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【摘要】 由于钻孔灌注桩成熟的施工a工艺及较低的造价已经成为我国常用基础类型，但由于受机械性能的局限，入岩基础施工仍然困难，所以钻（冲）两种机型配合施工既能相互取长补短，又能各尽其能，达到预期效果。
【关键词】 钻孔；冲孔；施工工艺
【中图分类号】 TU753.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727—5123（2012）04—019—02
1 工程概况
某办公大楼工程，建筑面积43374平方米，由主楼、裙楼两部分组成。其中主楼地下2层地上26层，框架核心筒结构，裙楼5层框架结构。设计桩型为钻孔灌注桩，抗压桩桩径，1000，桩端要求进入5—2层中分化岩层2.4M，抗拔桩桩径，800，桩端要求进入5—2层中分化岩层1.0M，总桩数138根，水下混凝土强度等级C40，桩基安全等级为一级。
根据工程地质勘察资料显示，场地地层由上往下依次为：杂填土（1—1）、素填土（1—2）、粉质粘土（2—1）、淤泥质粉质粘土夹粉土（2—2）、粉质粘土（2—3）、粉砂（3）、含砂粉细砂（4）、强风化泥质粉砂岩（5—1）、中风化泥质粉砂岩（5—2）。
2 桩基施工机械选择
前期施工中，共进场6台GPS—18（20）钻机。由于本工程地质情况比较复杂，④层中石英、长石、和云母含量偏高，钻进过程中，随着地质变化，进入4层时（57M左右），钻孔进尺非常缓慢，几乎每小时进尺2公分左右，且钻机的钻头耗损特别大，不断的提钻更换刀头。完成第一批6根工程桩单桩历时12天。采用现有的施工工艺即损耗时间又损耗机械设备，无法满足合同工期。为加快工程进度，提高工作效率，结合场地及地质水文条件，对现有施工工艺进行了改变，完成1根桩采用两台桩机设备流水施工，上部用钻孔机引孔，引至57米左右（进入4层面上），下部再用冲孔机进行冲击成孔（冲至设计深度），最后下导管灌注水下混凝土的施工方法。完成1根桩只需要4天左右。现场配备3台钻孔机、7台冲孔机，挖机、吊机各1台配合施工。
3 钻（冲）孔机械施工工艺及配合施工控制要点
3.1 施工准备。首先要求进行场地平整，设备进场后进行安装调试、检测备案，同时施工现场试运行，确保施工正常化。
3.2 开挖泥浆池。由于配合施工的特殊情况，现场泥浆池的开挖必须本着既不能在工程桩区域范围内，也要满足钻孔机与冲孔机循环使用，同时还要考虑到机械的移位，所以施工应统一布局，明确施工走向，以防出现窝工等现象。
3.3 测量放线。钻机机械与冲击机械配合施工的测量放线要求基本同钻机机械，所不同的是当冲孔机械二次就位时，必须再次进行复位检测，具体做法：首先第一次埋设护筒时，要求不仅在护筒外围打定位桩，同时要求在护筒内用红漆点标注，十字线拉好后，再用仪器进行校核。
3.4 埋设钢护筒。本工程考虑到钻孔机械成孔后，往往与冲孔钻机二次就位相隔时间较长容易造成孔口破坏，加之冲孔机械容易碰擦井口护筒，所以第一次埋设护筒时必须全部使用粘土夯实并且要求桩径，1000桩护筒埋设深度不低于1.5米，桩径，800桩护筒埋设深度不小于1.2米，冲孔机二次就位后，再进行仔细检查，发现井口护筒异常再用同样的方法进行补救，确保护筒稳固不变形。
3.5 钻孔。钻机就位，调整机座水平度及钻机垂直度，正侧面分别用线锤架观察，符合要求后即可开始钻进。钻进过程中，钻头具有一定的造浆作用，起到护壁作用，钻孔时要适当控制泥浆浓度和进尺速度，以利于孔壁光滑、垂直，不产生缩颈和坍孔现象。钻孔至57米左右后，钻机移到下一个桩位进行施工，用吊机吊装冲孔机就位。
