浅析深基坑支护工程冲孔灌注桩的质量控制

王庆东

摘要：冲孔灌注桩是常见的一种桩基类型，是将冲锤提升到一定高度，利用冲锤自由下落的冲击能量冲击打碎土层或岩石，并通过泥浆循环排出泥渣达到成孔的目的。冲孔灌注桩具有穿透岩层能力强、稳定性好、适应性强、施工孔深不受限制等优点，近年来逐渐在深基坑支护工程中得到广泛应用。但由于冲孔灌注桩是一项技术要求高、施工难度大的隐蔽工程，施工和管理不当则会造成各种各样的工程质量问题，因此，施工过程中应对其质量进行严格控制。本文重点分析了深基坑支护中冲孔灌注桩质量控制的相关方面。

关键词：深基坑支护；冲孔灌注桩；质量控制

中图分类号：O213文献标识码： A

泥浆护壁冲孔灌注桩属于部分挤土成型桩，由于施工工艺成熟，成本低，支护结构稳定，被广泛应用于基坑支护工程中。基坑支护工程，尤其是大型深基坑支护，属于高风险性工程，冲孔灌注桩为主要承载结构，施工质量尤为重要。

1、高层建筑深基坑支护的功能

深基坑支护结构的主要功能是挡土，使基坑在开挖和基础施工的全过程中能安全顺利地进行，并保证对临近建筑、公共设施和周边环境不产生危害。其次是对外周地下水的阻挡。目前国内深基坑支护形式主要有：土钉墙及复合土钉墙支护、水泥土墙支护、挂网喷锚支护、排桩内支撑支护、排桩锚杆支护、支护灌注桩或地下连续墙支护等。高层建筑深基坑支护根据具体地质情况、基坑深度、地下水情况等，结合不同支护方式的优缺点，选择经济合理的支护形式对深基坑进行支护，避免基坑侧壁出现坍塌、滑落和侧移，降低地下水渗入对深基坑结构、功能和安全的影响。如今，高层建筑深基坑支护功能和结构有了很大的变化和提高,各种多功能支护结构不断出现，丰富了高层建筑深基坑的支护形式，提高了深基坑的支护效果。

2、冲孔灌注桩常见的问题及策略

在冲孔灌注桩的施工过程中,操作不当很容易造成垂直度偏差过大、缩径、塌孔以及断桩等问题。

第一,垂直度偏差。依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）,灌注桩施工时的垂直度偏差不能超过1％,而深基坑支护中对冲孔灌注桩的垂直度偏差要求更高，一般不能超过0.5%，否则会对桩身荷载分布产生影响,进而影响深基坑边坡的支护质量，并带来较大的安全隐患。在软弱的土层施工,桩机本身的重量以及冲孔时的振动往往容易使机身倾斜。在岩层施工时,基岩的岩面较陡，或冲击时碰到软硬岩层交接处及地下障碍物,均能导致冲锤受力不均匀,使冲锤发生偏离,造成桩孔偏斜,这些都会造成垂直度偏差过大的问题。

在较软的土层施工时,要加固地基,冲孔时要低锤慢打,在护筒下三四米时,校正好桩孔垂直度及桩位偏差，再正常冲孔,如果进尺时出现偏差要及时纠正。若出现孔斜,要用片石或者茹土进行回填,回填到距离偏孔上方2-3m位置处,等到沉实以后,再用低锤或者间断的方式冲击纠正偏差。假如偏差严重,就要全部回填至地面，重新定位放线，重新冲击成孔。

第二,缩径。当桩身直径比设计的尺寸小时,桩身的混凝土面积就会偏小,桩基的荷载力也会随之降低,从而减低了使用寿命。造成缩径的原因很多，主要有以下几种情况：一是土层构成是膨胀土或者软塑及流塑粘土层,在浸水以后致使体积变大；二是清空以后，在灌注混凝土之前等待时间较长；三是冲锤长期使用造成磨损,致使锤径变小；四是桩间距较小,施工时附近的桩间土相互挤压。上述情况均有可能造成缩径现象。

利用勘察地质的报告,查看每根桩在膨胀土以及软塑粘土层中的深度,采用低锤慢打的方式,控制入土的速度；在二次清孔以后,要马上进行浇筑混凝土，避免等待时间过长；及时检查锤径大小是否满足施工要求，必要时加大锤径；对于桩间距较小的桩，采用跳打的施工方法，合理安排施工。

