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[摘 要]随着现代科技的进步，灌注桩技术得到了快速的发展，冲孔灌注桩作为灌注桩技术的一种形式，因其承载力高、安全性好能适应各种复杂的地质条件而广泛应用于现代建筑工程中。本文结合某工程的基础施工为例，阐述了冲孔灌注桩施工的规范化操作、工程质量的控制和复杂地质环境中的溶洞处理技术，以期为相类似工程提供参考。
[关键词]冲孔灌注桩 施工工艺 质量控制 溶洞处理技术
中图分类号：TH165+.4文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
0前言
在建设工程基础施工过程中，冲孔灌注桩因其具有承载力高，施工简单，噪音低，安全性好以及能适应复杂地质条件和不同规模的建筑物等优点而被广泛应用。但是，目前在冲孔灌注桩施工过程中普遍存在着各种不规范的操作问题，对工程质量有着很大的影响。因此，规范化施工操作的方法以及相应的预防应急措施，对于冲孔灌注桩施工有着重要的意义，不仅可以保证的施工安全，还能有效提高工程质量。
1 工程概况
某工程地上建筑面积 20272 m2，地下建筑面积 5236m2。17 層/地下 1层，建筑高度 53.4m。地下室层高为 5.2m；首层层高均为 5.1m，标准层层高均为3.0m。采用C30钢筋混凝土冲孔灌注桩，设计桩径有Φ800、Φ1000 、Φ1200、Φ1400共4种。设计桩长约10～22米。
拟建场地地下水主要有潜水和岩溶裂隙水两种。稳定水位埋深介于2.85～4.10m。根据地质勘探报告，大部分桩施工中会遇到溶洞，且桩端持力层为中风化石灰岩，施工条件极为复杂。
2 冲孔灌注桩施工工艺
2.1 冲击钻孔工艺
钻孔采用冲击钻机成孔，先用直径0.5m的钻头进行钻进，钻进到设计深度，再用冲击锤上下反复冲击。钻孔过程中采用泥浆护壁，泥浆由水、红黏土组成，其中黏土塑性指数>25，粒径<0.005mm，含量大于50%。为了保证邻孔已灌注混凝土的质量，桩间孔距保持在5m以上，小于5m应待其混凝土应达到设计强度的70%以上方可进行钻孔施工。
2.2 清孔工艺
钻孔深度达到设计标高后，应先对孔深、孔位、孔径和孔底土质、入岩深度、嵌岩深度进行检查，符合设计要求后方可清孔。清孔时必须注意孔内水头，防止钻孔坍塌，利用循环泥浆排出孔底沉渣，清孔时泥浆的密度要控制在1.2～1.4，稠度为22～30s，含砂率小于6%。排渣过程重点是控制好泥浆密度，并要保持护筒内的浆面高度。
2.3 钢筋笼安装工艺
为保证钢筋笼安装时与护筒间距位置准确，在钢筋骨架上每隔2m（即在加强箍筋位置）沿圆周等距离焊接在主筋上4根直径为12mm限位钢筋。待钢筋笼中心与桩位中心重合后，先将第1节吊装入孔就位，用2根圆管或槽钢搭在孔顶，将钢筋笼吊住。用2根圆管架在护筒上，再用圆管顶住最上层的加强箍筋，防止浇筑混凝土时钢筋笼起浮。待钢筋笼吊装完毕后，应测量顶面和底面是否符合设计标高。
2.4 水下混凝土浇筑工艺
水下混凝土浇筑前应先进行水密试验，本工程混凝土设计强度等级为C30，施工配制坍落度为190～210mm，采用导管法浇筑。施工中先将灌注架对准孔口中心，垫平，使导管垂直缓慢下到预定位置后再进行浇筑。导管连接要有密封圈，拧紧，不得漏水漏气，漏斗与导管连接要牢靠，管底距孔底为0.25～0. 40m。
3 冲孔灌注桩施工质量控制措施
3.1 孔的垂直度
钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环，为避免钻孔倾斜，在定点放线后，应在垂直桩的方向上埋设一组十字形交叉线以控制桩位。在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜要及时纠正。如遇地基不均匀、土层倾斜分布或土层中夹有孤石、其他硬物的情况，施工前必须作好相应的施工措施。
3.2 测量孔深
施工过程中每根桩都需要进行见岩、入岩、沉渣等验收，测量验收精确度尤为重要，测量过程中应注意如下几点。
（1）测量有误差，达不到设计深度，一般是由测绳收缩或断裂引起的[1]。本工程采用细钢丝测绳，并在施工现场对测绳设置长度标记，在每次终孔测量前，需对测绳进行核准。
（2）钻孔入岩深度达不到设计要求，多是由于地层分布不均匀，如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致的。有效的控制措施是采用岩样鉴别法，应重视对每个桩的入岩和终孔的岩样的检查。
3.3 泥浆
在钻孔灌注桩的施工中，泥浆质量对成孔质量和桩的承载能力有着重要的影响。若泥浆质量差，则会产生如下后果：
（1）难以形成护壁泥膜或形成的泥皮黏附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差。
（2）如果泥浆稠度大、密度大，含砂率高，则使形成的泥皮质量差、厚度大，会降低桩的侧摩阻力。
（3）稠浆在钢筋笼钢筋上沉积粘附，导致钢筋与混凝土握裹力降低。泥浆密度过大，使得混凝土水下灌注阻力增大，降低混凝土的流动半径，使混凝土骨料大部分堆积在桩芯部位，而钢筋笼外几乎无骨料，不仅影响桩身质量还会减小桩的侧摩阻力。
3.4 断桩
（1）断桩成因分析
