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【摘要】冲孔灌注桩具有穿透能力强、单桩承载力高等特点，广泛应用于高层建筑的基础中，在岩溶发育地区，其应用也愈来愈广泛。在岩溶区进行桩基施工，较之其他地基类型，其单桩承载力及完整性要求较高，对施工控制更为复杂。如何控制好岩溶地区的灌注桩质量，本文结合工程实例，提出了施工过程中的各阶段的施工控制方法。
【关键词】工程概况；工序流程；冲孔前；质量控制
1. 工程概况
（1）某工程位于浙江省某市，用地面积33861.28m2，总建筑面积133051平方米，北侧中间主楼地上16层，两侧主楼为地上12层，地下室为2层。根据前期场地岩土工程勘察发现，本工程的现场地质条件特别复杂，场地内地基存在大量溶洞，且见洞率高达94%，溶洞位置在埋深31.70～56.50处，溶洞上部有中等风化灰岩。
（2）按照上述情况，设计采用冲孔灌注桩基础，直径600～1000mm，纯地下部分设置抗拔桩，抗拔桩采用D600～800m钻孔灌注桩，桩端持力层为中风化凝灰岩和中风化灰岩。要求桩端穿越溶洞进入稳定的桩端持力层不小于1倍桩径，设计桩长约30～50米。
2. 施工工序流程（见图1）
图1施工工序流程3. 冲孔前的准备工作
3.1超前钻。
（1）施工前进行超前钻，采用一桩一探查明桩端下石灰岩的溶洞发育及分布情况；掌握溶洞所在大概位置，并根据相邻超前钻资料推断其范围大小。所有钻孔孔位及高程均由项目部专业测量工程师按照设计图纸测量定位。
（2）根据超前钻孔质量，绘制桩端持力层顶、底板地形等高线控制图，绘制桩基岩层埋深、厚度、岩溶发育情况推算图等，以便进行工程质量监控和记录。
3.2技术交底。
（1）依据超前钻资料，确定每根桩的桩身长度，入岩深度，绘制每个孔位的地质柱状图，以书面交底的方式将地质柱状图发放到现场管理人员、钻机机长、具体操作人员，并组织相关人员进行学习。在每根桩冲孔之前由现场技术人员向具体操作人员口头再次强调，使现场施工人员了解溶洞所在位置、范围大小、充填情况，了解溶洞冲孔过程中可能出现的危险，制定抢险应急方案，优先确保人员安全。
（2）依据超前钻资料推断桩身溶洞大小，桩与桩之间可能存在溶洞贯通情况，施工前编制桩基冲孔计划，避免同一溶洞上同时冲击两根桩，避免相邻桩成孔、灌注时的相互干扰。
3.3材料机械。
（1）在冲孔之前，备足成孔用水、粘土、片石、泥浆、水泥等必备材料，确保溶洞击穿时迅速补水、补浆，预防塌孔，并及时抛填粘土、片石，以恢复正常冲孔作业。粘土、片石等必备材料必须堆放在桩孔附近，冲孔遇到溶洞时能及时的回填。
（2）用于抛填填充物的机具在施工过程中应随时待命，如挖掘机、铲车、吊车等，以免发生险情无法及时实行溶洞处理措施，造成不必要的人员伤亡及财产损失。
3.4现场场地。施工现场应由施工单位平整完毕，根据地形情况进行合理安排，包括：桩机分布，泥浆池留设，泥浆沟走向，便道，水、电、材料运输堆放，钢筋棚制作加工场地等工作都要全面考虑，综合布置安排，必须满足施工的需要。
4. 施工过程的质量控制
4.1桩位放样定位检测。测放桩位采用精密度高、性能良好的测量仪器，对每根桩桩位放样进行校核，对护筒埋设、钻机就位进行复核，保证桩位放样定位准确，校核桩机就位后钻机平台标高、钻机导轨标高（孔口标高），以控制钻孔深度。
4.2成孔。成孔质量是冲孔灌注桩施工的关键，如果控制得不好，将会影响到成桩的质量。
（1）桩机就位后，机台要稳固，平整，钻头中心、护筒中心能够成一直线，确保桩机在施工中不发生倾斜、移位。钻进过程中，应经常检查钻（冲）机平台的水平状况和钻（冲）机门架的垂直稳定状况，尤其是在冲击岩层时，如由于岩面倾斜，偏斜过大时，要求控制成孔速度，慢速提升下降往复扫孔纠正，控制冲孔垂直度在规范规定的范围内（≤l%）。