3.6 冲孔。冲孔机就位后，调平桩机并利用机头上的线垂对准护筒中标识的十字线，符合要求后开始冲击。本工程采用卷扬机悬吊冲击钻头式冲击钻机（JKL6），钻头形式为十字钻头，锤头约5T重。冲孔过程中每1～2m检查一次成孔的垂直度情况，在进入岩面后每进尺100～500mm应清孔取样一次，直到中风化岩面。
3.7 一次清孔。在清孔过程中应注意控制泥浆的各项指标。
3.8 下钢筋笼及导管。钢筋笼按设计及规范要求制作，并均匀设置保护层垫块，同时在钢筋笼顶端根据笼顶设计标高与护筒标高差值焊接吊筋。要求钢筋平直、无局部弯折、表面洁净、无油渍、焊接长度满足规范要求等。钢筋笼制作完成后，用吊车吊放钢筋笼，在起吊过程中应避免钢筋笼变形，达到设计深度后调整好钢筋笼位置，将吊筋挂在护筒上。钢筋笼吊装完成后及时拼接吊装导管，导管必须进行气（水）密性试验，试验合格后方能下管，导管底距孔底距离300～500mm。
3.9 二次清孔。由于沉放钢筋笼和导管需要一定的时间，孔内的泥浆会发生沉淀现象，致使孔内下部产生沉渣，如不清除灌注混凝土会影响今后成桩的质量。所以，必须利用导管进行清孔，待置换出来的泥浆比重达到规范要求，孔底沉渣小于5cm即可灌注水下砼。
3.10 灌注水下混凝土。灌注水下混凝土采用内径为0.25m的刚性导管，容量为2m3的漏斗，二次清孔至混凝土浇筑的时间不得超过30min，否则重新清孔。灌注混凝土必须连续进行，并经常用测绳探测孔内混凝土高度，及时调整导管埋深，导管埋深控制在（2～6m）范围内，采用桩机卷扬机上的钢丝绳提升导管。当混凝土面接近和进入钢筋骨架时，保持导管较大埋深，放慢灌注速度，减少混凝土对钢筋笼的冲击，当混凝土面进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋笼骨架在导管下有一定的埋深。施工时应尽量减少拆管时间，灌注混凝土工作应控制在2小时之内完成，在灌注接近设计标高时，保持导管上端比护筒顶高2m左右，实际浇灌的混凝土高度应高出设计桩顶标高2m左右。
3.11 配合施工控制要点。钻孔与冲孔机械配合施工的关键要点：即钻孔机成孔的垂直度要求，泥浆浓度控制准，如果钻孔机桩孔倾斜度0.8%时，冲孔钻机就不便施工，所以在钻孔过程中，加以严格检查把关是很关键，每隔3～4小时要求检查一次钻机的水平情况，同时检查进尺，减慢进尺速度，并要求泥浆浓度一定控制在1.25～1.30之间。 冲孔机施工时，由于冲孔过程中的泥浆具有冷却钻头、润滑钻具、防止塌孔的作用，所以调制钻孔泥浆应根据情况来确定，如果泥浆太稀，冲孔机排渣能力小，形成大量的沉淀，既不利进尺，也影响护壁，而泥浆稠，又会消弱钻头冲击功能，也会降低钻进速度，控制范围：由于两种机械配合施工，成孔时间长，且成孔过程要求泥浆浓度高，所以在成孔验收应注意第一次清孔验收的标准，本工程采用正循环，总体来说虽然达到规范要求，但一次清孔时间太长，我们期间曾试用过反循环进行清孔，效果更为理想。
4 钻（冲）孔灌注桩常见质量通病及防治措施
4.1 钻孔偏斜。原因：①成孔机架机身组合时对中垂直度偏差大于1%；②钻头自身结构偏心；③开孔时进尺太快，孔型不直；④孔内障碍物或地层软硬不匀钻进时产生偏斜。主要预防措施及处理：①将机架重新安装牢固，并对导架进行水平和垂直校正，检修钻孔设备；②偏斜过大时，填入石子粘土，重新钻进，控制钻速，慢速提升下降往复扫孔纠正。
