浅析提高超长冲孔灌注桩成桩合格点率的方法与措施——以福龙苑项目为例

秦 静

（福建省第五建筑工程公司， 福建 泉州 362000）

0 引言

随着我国建筑工业的快速发展，民用建筑的规模越来越大，我国幅员辽阔，建筑工程建设施工过程中面临的地质条件也十分复杂，以冲孔灌注桩为代表的基础工程施工技术也日益成熟[1]。冲孔灌注桩能适用复杂的地质条件，特别是在厚度较大的回填石渣层、水下抛石层中拥有其他桩基无可比拟的优势，其基本原理是在泥浆护壁的前提条件下，利用桩锤冲击形成桩孔，然后采用导管法灌注水下混凝土[2]。

在实际施工过程中，冲孔灌注桩大部分工序均在水下进行，无法直接进行观察，各工序较为复杂、连续紧凑且持续时间较长，对作业人员的操作熟练度、工艺水平等都有较高的要求，这些都导致冲孔灌注桩的成桩合格点率不高[3]。本文以福龙苑项目为例，对超长冲孔灌注桩施工过程中存在的问题进行的深入分析，在此基础上有针对性地提出了解决措施并应用与实际，以期为超长冲孔灌注桩的施工、提高成桩合格点率提供参考与借鉴，推动基础工程施工技术的进一步发展。

1 工程概况

1.1 工程基本情况

福龙苑项目位于福建省漳州台商投资区福龙工业园，北临角江路，南临纬四路，西临角泰路，东临经四路，主要由1#～7#楼组成。地下1 层，框架剪力墙结构，地上18～26 层，剪力墙结构。总建筑面积为107554.7 ㎡，其中地下建筑面积为22429.4 ㎡，地上建筑面积85125.3 ㎡为 ，主要用途为住宅。

本工程主楼高层部分采用冲孔灌注桩基础，其持力层为中风化花岗岩≥0.5 米，桩身混凝土强度等级为水下C35，桩径分为0.8 米和1.0 米两种类型。0.8 米桩设计平均桩长35 米，共356 根，合计约12460 米；1.0 米桩设计平均桩长38 米，共211 根，合计约8018 米，属超长冲孔灌注桩。

1.2 工程施工难点

（1）工程质量目标高，目前地基与桩基工程质量评分较低。

合同明确要求质量目标应达到省级优质工程，而监理人员对目前地基与桩基工程质量的评分只有9.35 分，与满分10 分距离相差较大。

（2）工程量大，工期紧。

本工程冲孔灌注桩共567 根，施工长度高达约20478 米。且根据《施工组织设计》中的施工总进度计划横道图，超长冲孔灌注桩工期仅有三个月，要求平均一天完成量约为278 米，而目前平均一天实际完成量只有193 米。

（1）施工难度大

本工程桩群密集，极大部分桩与桩间距在3 米内，施工场地狭小，且根据岩土工程勘察研究院提供的《岩土工程勘察报告》，地质情况复杂，残积土、全强风化岩、上部的局部块石及中、下部分布的孤石极易影响成桩质量。

2 超长冲孔灌注桩施工中存在的问题与原因

2.1 施工质量现状调查

项目部邀请业主现场负责人和监理一同对本工程施工中的超长冲孔灌注桩的质量情况进行为期4 天的调查。根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）要求，结合施工资料，经整理、计算，共随机抽查了600 个点，合格点510 个，不符合点90 个，合格率为85%。

2.2 施工质量问题原因分析

根据现场实际调查和质量检测结果，针对“沉渣厚度过大”和“垂直度偏差过大”这两个主要问题，项目部召开了“诸葛亮会”，运用“头脑风暴法”，从不同角度去讨论、分析了可能导致出现这两个主要问题的各种原因，经汇总归类，得出9 个末端因素，分别为:(1)贮料斗的出料口未封堵;(2)二次清孔不干净;(3)二次清孔后待灌时间过长;(4)钢筋笼碰撞孔壁;(5)测量员测量不准确;(6)全站仪误差过大;(7)冲孔机未安置平稳;(8)冲孔时遇到孤石;(9)探测绳误差过大。

运用现场验证、调查分析、现场测试测量三种方法，对以上9 个末端因素逐一进行要因确认，确认结果如下表所示：

表1 末端因素要因确认表

3 提高超长冲孔灌注桩成桩合格率的方法与措施

通过以上末端因素的要因确认，得出以下4 条要因：1、二次清孔不干净；2、二次清孔后待灌时间过长；3、冲孔机未安置平稳；4、冲孔时遇到孤石。项目部根据“5W1H”的原则对以上四个影响超长冲孔灌注桩成桩合格点率的要因采取了针对性地改进措施。

3.1 采用气举反循环法二次清孔

（1）安装设备，补充泥浆

将头部装有混合器的风管从1-56#灌注桩的灌注导管内下放至孔深2/3处。上导管帽，并将风压管的另一端从中引出与空压机组相连。开动泥浆泵向孔内补充优质泥浆，控制孔浆面高度，以防塌孔。

（2）确定清孔时间，进行清孔

根据测得孔底沉渣厚度为72mm，初定清孔时间为18min。开动空压机组开始清孔，控制风量、风压由小到大（风量为8m /h，风压为0.6MPa 左右）。由于沉渣较厚，适当加大送风量，并摇动出水管（导管），以利排渣。随着沉渣的排出，出水管（导管）同步跟进，保持管底口与沉淤面的距离。