（2）开孔4～5m时采用“低冲程、少水量”，以防止冲程过大产生强烈振动造成护简松动漏浆、击打桩机移位和孔口倒塌的情况发生。冲孔必须准确控制钢绳长度，避免打空锤。一般不宜采用高冲程，以免扰动孔壁，引起塌孔、扩孔或卡钻事故。
（3）泥浆护壁。在冲孔过程中，泥浆的回流则主要为落差流回沉淀池，经筛分、检测后导流至泥浆池，以便循环使用。冲孔桩在成孔过程中，泥浆具有护壁、排碴、冷却机具和切土、润滑作用。本工程主要采用原土造浆，如泥浆指标达不到要求时，拟采用优质黏土及膨润土配制泥浆。泥浆指标控制范围：比重1.1～1.25g/cm3，黏度18～22s，含砂率不大于8%，胶体率不小于90%；在砂层中泥浆指标可适当加大。为能及时补充因遇到溶洞或土洞时而造成的大的失浆量，保证施工安全，除按要求设置足够数量的泥浆池外，各泥浆池在施工过程中必须保证有足够储量的泥浆，并在现场配置足够的泥浆泵和供浆胶管，以保证一旦遇到溶洞或土洞而造成的失浆量突增时能及时抽调各地的泥浆进行补充救急。
4.3终孔条件和判断。由于场地岩溶发育，岩面凹凸不平，必须确保桩端进入稳定岩层。
（1）根据超前钻勘察资料确定的岩层埋深来初步确定进入岩面的深度。
（2）根据掏渣筒取上来的土渣岩样进行对比，来进一步确定进入岩面深度。
（3）根据桩机的进尺速度变化，钻进过程是否跳动、平稳等现象来最后确定钻机是否进入稳定岩面。在确定了桩孔已进入稳定岩面，孔深必须满足超前钻地质资料确定的稳定岩层深度，界面进入稳定岩层深度≥500mm，倾斜岩面，必须保证最浅一侧的嵌岩深度满足要求，方可终孔。
4.4清孔。为满足混凝土灌注的需要与满足规范要求的沉渣厚度，成孔之后，需要将底部沉渣清出，并降低泥浆比重，达到规范要求的沉渣厚度和泥浆比重。因为安放钢筋笼所需时间较长，原来悬浮在泥浆中的石渣会再次沉到桩底，所以在钢筋笼安装后，应再次测定沉渣厚度与泥浆比重，如不符合规定要求，应进行二次清孔。
4.5钢筋笼的制作和安放。钢筋笼在现场制作，钢筋笼主筋搭接采用焊接，箍筋与主筋梅花点焊。主筋与加劲箍100%点焊牢固。钢筋笼制作完成后，须通过监理验收后方可吊放。若钢筋笼较小，利用履带吊机进行安放，若钢筋笼过长时可分段制作和吊装，两段钢筋笼的主筋须错开搭接，焊接对接，搭接长度应符合设计要求。吊装钢筋笼时，要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼吊运时采取适当措施防止扭转、弯曲。钢筋笼下沉到设计位置后，立即固定。钢筋笼不到孔底者，为防止灌注混凝土时上浮，采取钢筋笼加吊筋与护筒联接的定位措施，在浇灌水下混凝土时控制好埋管深度。不宜埋管过深。为了保证钢筋的保护层厚度，设置定位钢筋环。钢筋笼安装完毕时，会同监理工程师对该桩进行隐蔽工程验收，合格后及时灌注混凝土。
4.6混凝土浇筑。砼灌注过程中，导管埋深宜控制在3～5m，灌注时防止堵管。起拔导管前由专人负责测量砼面高度，以防导管底端提离砼面而发生断桩。砼灌注必须连续施工，不得中断。砼超灌量按照大于在一倍桩径控制，以使桩顶砼凿除后，能保证设计的桩身砼质量。提拔导管时严禁碰撞钢筋笼，如出现上浮应及时采取措施处理。商品砼应检测其坍落度及其数量，核对其质保书。成桩的试块每根桩1组，拆摸前标明制作日期、桩号、砼强度等级，因本工程溶洞多，且大小不同，砼的充盈系数一般多超出规范要求，监理在旁站过程中，对砼方量要准确计量。
5. 结语
冲孔灌注桩从成孔到成桩的各个环节中，特别是穿过溶洞时，都可能会引起灌注桩的质量事故，这就要求现场管理人员、操作人员提高责任心，密切监测，做好预防工作，尤其在桩基工程开工前做好各项准备工作，认真审查地质勘探资料和设计文件、实行会审和技术交底制度，抓好每一个施工环节的质量，将隐患消除在成桩之前，尽量避免事故发生，保质、保量地完成桩基施工任务。
