浅谈冲孔灌注桩施工质量及成本控制——以桂林市临桂区地质基础为例

唐中能TANG Zhong-neng；毛玉霞MAO Yu-xia

（桂林医学院，桂林 541000）

0 引言

冲孔灌注桩适用于土层、砾卵石、岩溶发育岩层或裂隙发育层等地质。桂林市临桂区地质土层较薄，岩石埋深较浅，溶洞较多，并有半边岩、鹰嘴岩、石芽等情况，房建基础施工常采用冲孔灌注桩进行施工。但在施工过程中，因施工机具的好坏、作业人员的熟练程度及项目管理上得当与否，导致实际施工中存在诸如断桩、漏浆、混凝土超灌严重等问题，对冲孔桩施工质量乃至整个房屋安全造成较大隐患。因此，研究孔灌注桩施工质量及成本控制，对工程建设提高工程质量，有效降低成本等有着很好现实意义。

1 桂林市临桂区自然地理、地质、气象及水文情况

1.1 地理位置、气象及水文情况

临桂区位于桂林市城区西南面，东经109°36′至111°29′、北纬24°15′至26°23′，平均海拔150 米。地处北回归线以北，属亚热带暖湿季风区，因受太阳强热辐射和季风环流影响，四季分明，热量丰富，雨量充沛，气候温和湿润。年平均气温为17.0-20.0℃，冬季偏冷，1-2 月日平均气温维持在5-7℃，年极端最低气温-5℃；年降水量合计为1266.0-1986.0 毫米，降雨的时空分布不均匀，春夏季节降水偏多，秋冬干旱十分严重；前汛期（4-6 月）雨量为627.0-1253.0 毫米，后汛期（7-9 月）雨量为128.0-305.0 毫米，暴雨主要集中在5-6 月，全年光照正常。无霜期约302天。

1.2 地下水特征

通过勘察勘测，部分钻孔发现地下水，初见为自原有地面以下1.5～3.5m，地下水类型为赋存于粉质粘土层中的上层滞水，通过正常降雨下渗补给。据当地区域水文资料：该地下水水位年变化幅度为1～3m。场地排水通畅，不存在对地下水和地表水的污染源，不会对地下水和地表水造成污染。

1.3 临桂区地质情况

通过各在该区域勘察的地质构造资料及钻探资料，桂林市临桂区地基溶岩裂隙较发育，岩层覆土厚度较薄3-5m，覆土基本为粉质粘土，粉质粘土为非膨胀土，岩石易碎，但该区域内及附近无大的活动性断裂通过，区域地质稳定。

地址基础分析：临桂区地质土层较薄，岩石埋深较浅，房建施工中，可以采用墩基础，局部有溶洞区域可采用冲孔灌注桩基础，桩受力形式为端承桩，以较完整的石灰岩作为桩墩基础的持力层。本文以桂林市临桂区冲孔灌注桩基础施工为例，浅谈施工质量及成本控制。

2 冲孔灌注桩施工技术要点

2.1 施工准备

冲孔灌注桩施工前需进行的准备工作有：进行平整场地、修筑可以供冲孔机具通行的便道、开挖泥浆池并制作合格泥浆、准备合格的粘土、临时搭设供冲孔机具用电电缆及安装配控制电柜、接入施工用水、钻机进场安装就位。

2.2 桩位测量

使用全站仪或者经纬仪进行导线闭合测量，放样出桩位并做好标记标识，使用水准仪测量并控制好高程，相关标识做好保护工作。

2.3 埋设护筒

按照要求埋设好钢制护筒，护筒内径要大于桩径，护筒高度为1.8-2.3m，护筒埋设完毕后，顶面应高出原有地面以免周边土石掉入钻孔影响施工。

2.4 钢筋笼制作及安放

成孔后吊放钢筋笼。吊放钢筋笼时要确保钢筋笼受力均匀，不偏不倚地垂直放入桩孔中，吊放钢筋笼要确保钢筋的焊接长度及垂直度。

2.5 混凝土灌注

混凝土采用导管灌注。施工方按照程序要提前报送监理，并由旁站监理对混凝土浇筑过程进行全过程监督；混凝土到达施工现场，监理及施工单位要核对混凝土出厂料单，对工程项目名称、项目地址、混凝土标号、混凝土方量等重要指标进行查验，同时要对混凝土塌落度进行现场检测，塌落度合格的才能进行浇筑工作，塌落度不合格的禁止浇筑；施工方和监理要做好混凝土留样及养护工作，按照养护要求到达龄期后送第三方检测公司进行检测；浇筑混凝土过程要控制好浇筑时间，必须在混凝土初凝时间内完成浇筑，以避免出现因超过初凝时间而产生的断桩。