（3）测量沉渣厚度

待清孔了17min 左右，测得孔内沉渣厚度为33mm，泥浆比重为1.0。关闭空压机组，停泵，卸下导管帽，拔出风压管。

（4）实施效果

经对1-56#灌注桩采用气举反循环法二次清孔，使沉渣厚度从72mm 大大降至33mm，符合二次清孔后的沉渣厚度≤50mm，达到对策目标。

3.2 提高砼灌注准备工作的效率

（1）开展技术交底会

项目部组织冲孔灌注桩施工班组成员到会议室，进行“桩机吊物操作”和“贮料斗安装操作”这两项砼灌注准备工作技术交底，以提高工人的施工操作能力。

（2）施工场地临时硬化

先将砼泵车出入通道和桩位周围的场地上的淤泥、绊脚石等杂物清理、外运，然后采用石屑铺填，再用素土夯实，做好临时硬化，给工人提供良好的工作面。

（3）开展周例会

组织冲孔灌注桩基施工班组成员和砼供应商配合人员参加会议，面对面交流、沟通，总结阶段工作情况，指出问题，提出解决办法，并通知每周开展一次，以促进施工过程中的配合。

（4）实施效果

2017年12月，广东发改委就曾开展港珠澳大桥车辆通行收费标准听证会，对比当时的两个听证方案，最终正式公布的收费方案主要是降低了穿梭巴士的通行费，由原来的450元/车次降至300元/车次，这也大大降低了来往游客的消费标准。

监督1-48#、1-71#、3-39#这3 根灌注桩二次清孔至砼灌注完成的过程中，看到工人之间积极配合，短时间内完成砼灌注准备工作。同时从二次清孔后开始计时，得出这3 根桩二次清孔后待灌时间分别约为0.37h、0.3h、0.42h，符合二次清孔后待灌时间≤0.5h，达到对策目标。

3.3 提高冲孔机就位稳定性

（1）机位场地临时硬化

先将用于1-28#灌注桩的冲孔机安置场地上的淤泥、绊脚石等杂物清理、外运，然后采用石屑铺填，再用素土夯实，以加固地基。

（2）安置、加固冲孔机

由专人指挥平稳起吊冲孔机，平稳放于直径为30cm 的地梁圆木机架（前后两个机座的两端各设三根）之上，确定冲孔机与桩位距离，对准冲孔方位。机座、机架与冲孔机底固螺丝连成一体，加弹簧垫圈拧紧，用扒钉加固。进一步检查校正，使底座水平、起重滑轮缘、护筒中心三者在一条竖直线上。

（3）试冲孔

（4）实施效果

观察1-28#灌注桩冲孔机的工作状态，冲孔机运行正常、平稳，并对冲孔机的垂直度进行跟踪测量，测得10 个偏差值均＜1%，达到对策目标。

3.4 采用高低冲程交替冲孔

（1）冲孔机性能鉴定

经对冲孔机机械设备的性能资料和维修记录鉴定合格后，投入使用。

（2）开展技术交底会

组织灌注桩基施工班组成员到会议室，进行“冲孔机高低冲程交替冲孔操作”技术交底，以提高工人的施工操作能力。

（3）进行高低冲程交替冲孔

对遇到孤石的1-48#灌注桩，调节低冲锤冲程（1～2m）、中冲程（2～3m）、高冲程（3～4m）反复交替冲孔，将孤石击碎或挤入孔壁。

（4）实施效果

1-48#灌注桩冲孔过程中，钢丝绳无倾斜，冲孔顺利，并对钢丝绳垂直度进行测量，测得10 个偏差值均＜1%，达到既定目标。

4 实施效益

4.1 目标效益

对自对策实施后施工的超长冲孔灌注桩的合格点数进行全面检查，总结了前段工作的成效，并绘制了目标实施前后对比柱状图（见图1）如下：

图1 对策实施前后成桩合格点率对比柱状图

4.2 经济效益

通过本次质量控制措施的实施，大幅度提高了超长冲孔灌注桩成桩合格点率，加快了施工进度，节约了冲孔机台班费用。根据每根桩施工完毕节约用时按0.5 小时计算，应用本次活动成果完成施工的桩共有145 根，实际产生的经济效益计算如下：

（1）节约冲孔机台班：145×0.5/8=9（台班）

（2）节约冲孔机台班费用（定额价）：3645.67 元/台班×9=32811 元

（3）场地临时硬化费用：15100 元

（4）实际产生经济效益（元）：（2）-（3）=32811-15100=17711 元

4.3 社会效益

本次质量控制成果赢得监理单位、建设单位和质监站的一致认可和好评，为本工程创省级优质工程奠定了良好的基础，为超长冲孔灌注桩的施工、提高成桩合格率提供了参考与借鉴。

5 小结

福龙苑项目超长冲孔灌注桩质量控制施工过程中，本单位配合其他参建单位克服了施工任务重、地质情况复杂、施工工艺要求高、工期紧迫等各种困难，采用气举反循环法二次清孔、提高砼灌注准备工作的效率、提高冲孔机就位稳定性、高低冲程交替冲孔等工艺技术，保证了工程建设在进度、质量、投资、安全、文明环保等各方面的要求，取得了良好的社会经济效益，总结出了超长冲孔灌注桩在施工过程中存在的质量问题并针对性地提出了解决办法，规范了施工工艺操作流程和技术要求，对今后在冲孔灌注桩基施工中有良好的技术支持和参考借鉴作用。