浅析房屋建筑工程中冲孔灌注桩的施工

叶旭初

（福州志顺建设工程监理有限公司，福建 福州 350007）

0 引言

对于那些施工隐蔽、施工难度大的工程，甚至水下作业，受房屋建设现场地质和水文条件制约的工程，冲孔灌注桩法备受青睐。尽管如此，冲孔灌注桩施工质量还是第一位的，其优劣直接关系到房屋整体质量，轻则影响到房屋使用功能，重则危及居民生命和财产安全。因此，在房屋建设中冲孔灌注桩施工工艺是关键，要加强对各工序的控制，保证房屋建设工程质量[1-2]。

1 工程概况

该项目位于福州市长乐区大同路，项目名称为“三木翡丽府（备案名锦麟苑）”。目前土地为农田，农田纵横交错，种植蔬菜等经济作物。中部分布有一条南北走向的宽约5~6m旧河道。地形总体上比较平坦，海拔2.70~3.30m。该场地存在高压缩性软弱淤泥层，场地稳定性较差，工程建设中需对软弱淤泥层进行地基处理，冲孔灌注桩施工工艺成为首选。

2 冲孔灌注桩施工

2.1 现场准备

根据施工通告要求，施工单位应积极开展施工场地和道路布置、施工机械安装等准备工作；应根据甲方提供的基准点，进行校验，确认无误后，在工地上进行标高引测，划定建筑轴线；必须对3个现场基准点进行检查，间隔50m，其位置应设置在不受桩体及车辆行驶影响区域；采用直角坐标法进行测量，并在此基础上设置平面轴线控制网，并进行移交。

2.2 施工工艺流程

采用适合现场的冲孔灌注桩桩机进行二次循环清孔，其工艺流程见图1。

图1 冲孔灌注桩施工工艺流程图

2.3 施工过程

2.3.1 成孔工艺

（1）测量定位。利用全站仪测定桩位，在桩中点处插入300~400mm钢筋，然后采用“十字栓桩法”做好标记。施工方对已测量桩位进行自检，确认无误后，由监理方对其进行复核。验收合格后，才能进行施工。复测时需将误差控制在设计允许范围内，一般为±50mm。

（2）护筒埋设。用厚度约4～8mm的钢板，其内径比桩身设计直径大100~200mm，上部开设1个溢浆孔。按照定位时桩标记的中央孔，挖坑下护筒，使其保持垂直，保证护筒中心和桩中心重叠，误差不超过20mm，然后用黏土填充填料，分层压实，一般护筒长度为1.5m。遇到障碍时再做其他处置。

（3）钻机定位。在钻机安装好后，进行水平调整，保证钻头对准护筒中心偏差不超过20mm，在钻进前，应进行无负荷作业，并对其力学性能进行检验。注意：不同地层使用不同钻头；如果使用反向循环钻井、清孔时，要控制浆液阀门，以保证注浆均匀，并保证一定静压力；采用最优钻进工艺，保证钻头能迅速地进入土体、岩体内部；检查钻头并及时进行校正，确保其垂直度。

（4）设置泥浆循环系统。每个桩基设置一个泥浆池，再根据现场实际情况设置一个以上的泥浆大池以备收集泥浆及外运。泥浆池位置不得设置桩位，泥浆池使用挖掘机在地面上进行开挖，挖掘机走机时注意保护已完成的桩基和正在施工的机械与人员的安全。由于冲孔桩施工会产生大量泥浆，故现场需准备足够的泥浆车保证泥浆及时外运，外运通道需保证畅通。

（5）冲击钻冲孔。冲孔时要避免杂物落入孔内，在开始钻进时进尺不宜过快，正常控制在1m/h，相应地锤头冲程要短，但冲击次数要密集一些，经过轻冲击的开孔阶段之后，即开始正常冲孔，可加快速度。强风化、中风化岩层通常是不平整的，也可能为斜面，因此在钻头刚接触岩面时，极易产生偏斜。施工前先和班组成员做技术交底，挑选施工经验丰富的班组成员，在钻头接触岩面时，试着冲击几阵，如果岩层存在斜面和不平之处，提起钻头，向孔底投下填料石将其补平，然后低锤快打，造成一个小范围平面，方可继续冲孔。在进入持力层时，立即捞出岩样请监理和地勘单位进行鉴定，鉴定符合要求后每0.3~0.5m取一次岩样请监理和地勘单位鉴定一次，直至岩性满足设计的终孔条件，报监理和地勘单位进行终孔验收。