3 冲孔灌注桩施工常见问题

3.1 桩位偏移及桩长控制不准确 在房屋建筑施工中，桩位定位由项目施工技术人员进行放线定点，会因为施工人员技术水平及设备精度等原因，桩位会有所偏移，造成实际钻孔过程中出现与地质勘查报告不符等情况。钻孔过程中，会因为施工人员及技术人员未勤量测，严格监控，导致孔深超出设计深度，进而增加工程造价。

3.2 漏浆 大部分房屋建筑施工中，施工单位会把冲孔桩分包给有相应资质的基础或桩基公司施工，桩基公司接到施工任务后，就直接进场进行施工，没有专门组织技术力量研讨地基详堪报告及超前钻报告，对施工过程中可能出现的问题没有提前预判，也没有针对具体问题的解决处理方案，导致打桩过程中出现问题时不知所措，等待设计、勘察、监理甚至甲方给出处理方案。因为桂林市临桂区地质情况为，地表原状覆土较浅，地基溶岩裂隙较发育，溶洞较多，深浅不一，并且存在诸多溶洞联通，甚至会遇见地下暗河的的情况，所以在打桩时漏浆是较为常见，会使泥浆护壁减少，达不到泥浆护壁的要求，进而导致孔壁坍塌等质量问题。

3.3 断桩 在冲孔桩灌注混凝土过程中，因混凝土材料、施工人员技术以及设备等原因，稍有不慎就会出现断桩的严重质量问题，会严重影响工期及质量，并造成资源浪费。究其原因：①在混凝土浇筑过程中，混凝土输送的导管断裂使输送管道脱离混凝土面引起断桩；②输送管道密封能差，存在漏气、漏水、漏泥浆等问题，使混凝土产生严重离析或泥浆夹层导致断桩；③混凝土质量差，混凝土搅拌使用的水源不干净、水泥质量差、各种级配的碎石含泥量过大，最终使混凝土整体质量差，导致断桩；④第一次浇灌混凝土过少，输送混凝土管道埋入混凝土深度太浅，使输送管道进水、进气或进泥浆，导致断桩；⑤在灌注混凝土过程中施工作业人员技术差，提管时拔出混凝土面，使导管进水和泥浆，导致断桩。

3.4 混凝土超灌 冲孔桩成孔后，在灌注水下混泥土时，超灌是非常常见的现象，不难解释，因为地下溶洞以及在冲孔过程中冲锤与岩石反复撞击，导致实际桩径超出设计桩径，最终致使超灌，常见的超灌量一般都是设计理论值的50-500%之间。但是在实际施工过程中，个别桩超灌量甚至超过理论值的1000%仍然没有浇筑成功导致废桩的情况，造成资源浪费，提高工程成本，究其原因主要是施工队伍没有对冲孔桩可能存在的风险进行预判和预案以及施工合同按照工程量计价等方面的原因，表1 是临桂区一工地基础冲孔桩成孔及浇灌记录。

