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摘要:随着我国社会的不断发展，冲孔灌注桩技术得到了广泛的应用。本文结合实际应用工程，就冲孔灌注桩施工质量控制进行了探讨，详细介绍了冲孔灌注桩施工工艺流程和工程过程控制措施，以便保障沖孔灌注桩的施工质量。
关键词:冲孔灌注桩；工艺流程；质量控制
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
冲孔灌注桩是一种常用的深基础形式，具有承载力高、穿透能力强、适应性强等优点，适用于地基上层土质差而下层土质较好、对不均匀沉降敏感的建筑物和构筑物。随着我国城市化进程的发展，冲孔灌注桩逐渐被广泛应用于高层及超高层建筑、桥梁工程、码头工程中。但是冲孔灌注桩施工环节较多，一旦施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的施工质量和工程进度，甚至造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，我们做好冲孔灌注桩施工质量控制。
1 工程概况
某建筑工程13层、高46m，裙楼3层，框剪结构，占地面积约400m2，平面形状为长方形。基础采用冲孔灌注桩，桩径800mm，桩长7.95～15.7m，单桩承载力1050kN，桩端进入完整基岩应大于0.5～1.0m，桩身混凝土为C20。场地内土质比较均匀，上覆土层为素填土，厚度3.6m，属软弱土；可塑状粉质粘土厚度5.3m，属中软土；下伏基岩为石灰岩，局部夹灰质泥岩。根据有关水文地质资料，场地内正常地下水水位埋深3.0m，年变幅约2.0m，其地下水主要有孔隙潜水和岩溶裂隙水两种类型。根据工程特点和现场施工条件，按甲方提供的坐标控制点，采用全站仪实地放样，桩的间距、排列方式均符合图纸设计尺寸和规范要求；布桩时考虑桩受力的合理性，使桩孔中心和桩位中心重合，桩的排列应尽量使桩基上合力作用点与群桩重心相重合，并利用桩间土的应力作用，将群桩和桩间土看作一假想的实体深基础。
2 施工方法
采用大型工程冲击式钻机，直接在桩位上钻进成孔，自成泥浆护壁，待孔深达到设计要求后进行清孔，放入钢筋笼，然后在孔壁内，利用直径250mm的刚性导管水下混凝土灌注法成桩。
3 冲孔灌注桩施工工艺流程
4 施工顺序与工序过程控制
4.1测量放线
按甲方提供的坐标数据、水准基点和相关设计图纸，采用全站仪实地放样，进行测量定位，并作好标记；放样后，重新复核检查一次，做到放样准确，精度满足要求。对于桩径为0.8m的桩位容许偏差:垂直桩基轴线的桩位偏差为d/6，且不大于100mm，沿轴线的桩位偏差为d/4，且不大于150mm，桩径偏差为-50mm～+100mm。
4.2 埋设护筒
孔位测量定位后，进行孔口护筒挖埋，四周要求用粘土分层填实，以保持护筒的位置正确、稳定，护筒中心偏差不大于50mm，保证施工的桩孔中心和桩位中心重合；护筒内径应大于钻头直径200mm，埋设深度以1～1.5m为宜，并在护筒上做出控制桩位中心的标志，施工过程中随时用十字线检测桩中心是否准确，以利钻机对中。
4.3 冲孔桩机就位
冲孔桩机就位时用水平尺测量四角，应仔细调平机台及稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动，保证立轴垂直，用吊线、水平尺等检查导杆，校正位置，同时利用护筒的十字标记对中，确保钻机“平、正、直”，使钻头中心与桩位中心重合。
