某项目工程冲孔灌注桩遇到的问题与处理措施

向校华

（中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司，湖南 长沙 410000）

1 工程概况

拟建工程为5栋26～27层高层住宅楼，首层架空，设2层群楼；塔楼及群楼均设一层地下室；设计±0.000标高为6.80米，拟采用框架结构，冲孔灌注桩基础。

桩基工程采用冲孔灌注桩，其工程量为：φ700冲孔灌注桩，151根；φ1000冲孔灌注桩，73根；φ1200冲孔灌注桩，97根。

2 拟建场地岩土工程条件

根据地勘报告，场地原始地貌单元属海成一级阶地地貌，场地内地层按其时代与成因从上往下分为人工填土层(Qml)、第四系全新统海陆交互相沉积层(Q4mc)、第四系残积层(Qel)、燕山期侵入花岗岩层(γ)。各地层时代、名称、厚度及物理力学参数如下表。

固结快剪代 号成因地层内 摩擦 角 φk（°）Qml 素填土 ① 0.40～3.10 1.23 / 12 8土层名称地层序号厚度范围值(m)厚度平均 值(m)地基承载力特征 值fak(kPa)粘 聚力 Ck（kPa）Q4中砂 ② 0.50～6.00 2.40 130 / 30粉砂 ③ 0.30～6.00 2.20 130 / 28粗砂 ④ 0.40～6.00 2.51 150 / 31砾砂 ⑤ 0.30～4.60 1.55 230 / 33 Qel 砾质粘性土mc⑥ 0.30～17.40 4.40 200 32 20强风化花岗岩γ⑦ 0.30～8.10 1.71 450 / /中风化花岗岩⑧ 0.10～4.10 1.00 4000 / /微风化花岗岩⑨ 揭露厚度1.00～7.50揭露厚度3.74 9000 / /

3 水文地质条件

场地地下水属潜水及基岩裂隙水类型，主要赋存于中砂②、粉砂③、粗砂④及砾砂⑤层中，变化幅度约1.0米，水量大，稳定水位标高为3.21～4.20m之间。场地内中砂②、粉砂③、粗砂④及砾砂⑤层均属强透水性地层，其余各地层均属弱透水性地层。

4 冲孔灌注桩成桩问题与处理措施

4.1 坍孔

本工程冲孔桩成孔、清孔、钢筋笼吊装过程中，多出现坍孔问题，从而造成埋锤、孔底沉渣过厚、充盈系数增大，既增加了施工成本，又影响工程桩的质量。

原因：(1) 本工程场地砂土层太厚，冲孔过程中极易发生坍孔；(2) 泥浆稠度小，护壁效果欠佳；(3) 孔口护筒底端处周边砂土、填土，在冲击成孔时，受泥浆冲刷掉落、坍孔，造成护筒底端处孔径较大，护筒下沉、掉落或护筒周边坍陷等现象；(4) 砂层与基岩面之间粘性土层（砾质粘性土⑥）较薄或缺失，当冲锤冲击基岩时，强烈的振动造成砂土层坍孔严重；机械、设备操作不当，碰撞桩孔侧壁引起的坍孔，如：吊装钢筋笼时碰撞孔壁，孔底遇石块或基岩时冲击锤偏斜碰撞孔壁等情况。

处理措施：(1) 在沙土层中，必须配制粘稠度较高的泥浆，提高泥浆的比重（1.3～1.5）与粘度（20～30Pa.s），使泥浆在桩孔的侧壁能较好地形成泥皮，起到良好的护壁作用；(2)将护筒周围回填夯实，填入片石或卵石，反复冲击，以增强护壁，加长护筒重新埋设后再钻进；(3)保持护筒内泥浆水位高于地下水位；(4) 吊装钢筋笼时，要对准孔位，避免钢筋笼碰撞孔壁，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间；(5)遇漂石、孤石、倾斜基岩面造成偏锤时，应少量多次回填块石，小冲程冲击。

4.2 桩孔偏斜

冲击成孔过程中，桩孔偏斜也是最常见的问题之一，造成桩孔偏斜的因素较多，根据不同的地质条件，应进行具体分析。

原因：(1) 冲击成孔过程中，因提锤时锤体较重、冲击时振动较大，重复冲击动作时间较长，地面会出现沉降，桩机前头下陷，机台向前倾斜，造成冲锤向前偏斜；(2) 冲击成孔过程中，振动较大、时间较长，造成机台水平位移，导至偏孔；(3) 桩孔中遇到较大的漂石、孤石或基岩岩面倾斜时，冲击锤向土质较软弱的一方偏斜，此时钢丝绳会有较大摆动。