[文章编号]1006-7619（2013）04-15-313
【关键词】工程概况；工序流程；冲孔前；质量控制
1. 工程概况
（1）某工程位于浙江省某市，用地面积33861.28m2，总建筑面积133051平方米，北侧中间主楼地上16层，两侧主楼为地上12层，地下室为2层。根据前期场地岩土工程勘察发现，本工程的现场地质条件特别复杂，场地内地基存在大量溶洞，且见洞率高达94%，溶洞位置在埋深31.70～56.50处，溶洞上部有中等风化灰岩。
（2）按照上述情况，设计采用冲孔灌注桩基础，直径600～1000mm，纯地下部分设置抗拔桩，抗拔桩采用D600～800m钻孔灌注桩，桩端持力层为中风化凝灰岩和中风化灰岩。要求桩端穿越溶洞进入稳定的桩端持力层不小于1倍桩径，设计桩长约30～50米。
2. 施工工序流程（见图1）
图1施工工序流程3. 冲孔前的准备工作
3.1超前钻。
（1）施工前进行超前钻，采用一桩一探查明桩端下石灰岩的溶洞发育及分布情况；掌握溶洞所在大概位置，并根据相邻超前钻资料推断其范围大小。所有钻孔孔位及高程均由项目部专业测量工程师按照设计图纸测量定位。
（2）根据超前钻孔质量，绘制桩端持力层顶、底板地形等高线控制图，绘制桩基岩层埋深、厚度、岩溶发育情况推算图等，以便进行工程质量监控和记录。
3.2技术交底。
（1）依据超前钻资料，确定每根桩的桩身长度，入岩深度，绘制每个孔位的地质柱状图，以书面交底的方式将地质柱状图发放到现场管理人员、钻机机长、具体操作人员，并组织相关人员进行学习。在每根桩冲孔之前由现场技术人员向具体操作人员口头再次强调，使现场施工人员了解溶洞所在位置、范围大小、充填情况，了解溶洞冲孔过程中可能出现的危险，制定抢险应急方案，优先确保人员安全。
（2）依据超前钻资料推断桩身溶洞大小，桩与桩之间可能存在溶洞贯通情况，施工前编制桩基冲孔计划，避免同一溶洞上同时冲击两根桩，避免相邻桩成孔、灌注时的相互干扰。
3.3材料机械。
（1）在冲孔之前，备足成孔用水、粘土、片石、泥浆、水泥等必备材料，确保溶洞击穿时迅速补水、补浆，预防塌孔，并及时抛填粘土、片石，以恢复正常冲孔作业。粘土、片石等必备材料必须堆放在桩孔附近，冲孔遇到溶洞时能及时的回填。
（2）用于抛填填充物的机具在施工过程中应随时待命，如挖掘机、铲车、吊车等，以免发生险情无法及时实行溶洞处理措施，造成不必要的人员伤亡及财产损失。
3.4现场场地。施工现场应由施工单位平整完毕，根据地形情况进行合理安排，包括：桩机分布，泥浆池留设，泥浆沟走向，便道，水、电、材料运输堆放，钢筋棚制作加工场地等工作都要全面考虑，综合布置安排，必须满足施工的需要。
4. 施工过程的质量控制
4.1桩位放样定位检测。测放桩位采用精密度高、性能良好的测量仪器，对每根桩桩位放样进行校核，对护筒埋设、钻机就位进行复核，保证桩位放样定位准确，校核桩机就位后钻机平台标高、钻机导轨标高（孔口标高），以控制钻孔深度。
4.2成孔。成孔质量是冲孔灌注桩施工的关键，如果控制得不好，将会影响到成桩的质量。
（1）桩机就位后，机台要稳固，平整，钻头中心、护筒中心能够成一直线，确保桩机在施工中不发生倾斜、移位。钻进过程中，应经常检查钻（冲）机平台的水平状况和钻（冲）机门架的垂直稳定状况，尤其是在冲击岩层时，如由于岩面倾斜，偏斜过大时，要求控制成孔速度，慢速提升下降往复扫孔纠正，控制冲孔垂直度在规范规定的范围内（≤l%）。
（2）开孔4～5m时采用“低冲程、少水量”，以防止冲程过大产生强烈振动造成护简松动漏浆、击打桩机移位和孔口倒塌的情况发生。冲孔必须准确控制钢绳长度，避免打空锤。一般不宜采用高冲程，以免扰动孔壁，引起塌孔、扩孔或卡钻事故。