第三,塌孔。在成孔或安装钢筋笼时孔口溢出泥浆含有大量的气泡,或者泥浆的水平面在孔内骤然下降,成孔以后孔底的沉渣增多,这些情况都属于孔壁坍塌,即塌孔。通常在淤泥松散土层、粉砂土或流砂中施工时,这些土层直立性弱,尤其是遇到流动较快的地下水,进尺太快,很容易造成塌孔。泥浆的比重没有达到施工技术的要求,泥浆在孔内的水平面低于孔外，护筒没有按照规范埋置,深度没有达到要求或者周边没有用粘土夯实,筒底和土层的接触面出现孔隙致使泥浆冲刷孔壁,这些情况都会造成塌孔。

工程施工前,要认真的研究相关的地质勘察报告,在淤泥、松散土层等地方施工时,尤其是遇到较大的承压水,务必要在开孔前做好预防性的措施。投人片石或者粘土块,把握好进尺的速度,保证成孔的质量。泥浆的比重务必按规范要求严格控制。护筒内径要比桩径大10cm为宜,埋置的深度不能低于1.5m,四周要用粘土夯实,溢浆口的位置要正对着排浆沟。下放钢筋笼要用两根对称的吊环,保证下放的垂直度,避免碰撞孔壁。

3、冲孔灌注桩施工工艺流程

冲孔灌注桩一般采用CZ系列半自动冲孔桩机成孔，施工工艺流程如下：

平整场地→定位放线→（钢筋笼加工→钢筋笼验收→吊放钢筋笼）→监理及业主验线→钻机就位→埋设护筒→冲击钻进至设计深度→清孔→验孔深→吊放钢筋笼→下导管→二次清孔→验沉渣→灌注混凝土至设计桩顶标高→移至下一桩位。（备注：括号内工序与后续其他工序并列进行。）

4、各工序施工质量控制措施

（1）材料进场：进场的各种材料，首先进行自检，自检合格后，按规范要求选取试样送当地具有相应资质的检测单位进行材料检测，试验合格后方可使用，并进行标识。

（2）定位放线：根据规划局或建设单位提供的坐标控制点，用全站仪测放轴线控制点及各桩桩位，用筷子标定各桩位,顶部撒上白灰，以便查找。另外，在施工场地外围引测控制桩并加以保护。放线完毕自检合格后报监理验收，待监理验收合格后进行施工。

（3）钢筋笼加工及验收：电焊工必须持有焊工证，按相关规范要求焊接。即主筋的接头面积率应符合设计要求，即不大于50％。两组接头间隔应大于700mm，焊接长度单面焊不小于10d，双面焊不小于5d（d为焊接钢筋的直径）。主筋采用双面搭接焊，焊缝要饱满均匀，无咬筋现象，焊缝长度大于5d（d为钢筋直径），同一断面上接头要隔一焊一，保证同一表面主筋接头占总面积数小于50％。加工完成的钢筋笼，先进行自检，自检合格后，报监理或建设单位验收，验收合格后方可使用，并进行标识。

（4）钻机就位

首先，技术人员签发开孔通知单，内容主要包括：孔位编号、设计桩长、设计深度、桩径、笼长、笼顶到护筒顶的距离等。施工人员根据通知单将钻机移至相应桩位，并调整机身水平，钻机对位应以控制桩斜拉十字线控制，钻头对准十字线交点，符合偏差要求进行埋设护筒。

（5）埋设护筒

护筒由吊车吊运，利用人工配合完成，护筒埋设深度不低于1.5m。护筒用8mm厚钢板卷制而成，内径根据桩径确定尺寸，顶部焊接两个吊环，供提拔护筒时使用。护筒埋设前先根据桩位引出四角控制桩，控制桩用木桩制作，打入土中至少30cm。四角控制桩必须经过现场技术人员复核无误方可进行埋设，具体步骤如下：首先由人工挖土1.7m左右，再用吊车将护筒吊放对位，位置放正后，周围填好土并捣实，避免漏浆。护筒埋设偏差不大于50mm，并保证护筒垂直且顶面水平。护筒埋设完成后，现场技术人员及时测量护筒标高，以此作为下步工序控制依据。

（6）成孔：根据工程的地质条件，冲击钻机需配备对应的冲击钻头。冲击钻机使用大、中、小三个冲程，其施工工艺如下：