表1 临桂校区后勤中心楼冲孔桩施工记录

从该记录表中，不难看出，不同桩径的冲孔桩都存在超灌的情况，并且桩径越小，超灌量越难以控制，超灌比例越大。

3.5 钻孔偏斜 在冲孔桩施工中，因地质及设备等原因，时常遇见钻孔偏斜，卡住钻头及损坏钻具等情况，究其原因，主要有：

①冲孔施工中，遇到半边岩、飘石，存在大小不均受力不均的情况；

②基岩面不平，起伏较大；

③钻机安装是没有安装平稳或钻机底部未落在平稳的基础面上，在冲孔的震动下，导致钻机失稳；

④冲孔时，个别孔桩径大，而施工方使用小钻头，冲孔时导致钻头倾斜。

3.6 孔壁塌坍 究其原因，主要是因工人员技术以及地质及设备等原因所致：

①冲孔钻头施工时不慎撞击孔壁；

②泥浆池泥浆浓度不够或泥浆不符合要求；

③遇特殊地质情况时（如流砂、软淤泥、破碎地层等）进尺太快，泥浆尚未起到护壁作用时，因重力原因导致坍塌；

④当冲孔遇到地层变化（如土层-较硬岩层-风化岩层-流沙层-破碎地层等）时，没有及时调整泥浆浓度；

⑤在清孔时泥浆补浆不及时，孔壁泥浆护壁达不到要求，导致塌孔；

⑥成孔并清孔后没有及时灌注混凝土等。

4 应对措施及方案

①项目经理部总工程师要认真仔细对工程技术人员进行详细的技术交底，认真研读地质勘察报告及设计图纸，严格按照测量规定进行测量放样，确保冲孔桩桩位准确无误；在冲孔过程中，要采用桩深量测和绝对高程测量双指标控制桩长，即要求打桩作业人员及时量测桩的深度，同时技术员要随时跟踪测量绝对标高，确保最终成孔后符合设计图纸及勘察报告的深度要求，从而降低工程造价。施工及技术人员，在打桩前，要结合设计图纸及勘察报告，针对各个冲孔桩可能存在的施工问题，要提前预判并提出有针对性的施工技术方案。

②遇到漏浆时，应该是遇到溶洞所致，应检查测量溶洞标高及大小是否与勘察报告相一致，结合勘察报告，根据溶洞大小考量填堵溶洞的材料，如果溶洞较小、较浅时，可以采用可塑性较好的黄土回填进行封堵；如果溶洞较大、较深，需要考虑采用可塑性较好的黄土及片石进行封堵；倘若溶洞过大，且难于封堵时，应结合实际情况考虑采用低标号砼分批次浇筑进行封堵。

③遇到断桩时，施工技术上，混凝土砂、石、水泥用料按规范要求严格筛选，沙子、石子技术指标要符合设计及规范要求，塌落度控制在180mm-220mm，在搅拌时要搅拌均匀，达到要求后才能装车出厂；在运输过程中，要注意避免离析、沁水现象；施工中，混凝土要应连续浇筑；第一次混凝土浇筑量应经过严格计算，严格控制；浇筑混凝土过程中输送管道埋入混凝土深度要控制好，不能过深也不能过浅，最好在2m-6m 之间，及时提管；如确实出现断桩，应根据现场实际情况，采用合理方式及时补救。

④桩成孔后，为了确保施工质量，降低工程成本，施工过程中应严格控制好砼浇灌量，严格控制砼超灌量，应做到以下几点：1）浇筑砼时，监理必须全程在场进行旁站，监督，每一车到场砼浇筑完毕后由监理确认并签字（以作为结算的依据之一）；2）浇筑过程中，若出现明显砼渗漏，高度下降时，应降低砼浇灌速度，浇灌速度控制在砼接近初凝时间为宜（约1.5 小时），同时适当提高砼稠度；3）若遇上地下暗河，在成孔时虽然采用片石及黄土封堵，但在浇筑砼时因砼压力致使暗河处孔壁坍塌，导致无法成桩，此时需要根据实际情况，将钢筋笼拔出，分多批次浇筑低标号砼至设计标高，待凝固后，对该桩进行复冲处理。

⑤在冲孔桩施工过程中出现钻孔偏斜，若发现半边岩石后，应回填片石、碎石，填平半边岩最高一侧时再进行复冲；冲孔前要对钻机底部原地面平整并确保承载力，钻机要安装平稳；经常检查，孔径大而钻头小时应更换钻头。

⑥在冲孔桩施工过程中出现孔壁坍塌，首先应探明坍塌位置，用泥沙混合物回填至塌孔位置处，等回填物沉积后再重新冲孔；施工技术人员要随机检查泥浆池泥浆浓度及泥浆质量，确保泥浆符合要求；提前做好可能遇到的地层及对应制作的泥浆浓度并做预案，施工时实际遇到不同地层要按照预案及时调整泥浆浓度等相关指标；在清孔过程中，施工人员应注意清孔情况，及时补浆；成孔后，按照程序尽快报送监理，经监理复核合格后及时浇筑混凝土。

5 结束语

桂林市临桂区地质水文比较复杂，冲孔灌注桩施工时，很多施工质量问题存在不可预见性，为了确保冲孔桩施工质量并降低工程建设成本，相关建设单位应在施工前提前预判施工过程中可能存在的问题，提出切实可行的处理方案，为施工提供技术支持，变得尤为重要。文章从冲孔桩的常见施工质量问题，讨论引发产生质量问题的原因，并从施工管理、施工方案、混凝土浇筑时间间隔等方面出发，提出相应的质量控制措施及解决方案，该措施及方案在临桂校区后勤中心楼施工中予以应用，取得较好的效果，所有冲孔桩成桩后予以质量检测，孔径、垂直度、孔深、孔底成渣厚度等均符合要求，未出现断桩、桩身混凝土缺陷、夹层等质量缺陷，同时，混凝土超灌量也从原来的实际值比理论值超灌8-10 倍，降低至3-5 倍，降低工程建设成本。