4.4 冲孔
冲孔桩机就位后，应对机底进行调平并固定，然后开机冲孔。为保证桩身的垂直度，防止施工中桩机产生不均匀沉降，施工时必须严格掌握如下操作要点:
(1)冲孔施工时，开孔操作应低锤密击，并控制钢绳放松量，勤放少放，防止钢绳放松过多减少冲程，放松过少，则不能有效冲击，形成“打空钻”，损坏冲击钻具。
(2)开孔时，在护筒刃脚以下2m内，采用小冲程1m左右，进行低锤密击冲击成孔，并保证泥浆补给，保持孔内浆面稳定。
(3)在成孔过程中采用浓泥浆护壁的方法施工，应注意泥浆浓度，并控制泥浆比重在1.2～1.3之间；施工时发现塌孔、偏孔、斜孔时，要及时处理，发现缩颈时应经常提动钻具，修正孔壁，每次冲击时间不宜过长，以防卡钻。
(4)在有地下水、流沙、砂夹层、淤泥等土层中冲孔时，应灌入比重为1.2～1.3的固壁泥浆，用以衬护孔壁，避免出现塌孔现象；当地下水位很高时，应保持泥浆水位高出地下水位1.5m左右；遇孤石时可抛填相似硬度的片石或卵石，用高冲程冲击，或高低冲程交替冲击将大孤石击碎挤入孔壁。
(5)采用冲击成孔的端承桩，必须保证桩孔进入基岩达到设计要求的深度，并将孔底清理干净；冲孔完成后，应立即检查成孔质量，并填写施工记录。
4.5 清孔
采取二次清孔法清孔，当桩孔到达设计深度后，用换浆法进行第一次清孔，利用高压泵清渣，操作时将泥浆管放至距孔底300～500mm，开动泥浆泵注入制备泥浆，并控制好其浓度，若浆过稀不利于护壁、排渣；使孔内置换出的泥浆比重在1.15～1.25左右(或以手触泥浆无颗粒感觉)时停止注浆，同时用水文测锤测量或铁管探测沉渣厚度小于100mm即可。
在灌注混凝土前用灌注导管进行第二次清孔，确保孔底沉渣厚度不超过100mm；清孔时应不断置换泥浆，孔底500mm以内护壁泥浆比重应≤1.25，含砂率≤8%，黏度≤2.8s。
4.6 制作与吊放钢筋笼
钢筋笼的制作应严格按图纸尺寸加工，在现场分段制作的钢筋笼，其长度以5～8m为宜，纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，并尽量减少钢筋接头，箍筋宜采用螺旋或焊接环式箍筋；当钢筋笼长度超过4m时，每隔2m左右设一道焊接加劲箍筋，以加强其刚度和整体性。
埋设钢筋笼前应进行检查验收，施工操作时要对准孔位、吊直扶稳，缓缓下沉，避免碰撞孔壁；在钢筋笼外周同一平面每隔3m对称设置3根定位钢筋“耳朵”或混凝土垫块，控制笼居中，以保证钢筋保护层的厚度不小于50mm，主筋保护层偏差为±20mm之内。
钢筋笼安放至设计标高后及时进行定位，应将其牢固地绑扎或焊牢在孔口，使之不能上浮或下降，保持“正、直、中”；然后立即灌注混凝土，以防塌孔。
4.7 混凝土配制
在现场配制混凝土，要严格按实验室的试配单进行施工，所用每批水泥均须有出厂合格证，并经抽样送检合格，砂、碎石要按批量取样试验合格并经监理现场验收，合格后方可使用。
必须做好混凝土开盘记录，充分保证混凝土的搅拌时间不少于1分钟，使混凝土具有良好的和易性、流动性、保水性，要求坍落度控制在18～22cm左右，粗骨料最大粒径不得大于40mm，细骨料尽量选用中砂，为此应安排固定的人员开搅拌机。
4.8 灌注混凝土
钢筋笼安装完毕，即下导管进行水下灌注混凝土，其标号不得低于C20，其操作过程应连续，并分层进行捣实，每层高50～60cm，具体按如下操作规程执行:
(1)浇筑混凝土工艺:采用“拔球法”直接利用冲击钻机吊运混凝土和灌注。使用最大斗量为3.5m3的容量进行最大冲击灌注，以便充分溅开孔底沉渣和沉淤，保证桩身有较好的密实性，在灌注过程中应用浮标或测锤测定混凝土的灌注高度，以检查灌注质量。