4.2 桩底沉渣量过多。原因：①清孔不干净或未二次清孔；②泥浆比重过小或泥浆注入量不足，难以将沉渣浮起；③钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；④清孔后待灌时间过长，致使泥浆沉积。主要预防措施及处理：①成孔后锤头提高距孔底10～20cm，随后清放卷扬，维持循环清孔时间不小于30分钟；②采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重及粘度，不要用水进行置换；③钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁；④下完钢筋笼，检查沉渣量，沉渣量若超过要求，则应进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度符合规范要求；⑤开始灌注时，导管底部至孔底的距离宜为30～40mm，应有足够的砼储备量，使导管一次埋入砼面1米以上，以利用砼巨大的冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。
4.3 卡钻（钻头）。原因：遇超大块石、岩面倾斜。主要预防措施及处理：①选用钻进硬质合金钻头，调整钻压、钻速；②加大泵量，增加排渣效果；③选用适量泥浆比重，确保泥皮护壁效果；④如果上述方法还不能提钻可采用孔内增加外力的方法，使钻头松动后再提钻。
5 结束语
总体来讲，在特殊地质条件情况下（土孔较深，岩层较厚及较硬）钻孔机与冲孔机配合施工仍不为一种理想配置。既能保证工程质量还能保证工程进度，解决了现有钻孔机械受机械性能局限无法顺利穿过部分厚硬岩层这一施工难题，在特殊地质地区的桩基施工中具有广泛的应用前景。虽有一定弊端，即施工配合交叉作业繁琐且相邻桩不能连续施工等，某些程度上也给施工带来了一定困难与较高要求。但只要通过精心组织与合理配合则钻（冲）孔两种机型配合施工，既能相互取长补短又能各尽其能，达到预期效果。
【关键词】 钻孔；冲孔；施工工艺
【中图分类号】 TU753.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727—5123（2012）04—019—02
1 工程概况
某办公大楼工程，建筑面积43374平方米，由主楼、裙楼两部分组成。其中主楼地下2层地上26层，框架核心筒结构，裙楼5层框架结构。设计桩型为钻孔灌注桩，抗压桩桩径，1000，桩端要求进入5—2层中分化岩层2.4M，抗拔桩桩径，800，桩端要求进入5—2层中分化岩层1.0M，总桩数138根，水下混凝土强度等级C40，桩基安全等级为一级。
根据工程地质勘察资料显示，场地地层由上往下依次为：杂填土（1—1）、素填土（1—2）、粉质粘土（2—1）、淤泥质粉质粘土夹粉土（2—2）、粉质粘土（2—3）、粉砂（3）、含砂粉细砂（4）、强风化泥质粉砂岩（5—1）、中风化泥质粉砂岩（5—2）。
2 桩基施工机械选择
前期施工中，共进场6台GPS—18（20）钻机。由于本工程地质情况比较复杂，④层中石英、长石、和云母含量偏高，钻进过程中，随着地质变化，进入4层时（57M左右），钻孔进尺非常缓慢，几乎每小时进尺2公分左右，且钻机的钻头耗损特别大，不断的提钻更换刀头。完成第一批6根工程桩单桩历时12天。采用现有的施工工艺即损耗时间又损耗机械设备，无法满足合同工期。为加快工程进度，提高工作效率，结合场地及地质水文条件，对现有施工工艺进行了改变，完成1根桩采用两台桩机设备流水施工，上部用钻孔机引孔，引至57米左右（进入4层面上），下部再用冲孔机进行冲击成孔（冲至设计深度），最后下导管灌注水下混凝土的施工方法。完成1根桩只需要4天左右。现场配备3台钻孔机、7台冲孔机，挖机、吊机各1台配合施工。
3 钻（冲）孔机械施工工艺及配合施工控制要点
3.1 施工准备。首先要求进行场地平整，设备进场后进行安装调试、检测备案，同时施工现场试运行，确保施工正常化。