2.3.2 钢筋笼制作和吊装

（1）钢筋笼制作。所用钢材等原料在使用前按规范要求送检。在钢筋笼制作之前，施工员对钢筋班组成员进行技术交底，钢筋笼制作应严格按照相关规范及图纸进行。在放置钢筋笼时，应确保主筋混凝土防护层厚度，避免出现露筋现象。在制作完毕后，要对隐蔽工程进行检查，通过验收后方可进行吊装。

（2）钢筋笼吊装。起重时应合理设置吊点，以避免钢筋笼发生变形。使用起重机时，应设置4~6个起重点，并在钢筯笼下料之前进行。吊点加强焊接，保证起重稳定。钢筋笼放入时，施工员到场，监理人员进行旁站，以保证钢筋笼桩顶标高符合设计要求。钢筋笼吊装完毕至浇筑混凝土的时间间隔不能超过4h。

2.3.3 混凝土浇筑

在下导管时，应仔细检查每一节导管，接头处应用密封环，确保其密封牢固，导管基部与孔底相距300~500mm，在混凝土浇筑之前，对泥浆性质进行严格控制。黏度在20~25s，砂率小于8%；商品混凝土品质（和易性、坍落度）及检测次数符合要求。具体施工过程如下。

（1）第二次清孔。在第一次清孔后，由于安装钢筋笼及导管一般需要约1h，因此须进行第二次清孔，确保沉渣厚度符合设计要求后方可灌注混凝土。

（2）混凝土浇筑。现在的工程项目基本是采用商品混凝土，每车混凝土随机抽样测量一次坍落度并记录。为保证首灌混凝土量达到规范要求，料斗的大小须通过计算确定，首灌混凝土灌注高度不小于800mm，使混凝土导管底端离桩孔底部300mm且埋管深度不小于500mm，之后连续灌入混凝土。水下混凝土灌注过程中，要严格地控制埋管深度，尤其是导管从混凝土液面拔出，避免发生断桩事故。必须严格控制埋管深度在2~6m范围内，严禁导管拔空。在混凝土面到达设计桩顶标高后，需超灌800mm的浮浆层。

2.4 施工注意事项

（1）现场需加强原材料送检工作，需严格执行送检制度，各种材料不得遗漏，如遇不合格材料坚决不得进场使用，水泥、钢筋均出具出厂合格证明和性能试验报告等，混凝土根据现场做配合比试验，不得直接套用配合比。