(2)采用直径250mm的刚性导管进行水下混凝土灌注，要求导管连接密封良好，导管底部下至距孔底0.3～0.5m。
(3)必须保证首灌量，使漏斗和储斗之混凝土体积达到首灌埋管1.0m以上。
(4)连续作业，一次成桩浇灌混凝土的时间间隔不得超过混凝土的初凝时间(一般≤2.5小时)，灌注过程中保持埋管深度不小于2.0m；对每根桩在现场随机抽样制作混凝土试块，用以检验桩身混凝土质量。
(5)首灌后应测量混凝土面，确定导管埋深，随着混凝土的上升，要适当提升和拆卸导管；导管底端埋人管外混凝土面以下一般应保持2～3m，并不得小于1.0m，严禁把导管底端提出混凝土面。
(6)终灌超出高度相对于桩顶设计标高不小于0.5m，以便保证凿除浮浆后桩顶混凝土达到设计强度值。
4.9 移机
混凝土灌注完毕后，及时将现场内泥浆清运出场地，将钻机移至下一场地，继续进行下一个桩孔施工。
5 常见施工质量问题及预防措施
6 试验结果分析
对该工程进行了桩基低变检测，其桩身质量的完整性情况可从各桩的原始记录波形得出，根据原始波形整理分析，本次所检测的75根桩:桩身好的有66根，桩混凝土密实、均匀，桩身完整性类别属于Ⅰ类桩；16#、17#、26#、28#、30#桩局部轻微缩颈，桩身完整性类别属于Ⅱ类桩；7#、13#、25#、40#桩浅部轻微离析，桩身完整性类别属于Ⅱ类桩。
7 结论
综上所述，冲孔灌注桩施工工序较多、技术要求较高，其成桩质量有可能受到多种因素的干扰和制约。因此，施工中务必不可掉以轻心，应在工程施工过程中进行全方面的质量控制。只有这样才能保质、保量地完成冲孔灌注桩的施工。
参考文献
[1] 唐海兰.冲孔灌注桩施工质量控制探讨[J].城市建设理论研究,2011年10期
[2] 李碧泉.浅析冲孔灌注桩施工工艺及质量控制[J].广东科技,2011年14期
关键词:冲孔灌注桩；工艺流程；质量控制
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
冲孔灌注桩是一种常用的深基础形式，具有承载力高、穿透能力强、适应性强等优点，适用于地基上层土质差而下层土质较好、对不均匀沉降敏感的建筑物和构筑物。随着我国城市化进程的发展，冲孔灌注桩逐渐被广泛应用于高层及超高层建筑、桥梁工程、码头工程中。但是冲孔灌注桩施工环节较多，一旦施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的施工质量和工程进度，甚至造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，我们做好冲孔灌注桩施工质量控制。
1 工程概况
某建筑工程13层、高46m，裙楼3层，框剪结构，占地面积约400m2，平面形状为长方形。基础采用冲孔灌注桩，桩径800mm，桩长7.95～15.7m，单桩承载力1050kN，桩端进入完整基岩应大于0.5～1.0m，桩身混凝土为C20。场地内土质比较均匀，上覆土层为素填土，厚度3.6m，属软弱土；可塑状粉质粘土厚度5.3m，属中软土；下伏基岩为石灰岩，局部夹灰质泥岩。根据有关水文地质资料，场地内正常地下水水位埋深3.0m，年变幅约2.0m，其地下水主要有孔隙潜水和岩溶裂隙水两种类型。根据工程特点和现场施工条件，按甲方提供的坐标控制点，采用全站仪实地放样，桩的间距、排列方式均符合图纸设计尺寸和规范要求；布桩时考虑桩受力的合理性，使桩孔中心和桩位中心重合，桩的排列应尽量使桩基上合力作用点与群桩重心相重合，并利用桩间土的应力作用，将群桩和桩间土看作一假想的实体深基础。