处理措施：(1) 先平整场地并夯实，使承载力满足要求，枕木铺设均匀，机台发生不均匀沉降时，必须及时调整；(2) 开孔前做好十字定位标记，成孔过程中，应保护好十字定位标记，并随时观察、及时调整；(3) 砂层、粘性土层中出现偏斜时，可上下反复扫冲几次；(4) 遇到较大的漂石、孤石或基岩岩面倾斜时，向桩孔内回填块石1.0～2.0m，块石强度不小于孤石、基岩强度，然后小冲程低锤密冲，反复矫正；(5) 提前查阅超前钻等地勘资料，遇漂石、孤石直径超过2.0m的，应采用较大孔径的冲击锤开孔，避免中途焊锤后新锤头直径大于孔径而卡锤、偏孔。

4.3 卡锤

本工程在施工过程中，也常有卡锤问题。冲击锤被卡住后，不能开动卷扬机强行提升，以防拉断钢丝绳，应根据具体情况采取相应的处理措施。

原因：(1) 施工过程中因停电、机械故障等原因中途停工未及时提锤，泥浆中悬浮泥砂下沉，造成孔底冲击锤被埋； (2) 坍孔造成的埋锤；(3) 孔壁上有探头石，或较大的漂石、孤石在冲击过程中从孔壁掉落，卡住冲击锤。

处理措施：(1) 冲击锤被沉渣埋在孔底时，可桩孔内侧冲一个小孔至桩孔底部或超过冲击锤底0.6～1.0m，插入钢管把循环泥浆送入桩孔底，反复冲刷大锤四周的沉渣，减小大锤上拔的阻力； (2) 采用空心锤冲击埋锤周围的沉渣、砂土等。开启泥浆循环排渣，空心锤下端接近埋锤下端时，以小冲程施打，以避免空心锤与埋锤抱死。空心锤下端达到孔底时，提出空心锤，然后操作桩机提拔埋锤。(3) 遇探头石或滑落石块卡锤时，用小锥冲击被卡住的冲击锤周边，以击碎或冲掉石块，再让卷扬机进行小行程的提锤向上冲击；(4) 滑落石块卡锤位置在岩层中时，以上方法可能难以解决问题，需采用水下爆破，利用冲击波震松岩层或岩块。

4.4 钢护筒变形、下沉、偏斜

机械成桩时，一般采用钢护筒，壁厚约10mm，起到定位、保护孔口防止坍孔、控制桩顶标高作用，护筒的安装要求稳定，但施工过程中，护筒也常出现变形、下沉、偏斜等问题。

原因：(1) 钢护筒的壁厚不够，焊缝不合格，碰撞地下障碍物等均可引起护筒变形；(2)护筒外壁冒水，甚至引起护筒下沉、偏斜，需要重新固定及纠偏后方可进行成孔。

处理措施：(1) 确保有足够的壁厚和强度，在钢护筒的外侧加焊一圈厚的钢板，增加刃脚的强度；(2) 埋设护筒时，护筒四周用粘土夯实，并保证护筒埋置深度。4

.5 钢筋笼上浮

在水下桩灌注时，钢筋笼上浮基本上是普遍存在的问题。

原因：(1) 当混凝土灌注至钢筋笼底时，由于浇注的混凝土自导管底部输出后由下而上流动，托动了钢筋笼上浮；(2) 混凝土灌注过程导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长已接近初凝，混凝土与钢筋笼有一定握裹力，向上顶升钢筋笼。

处理措施：(1) 将钢筋笼上端焊固在护筒上，可承受部分顶托力，防止其上升；(2) 加快混凝土灌注速度，从而缩短灌注时间，或掺缓凝剂延长初凝时间；(3) 混凝土坍落度宜为180～220mm，当坍落度偏小或和易性差时钢筋笼极易上浮，应严格控制混凝土的坍落度；(4) 要勤拆导管，尽量减少导管在混凝土面下的埋置深度，宜保持在2m-6m，但严禁提出混凝土面。

5 结语

冲孔灌注桩施工方法具有设备简单、操作简便、适应性强等特点，甚至在某些地质条件下可以完成其它桩基工艺无法完成的项目，目前已是一种非常成熟的施工技术。但冲孔灌注桩在施工中仍然会遇到各种事故问题，需要根据具体的问题具体分析，因此丰富的施工经验是保证成桩和质量的关键。处置得当，则会大大降低事故对施工工期和施工成本造成的影响和损失，使工程质量得以保证。