①由于导管底端距孔底过远，混凝土被稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充[2]。
②受地下水活动的影响或导管密封不良，混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体。
③由于在浇筑混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面。或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象。
（2）采取防治措施：
①成孔后，认真清孔，时间应根据孔内沉渣情况而定。清孔后及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。
②灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首批混凝土灌注量。混凝土浇筑过程中，随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管准确可靠，并严格遵守操作规程。
③严格确定混凝土配合比。混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失和凝结时间满足灌注要求。④确保导管的密封性。导管的拆卸长度根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。灌注混凝土从导管内灌入，灌注过程要连续。
④在地下水活动较大的地段，事先用套管或水泥浆进行处理，止水成功后再进行灌注混凝土。
4 溶洞处理技术研究
在有溶洞或断裂带的部位，如使冲击灌注桩击穿溶洞、断裂带或者采用填充方法均不能阻止漏浆造成塌孔，因此采用钢护筒穿过溶洞至少1米后，再进行冲孔作业，如在孔深达到钢护筒底时出现漏浆情况，则表明溶洞封堵不严，应及时回填黄泥及片石，不会漏浆后，继续加长护筒，延长防护深度。在溶洞附近位置冲进过程中，适当提高泥浆浓度，以提高泥浆护壁的稳定性。
在冲孔过程中密切观察泥浆液面变化，如出现泥浆面突然下降时，应马上将桩锤提起，同时向桩孔补充泥浆，抛填片石和黄泥并及时通知现场管理人员和项目负责人，组织应急小组进行抢险。直至泥浆面稳定。
5 结束语
综上所述，冲孔灌注桩作为工程基础的重要组成部分，对工程的结构安全有着重要的影响。因此，在冲孔灌注桩施工过程中时，应制定科学的施工方案，重视各个工序的规范化施工，并严格把关各施工段检测及质量控制措施，对施工过程中潜在施工问题应及早制定应急措施；同时，努力提高施工人员的专业技能，确保工程建设施工的能保质保量的完成。
参考文献
[1] 周易文.冲击成孔灌注桩成孔工艺的探讨[J].科技情报开发与经济， 2008，（08）.
[2] 石瑞先.冲击成孔灌注桩施工技术[J].工程质量，2010，（S1）.
[关键词]冲孔灌注桩 施工工艺 质量控制 溶洞处理技术
中图分类号：TH165+.4文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
0前言
在建设工程基础施工过程中，冲孔灌注桩因其具有承载力高，施工简单，噪音低，安全性好以及能适应复杂地质条件和不同规模的建筑物等优点而被广泛应用。但是，目前在冲孔灌注桩施工过程中普遍存在着各种不规范的操作问题，对工程质量有着很大的影响。因此，规范化施工操作的方法以及相应的预防应急措施，对于冲孔灌注桩施工有着重要的意义，不仅可以保证的施工安全，还能有效提高工程质量。
1 工程概况
某工程地上建筑面积 20272 m2，地下建筑面积 5236m2。17 層/地下 1层，建筑高度 53.4m。地下室层高为 5.2m；首层层高均为 5.1m，标准层层高均为3.0m。采用C30钢筋混凝土冲孔灌注桩，设计桩径有Φ800、Φ1000 、Φ1200、Φ1400共4种。设计桩长约10～22米。
拟建场地地下水主要有潜水和岩溶裂隙水两种。稳定水位埋深介于2.85～4.10m。根据地质勘探报告，大部分桩施工中会遇到溶洞，且桩端持力层为中风化石灰岩，施工条件极为复杂。
2 冲孔灌注桩施工工艺
2.1 冲击钻孔工艺
钻孔采用冲击钻机成孔，先用直径0.5m的钻头进行钻进，钻进到设计深度，再用冲击锤上下反复冲击。钻孔过程中采用泥浆护壁，泥浆由水、红黏土组成，其中黏土塑性指数>25，粒径<0.005mm，含量大于50%。为了保证邻孔已灌注混凝土的质量，桩间孔距保持在5m以上，小于5m应待其混凝土应达到设计强度的70%以上方可进行钻孔施工。
2.2 清孔工艺
钻孔深度达到设计标高后，应先对孔深、孔位、孔径和孔底土质、入岩深度、嵌岩深度进行检查，符合设计要求后方可清孔。清孔时必须注意孔内水头，防止钻孔坍塌，利用循环泥浆排出孔底沉渣，清孔时泥浆的密度要控制在1.2～1.4，稠度为22～30s，含砂率小于6%。排渣过程重点是控制好泥浆密度，并要保持护筒内的浆面高度。
2.3 钢筋笼安装工艺
为保证钢筋笼安装时与护筒间距位置准确，在钢筋骨架上每隔2m（即在加强箍筋位置）沿圆周等距离焊接在主筋上4根直径为12mm限位钢筋。待钢筋笼中心与桩位中心重合后，先将第1节吊装入孔就位，用2根圆管或槽钢搭在孔顶，将钢筋笼吊住。用2根圆管架在护筒上，再用圆管顶住最上层的加强箍筋，防止浇筑混凝土时钢筋笼起浮。待钢筋笼吊装完毕后，应测量顶面和底面是否符合设计标高。