2 施工方法
采用大型工程冲击式钻机，直接在桩位上钻进成孔，自成泥浆护壁，待孔深达到设计要求后进行清孔，放入钢筋笼，然后在孔壁内，利用直径250mm的刚性导管水下混凝土灌注法成桩。
3 冲孔灌注桩施工工艺流程
4 施工顺序与工序过程控制
4.1测量放线
按甲方提供的坐标数据、水准基点和相关设计图纸，采用全站仪实地放样，进行测量定位，并作好标记；放样后，重新复核检查一次，做到放样准确，精度满足要求。对于桩径为0.8m的桩位容许偏差:垂直桩基轴线的桩位偏差为d/6，且不大于100mm，沿轴线的桩位偏差为d/4，且不大于150mm，桩径偏差为-50mm～+100mm。
4.2 埋设护筒
孔位测量定位后，进行孔口护筒挖埋，四周要求用粘土分层填实，以保持护筒的位置正确、稳定，护筒中心偏差不大于50mm，保证施工的桩孔中心和桩位中心重合；护筒内径应大于钻头直径200mm，埋设深度以1～1.5m为宜，并在护筒上做出控制桩位中心的标志，施工过程中随时用十字线检测桩中心是否准确，以利钻机对中。
4.3 冲孔桩机就位
冲孔桩机就位时用水平尺测量四角，应仔细调平机台及稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动，保证立轴垂直，用吊线、水平尺等检查导杆，校正位置，同时利用护筒的十字标记对中，确保钻机“平、正、直”，使钻头中心与桩位中心重合。
4.4 冲孔
冲孔桩机就位后，应对机底进行调平并固定，然后开机冲孔。为保证桩身的垂直度，防止施工中桩机产生不均匀沉降，施工时必须严格掌握如下操作要点:
(1)冲孔施工时，开孔操作应低锤密击，并控制钢绳放松量，勤放少放，防止钢绳放松过多减少冲程，放松过少，则不能有效冲击，形成“打空钻”，损坏冲击钻具。
(2)开孔时，在护筒刃脚以下2m内，采用小冲程1m左右，进行低锤密击冲击成孔，并保证泥浆补给，保持孔内浆面稳定。
(3)在成孔过程中采用浓泥浆护壁的方法施工，应注意泥浆浓度，并控制泥浆比重在1.2～1.3之间；施工时发现塌孔、偏孔、斜孔时，要及时处理，发现缩颈时应经常提动钻具，修正孔壁，每次冲击时间不宜过长，以防卡钻。
(4)在有地下水、流沙、砂夹层、淤泥等土层中冲孔时，应灌入比重为1.2～1.3的固壁泥浆，用以衬护孔壁，避免出现塌孔现象；当地下水位很高时，应保持泥浆水位高出地下水位1.5m左右；遇孤石时可抛填相似硬度的片石或卵石，用高冲程冲击，或高低冲程交替冲击将大孤石击碎挤入孔壁。
(5)采用冲击成孔的端承桩，必须保证桩孔进入基岩达到设计要求的深度，并将孔底清理干净；冲孔完成后，应立即检查成孔质量，并填写施工记录。
4.5 清孔
采取二次清孔法清孔，当桩孔到达设计深度后，用换浆法进行第一次清孔，利用高压泵清渣，操作时将泥浆管放至距孔底300～500mm，开动泥浆泵注入制备泥浆，并控制好其浓度，若浆过稀不利于护壁、排渣；使孔内置换出的泥浆比重在1.15～1.25左右(或以手触泥浆无颗粒感觉)时停止注浆，同时用水文测锤测量或铁管探测沉渣厚度小于100mm即可。
在灌注混凝土前用灌注导管进行第二次清孔，确保孔底沉渣厚度不超过100mm；清孔时应不断置换泥浆，孔底500mm以内护壁泥浆比重应≤1.25，含砂率≤8%，黏度≤2.8s。
4.6 制作与吊放钢筋笼