（3）泥浆护壁。在冲孔过程中，泥浆的回流则主要为落差流回沉淀池，经筛分、检测后导流至泥浆池，以便循环使用。冲孔桩在成孔过程中，泥浆具有护壁、排碴、冷却机具和切土、润滑作用。本工程主要采用原土造浆，如泥浆指标达不到要求时，拟采用优质黏土及膨润土配制泥浆。泥浆指标控制范围：比重1.1～1.25g/cm3，黏度18～22s，含砂率不大于8%，胶体率不小于90%；在砂层中泥浆指标可适当加大。为能及时补充因遇到溶洞或土洞时而造成的大的失浆量，保证施工安全，除按要求设置足够数量的泥浆池外，各泥浆池在施工过程中必须保证有足够储量的泥浆，并在现场配置足够的泥浆泵和供浆胶管，以保证一旦遇到溶洞或土洞而造成的失浆量突增时能及时抽调各地的泥浆进行补充救急。
4.3终孔条件和判断。由于场地岩溶发育，岩面凹凸不平，必须确保桩端进入稳定岩层。
（1）根据超前钻勘察资料确定的岩层埋深来初步确定进入岩面的深度。
（2）根据掏渣筒取上来的土渣岩样进行对比，来进一步确定进入岩面深度。
（3）根据桩机的进尺速度变化，钻进过程是否跳动、平稳等现象来最后确定钻机是否进入稳定岩面。在确定了桩孔已进入稳定岩面，孔深必须满足超前钻地质资料确定的稳定岩层深度，界面进入稳定岩层深度≥500mm，倾斜岩面，必须保证最浅一侧的嵌岩深度满足要求，方可终孔。
4.4清孔。为满足混凝土灌注的需要与满足规范要求的沉渣厚度，成孔之后，需要将底部沉渣清出，并降低泥浆比重，达到规范要求的沉渣厚度和泥浆比重。因为安放钢筋笼所需时间较长，原来悬浮在泥浆中的石渣会再次沉到桩底，所以在钢筋笼安装后，应再次测定沉渣厚度与泥浆比重，如不符合规定要求，应进行二次清孔。
4.5钢筋笼的制作和安放。钢筋笼在现场制作，钢筋笼主筋搭接采用焊接，箍筋与主筋梅花点焊。主筋与加劲箍100%点焊牢固。钢筋笼制作完成后，须通过监理验收后方可吊放。若钢筋笼较小，利用履带吊机进行安放，若钢筋笼过长时可分段制作和吊装，两段钢筋笼的主筋须错开搭接，焊接对接，搭接长度应符合设计要求。吊装钢筋笼时，要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼吊运时采取适当措施防止扭转、弯曲。钢筋笼下沉到设计位置后，立即固定。钢筋笼不到孔底者，为防止灌注混凝土时上浮，采取钢筋笼加吊筋与护筒联接的定位措施，在浇灌水下混凝土时控制好埋管深度。不宜埋管过深。为了保证钢筋的保护层厚度，设置定位钢筋环。钢筋笼安装完毕时，会同监理工程师对该桩进行隐蔽工程验收，合格后及时灌注混凝土。
4.6混凝土浇筑。砼灌注过程中，导管埋深宜控制在3～5m，灌注时防止堵管。起拔导管前由专人负责测量砼面高度，以防导管底端提离砼面而发生断桩。砼灌注必须连续施工，不得中断。砼超灌量按照大于在一倍桩径控制，以使桩顶砼凿除后，能保证设计的桩身砼质量。提拔导管时严禁碰撞钢筋笼，如出现上浮应及时采取措施处理。商品砼应检测其坍落度及其数量，核对其质保书。成桩的试块每根桩1组，拆摸前标明制作日期、桩号、砼强度等级，因本工程溶洞多，且大小不同，砼的充盈系数一般多超出规范要求，监理在旁站过程中，对砼方量要准确计量。
5. 结语
冲孔灌注桩从成孔到成桩的各个环节中，特别是穿过溶洞时，都可能会引起灌注桩的质量事故，这就要求现场管理人员、操作人员提高责任心，密切监测，做好预防工作，尤其在桩基工程开工前做好各项准备工作，认真审查地质勘探资料和设计文件、实行会审和技术交底制度，抓好每一个施工环节的质量，将隐患消除在成桩之前，尽量避免事故发生，保质、保量地完成桩基施工任务。
[文章编号]1006-7619（2013）04-15-313