2.4 水下混凝土浇筑工艺
水下混凝土浇筑前应先进行水密试验，本工程混凝土设计强度等级为C30，施工配制坍落度为190～210mm，采用导管法浇筑。施工中先将灌注架对准孔口中心，垫平，使导管垂直缓慢下到预定位置后再进行浇筑。导管连接要有密封圈，拧紧，不得漏水漏气，漏斗与导管连接要牢靠，管底距孔底为0.25～0. 40m。
3 冲孔灌注桩施工质量控制措施
3.1 孔的垂直度
钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环，为避免钻孔倾斜，在定点放线后，应在垂直桩的方向上埋设一组十字形交叉线以控制桩位。在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜要及时纠正。如遇地基不均匀、土层倾斜分布或土层中夹有孤石、其他硬物的情况，施工前必须作好相应的施工措施。
3.2 测量孔深
施工过程中每根桩都需要进行见岩、入岩、沉渣等验收，测量验收精确度尤为重要，测量过程中应注意如下几点。
（1）测量有误差，达不到设计深度，一般是由测绳收缩或断裂引起的[1]。本工程采用细钢丝测绳，并在施工现场对测绳设置长度标记，在每次终孔测量前，需对测绳进行核准。
（2）钻孔入岩深度达不到设计要求，多是由于地层分布不均匀，如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致的。有效的控制措施是采用岩样鉴别法，应重视对每个桩的入岩和终孔的岩样的检查。
3.3 泥浆
在钻孔灌注桩的施工中，泥浆质量对成孔质量和桩的承载能力有着重要的影响。若泥浆质量差，则会产生如下后果：
（1）难以形成护壁泥膜或形成的泥皮黏附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差。
（2）如果泥浆稠度大、密度大，含砂率高，则使形成的泥皮质量差、厚度大，会降低桩的侧摩阻力。
（3）稠浆在钢筋笼钢筋上沉积粘附，导致钢筋与混凝土握裹力降低。泥浆密度过大，使得混凝土水下灌注阻力增大，降低混凝土的流动半径，使混凝土骨料大部分堆积在桩芯部位，而钢筋笼外几乎无骨料，不仅影响桩身质量还会减小桩的侧摩阻力。
3.4 断桩
（1）断桩成因分析
①由于导管底端距孔底过远，混凝土被稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充[2]。
②受地下水活动的影响或导管密封不良，混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体。
③由于在浇筑混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面。或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象。
（2）采取防治措施：
①成孔后，认真清孔，时间应根据孔内沉渣情况而定。清孔后及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。
②灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首批混凝土灌注量。混凝土浇筑过程中，随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管准确可靠，并严格遵守操作规程。
③严格确定混凝土配合比。混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失和凝结时间满足灌注要求。④确保导管的密封性。导管的拆卸长度根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。灌注混凝土从导管内灌入，灌注过程要连续。
④在地下水活动较大的地段，事先用套管或水泥浆进行处理，止水成功后再进行灌注混凝土。
4 溶洞处理技术研究
在有溶洞或断裂带的部位，如使冲击灌注桩击穿溶洞、断裂带或者采用填充方法均不能阻止漏浆造成塌孔，因此采用钢护筒穿过溶洞至少1米后，再进行冲孔作业，如在孔深达到钢护筒底时出现漏浆情况，则表明溶洞封堵不严，应及时回填黄泥及片石，不会漏浆后，继续加长护筒，延长防护深度。在溶洞附近位置冲进过程中，适当提高泥浆浓度，以提高泥浆护壁的稳定性。
在冲孔过程中密切观察泥浆液面变化，如出现泥浆面突然下降时，应马上将桩锤提起，同时向桩孔补充泥浆，抛填片石和黄泥并及时通知现场管理人员和项目负责人，组织应急小组进行抢险。直至泥浆面稳定。
5 结束语
综上所述，冲孔灌注桩作为工程基础的重要组成部分，对工程的结构安全有着重要的影响。因此，在冲孔灌注桩施工过程中时，应制定科学的施工方案，重视各个工序的规范化施工，并严格把关各施工段检测及质量控制措施，对施工过程中潜在施工问题应及早制定应急措施；同时，努力提高施工人员的专业技能，确保工程建设施工的能保质保量的完成。
参考文献
[1] 周易文.冲击成孔灌注桩成孔工艺的探讨[J].科技情报开发与经济， 2008，（08）.
[2] 石瑞先.冲击成孔灌注桩施工技术[J].工程质量，2010，（S1）.