（2）钢筋笼的绑扎、焊接须符合设计要求，主筋数量与图纸一致。

（3）钢护筒的设置、泥浆的制备、一次清孔、二次清孔要有专人负责，杜绝缩径、夹渣、偏斜等质量通病的产生。

（4）当出现突发状况导致桩基停止工作时，应派专人补浆，防止塌孔事故。

（5）终孔后要及时灌注混凝土，不得过夜，以免造成缩径、塌孔等质量事故。

（6）测绳定期用钢尺校正，当更换测绳时要随时用钢尺校正。

（7）混凝土灌注时，要防止钢筋笼上浮，必须对钢筋笼采取固定措施，同时在混凝土灌注到相应位置时，要多次拔管，使导管埋深保持在2m左右。

（8）混凝土灌注结束，在初凝时即割断吊绳，使钢筋笼不影响混凝土的收缩及钢筋与混凝土的粘结。

（9）浇筑结束后要及时用水清洗导管，要经常检查管壁、法兰盘，随时清除砂眼、接口变形等隐患，要及时更换破损的胶垫和连接螺栓。

（10）如遇混凝土长时间停滞未能灌注，应以废料处理，商混站重发新料。

（11）坍落度试验应符合规范要求，正常情况每台班一次，并检测砂石含水量、水灰比和坍落度。

（12）如桩基灌注量小于50m³则做一组混凝土抗压试件，灌注量超过51m³的桩每根桩做抗压试块二组。

（13）保护好测量控制点，经常性地使用不同仪器进行复测。

（14）做好施工记录和各项原始记录工作，做到资料同步，完工时资料齐全并及时整理归档，成孔记录和灌注记录可留下带水印的影像资料，以一桩一档的形式存档。

2.5 关键工序质量控制措施

（1）钻机定位：钻机就位后，必须进行复查，应保证设备的稳定和安全性，为保证其安全行走和操作，可在场地铺设钢板或垫木，钻头中心点与桩位中心点的偏差控制不得超过20mm[4]。

（2）钻进成孔：在钻进过程中，当遇到斜孔、塌孔及护筒冒浆、失稳时，立即暂停施工，查明原因排除隐患后才可继续施工。

（3）桩身垂直度控制：桩身的垂直偏差不超过1%，以基准点为标准，放出轴线并在地面设置控制网，以保证桩位截面尺寸的正确。每进尺一定深度随即检查一次，如有偏差时，立即纠正。

（4）钢筋笼的成型组装与吊放：钢筋笼超过9m时，为防止吊装时扭曲变形，在主筋内侧每隔2m左右设一道直径16mm加劲箍筋（以图纸为准），在吊点处及1m范围内处增加直径8mm加密螺旋箍加强强度（以图纸为准），与主筋焊接牢固形成钢筋笼骨架。钢筋笼一般以9m为一节制作，钢筋笼使用吊装设备吊放入孔内先固定位置后再焊接，焊接接头错开。

（5）水下混凝土质量控制：现阶段基本是商混站供应混凝土。混凝土原材料进场时，供方应按规定批次向需方提供质量证明文件。质量证明文件应包括型式检验报告、出厂检验报告与合格证等，外加剂产品还应提供使用说明书。

原材料进场后，应按规定进行进场检验。

（6）导管的使用：导管的壁厚不小于4mm，直径宜为250mm，直径制作的偏差不得超过1mm，以上数值根据现场实际情况再调整。导管的每节长度按施工要求确定，底管长度不宜小于4m。导管使用前要应试拼装、试压。每次灌注后对导管内外进行清洗。

（7）桩身混凝土的保证措施：与普通混凝土不同，水下混凝土必须另行配制配合比，按水下混凝土施工技术要求，增加水泥用量将混凝土提高一级强度等级。

（8）二次清孔：钢筋笼吊装完毕后，立即进行二次清孔，并应进行孔位、孔径、垂直度、孔深、沉渣厚度等检查，合格后应立即灌注混凝土。

应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.80m，凿除超灌的部分后必须保证露出的桩顶混凝土强度等级达到设计要求。

（9）注浆：注浆器下部伸至桩底端，沿钢筋笼对称设置。成桩后2~30d内注浆，采用42.5级普通硅酸盐水泥。注浆一般分二次进行，第一次注浆完毕后暂停2h，待水泥初凝，再进行第二次注浆。注浆压力达到上限值时可停止，具体以实际情况为准。

（10）桩基质量检测：目前桩基质量的检测手段有高应变检测、低应变法检测、基桩声波透射法检测、单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验等，现场可根据设计要求做相应的检测。

若经以上检测后仍对桩基质量有疑问可进行钻芯。钻穿桩底后，应钻入桩底岩层达到设计要求，并取芯样，观察芯样的沉渣厚度。每根钻芯桩按规范取混凝土芯样和桩底岩芯样进行单轴抗压强度试验。

3 结束语

冲孔灌注桩施工技术相对比较复杂，造价也很高，广泛地用于地质条件恶劣的建筑施工中。为提高施工质量，需对施工现场进行细致地分析，消除各种不利影响并严格按照规范与设计要求进行放样、清孔、钢筋笼制作、浇筑混凝土等，这样才能保证桩基整体质量，从而确保房屋的使用功能以及保障人民生命和财产安全。