钢筋笼的制作应严格按图纸尺寸加工，在现场分段制作的钢筋笼，其长度以5～8m为宜，纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，并尽量减少钢筋接头，箍筋宜采用螺旋或焊接环式箍筋；当钢筋笼长度超过4m时，每隔2m左右设一道焊接加劲箍筋，以加强其刚度和整体性。
埋设钢筋笼前应进行检查验收，施工操作时要对准孔位、吊直扶稳，缓缓下沉，避免碰撞孔壁；在钢筋笼外周同一平面每隔3m对称设置3根定位钢筋“耳朵”或混凝土垫块，控制笼居中，以保证钢筋保护层的厚度不小于50mm，主筋保护层偏差为±20mm之内。
钢筋笼安放至设计标高后及时进行定位，应将其牢固地绑扎或焊牢在孔口，使之不能上浮或下降，保持“正、直、中”；然后立即灌注混凝土，以防塌孔。
4.7 混凝土配制
在现场配制混凝土，要严格按实验室的试配单进行施工，所用每批水泥均须有出厂合格证，并经抽样送检合格，砂、碎石要按批量取样试验合格并经监理现场验收，合格后方可使用。
必须做好混凝土开盘记录，充分保证混凝土的搅拌时间不少于1分钟，使混凝土具有良好的和易性、流动性、保水性，要求坍落度控制在18～22cm左右，粗骨料最大粒径不得大于40mm，细骨料尽量选用中砂，为此应安排固定的人员开搅拌机。
4.8 灌注混凝土
钢筋笼安装完毕，即下导管进行水下灌注混凝土，其标号不得低于C20，其操作过程应连续，并分层进行捣实，每层高50～60cm，具体按如下操作规程执行:
(1)浇筑混凝土工艺:采用“拔球法”直接利用冲击钻机吊运混凝土和灌注。使用最大斗量为3.5m3的容量进行最大冲击灌注，以便充分溅开孔底沉渣和沉淤，保证桩身有较好的密实性，在灌注过程中应用浮标或测锤测定混凝土的灌注高度，以检查灌注质量。
(2)采用直径250mm的刚性导管进行水下混凝土灌注，要求导管连接密封良好，导管底部下至距孔底0.3～0.5m。
(3)必须保证首灌量，使漏斗和储斗之混凝土体积达到首灌埋管1.0m以上。
(4)连续作业，一次成桩浇灌混凝土的时间间隔不得超过混凝土的初凝时间(一般≤2.5小时)，灌注过程中保持埋管深度不小于2.0m；对每根桩在现场随机抽样制作混凝土试块，用以检验桩身混凝土质量。
(5)首灌后应测量混凝土面，确定导管埋深，随着混凝土的上升，要适当提升和拆卸导管；导管底端埋人管外混凝土面以下一般应保持2～3m，并不得小于1.0m，严禁把导管底端提出混凝土面。
(6)终灌超出高度相对于桩顶设计标高不小于0.5m，以便保证凿除浮浆后桩顶混凝土达到设计强度值。
4.9 移机
混凝土灌注完毕后，及时将现场内泥浆清运出场地，将钻机移至下一场地，继续进行下一个桩孔施工。
5 常见施工质量问题及预防措施
6 试验结果分析
对该工程进行了桩基低变检测，其桩身质量的完整性情况可从各桩的原始记录波形得出，根据原始波形整理分析，本次所检测的75根桩:桩身好的有66根，桩混凝土密实、均匀，桩身完整性类别属于Ⅰ类桩；16#、17#、26#、28#、30#桩局部轻微缩颈，桩身完整性类别属于Ⅱ类桩；7#、13#、25#、40#桩浅部轻微离析，桩身完整性类别属于Ⅱ类桩。
7 结论
综上所述，冲孔灌注桩施工工序较多、技术要求较高，其成桩质量有可能受到多种因素的干扰和制约。因此，施工中务必不可掉以轻心，应在工程施工过程中进行全方面的质量控制。只有这样才能保质、保量地完成冲孔灌注桩的施工。
参考文献
[1] 唐海兰.冲孔灌注桩施工质量控制探讨[J].城市建设理论研究,2011年10期
[2] 李碧泉.浅析冲孔灌注桩施工工艺及质量控制[J].广东科技,2011年14期