冲洗，以确保混凝土本身的质量，同时碎石的级配也应控制好，以免造成桩身混凝土强度代表值离散性大。
(2)由于该类桩对混凝土的流动性要求较高，混凝土的配合比中，应适当提高水的用量，加用水量的多少应根据场区地下水的情况和长期的施工经验确定。
(3)由于混凝土中水的含量较高，且混凝土的坍落度较大，若混凝土搅拌不均，轻者混凝土产生分层离析，重者桩身发生断桩等严重缺陷，大部分冲击沉管灌注樁中，桩顶混凝土胶结较差，主要因为套管抽出桩孔时，套管突然流出大量的水泥和砂浆，减小桩顶压力，使浇注的混凝土不均匀造成的，因此，在对桩顶即将灌注的混凝土搅拌时，应比一般混凝土适当延长搅拌时间，一般应增加30s左右；且灌注混凝土高度应比设计桩项标高高出500mm。
5、防止导管进水、堵塞
导管插入桩孔底部后，在混凝土灌注过程中，应防止导管破裂脱节、漏水、及导管拔节过多等问题，为保证混凝土浇灌顺利进行，应采取以下措施：
(1)导管上提过量，导管底部拔出混凝土面，使泥浆水进入导管，发生这种情况时，应立即将导管插入混凝土内，利用污水泵将泥浆抽出，再继续浇灌。
(2)导管使用时间过长，管壁开裂进水，因此，灌注混凝土前应作导管的压水试验，经常检查导管是否漏水。
(3)配合比不妥也能造成桩身离析，因其和易性和流动性较差，易造成导管堵塞，当堵塞不严重时，可利用突然停止时导管内混凝土自重产生的冲击力将混凝土抖出，当堵塞较严重，灌注量不多时，可抽出导管，清除孔内混凝土，重新施工。
(4)混凝土灌注时间过长，孔内上部混凝土超过初凝时间，无流动性时，不具备以上条件时，可抽出导管，灌注高标号水泥砂浆，置换桩上部浮浆，进行接桩处理。
结语
冲击成孔灌注桩技术在各类建筑中得到广泛的应用。由于施工中的操作不当和控制不严等原因，容易造成施工质量的缺陷，因此有必要加强冲击成孔灌注桩施工质量的管理和探讨。
参考文献：
[1]江正荣主编《实用高层建筑施工手册》中国建筑工业出版社
[2]《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003