3.2 开挖泥浆池。由于配合施工的特殊情况，现场泥浆池的开挖必须本着既不能在工程桩区域范围内，也要满足钻孔机与冲孔机循环使用，同时还要考虑到机械的移位，所以施工应统一布局，明确施工走向，以防出现窝工等现象。
3.3 测量放线。钻机机械与冲击机械配合施工的测量放线要求基本同钻机机械，所不同的是当冲孔机械二次就位时，必须再次进行复位检测，具体做法：首先第一次埋设护筒时，要求不仅在护筒外围打定位桩，同时要求在护筒内用红漆点标注，十字线拉好后，再用仪器进行校核。
3.4 埋设钢护筒。本工程考虑到钻孔机械成孔后，往往与冲孔钻机二次就位相隔时间较长容易造成孔口破坏，加之冲孔机械容易碰擦井口护筒，所以第一次埋设护筒时必须全部使用粘土夯实并且要求桩径，1000桩护筒埋设深度不低于1.5米，桩径，800桩护筒埋设深度不小于1.2米，冲孔机二次就位后，再进行仔细检查，发现井口护筒异常再用同样的方法进行补救，确保护筒稳固不变形。
3.5 钻孔。钻机就位，调整机座水平度及钻机垂直度，正侧面分别用线锤架观察，符合要求后即可开始钻进。钻进过程中，钻头具有一定的造浆作用，起到护壁作用，钻孔时要适当控制泥浆浓度和进尺速度，以利于孔壁光滑、垂直，不产生缩颈和坍孔现象。钻孔至57米左右后，钻机移到下一个桩位进行施工，用吊机吊装冲孔机就位。
3.6 冲孔。冲孔机就位后，调平桩机并利用机头上的线垂对准护筒中标识的十字线，符合要求后开始冲击。本工程采用卷扬机悬吊冲击钻头式冲击钻机（JKL6），钻头形式为十字钻头，锤头约5T重。冲孔过程中每1～2m检查一次成孔的垂直度情况，在进入岩面后每进尺100～500mm应清孔取样一次，直到中风化岩面。
3.7 一次清孔。在清孔过程中应注意控制泥浆的各项指标。
3.8 下钢筋笼及导管。钢筋笼按设计及规范要求制作，并均匀设置保护层垫块，同时在钢筋笼顶端根据笼顶设计标高与护筒标高差值焊接吊筋。要求钢筋平直、无局部弯折、表面洁净、无油渍、焊接长度满足规范要求等。钢筋笼制作完成后，用吊车吊放钢筋笼，在起吊过程中应避免钢筋笼变形，达到设计深度后调整好钢筋笼位置，将吊筋挂在护筒上。钢筋笼吊装完成后及时拼接吊装导管，导管必须进行气（水）密性试验，试验合格后方能下管，导管底距孔底距离300～500mm。
3.9 二次清孔。由于沉放钢筋笼和导管需要一定的时间，孔内的泥浆会发生沉淀现象，致使孔内下部产生沉渣，如不清除灌注混凝土会影响今后成桩的质量。所以，必须利用导管进行清孔，待置换出来的泥浆比重达到规范要求，孔底沉渣小于5cm即可灌注水下砼。
3.10 灌注水下混凝土。灌注水下混凝土采用内径为0.25m的刚性导管，容量为2m3的漏斗，二次清孔至混凝土浇筑的时间不得超过30min，否则重新清孔。灌注混凝土必须连续进行，并经常用测绳探测孔内混凝土高度，及时调整导管埋深，导管埋深控制在（2～6m）范围内，采用桩机卷扬机上的钢丝绳提升导管。当混凝土面接近和进入钢筋骨架时，保持导管较大埋深，放慢灌注速度，减少混凝土对钢筋笼的冲击，当混凝土面进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋笼骨架在导管下有一定的埋深。施工时应尽量减少拆管时间，灌注混凝土工作应控制在2小时之内完成，在灌注接近设计标高时，保持导管上端比护筒顶高2m左右，实际浇灌的混凝土高度应高出设计桩顶标高2m左右。
3.11 配合施工控制要点。钻孔与冲孔机械配合施工的关键要点：即钻孔机成孔的垂直度要求，泥浆浓度控制准，如果钻孔机桩孔倾斜度0.8%时，冲孔钻机就不便施工，所以在钻孔过程中，加以严格检查把关是很关键，每隔3～4小时要求检查一次钻机的水平情况，同时检查进尺，减慢进尺速度，并要求泥浆浓度一定控制在1.25～1.30之间。 冲孔机施工时，由于冲孔过程中的泥浆具有冷却钻头、润滑钻具、防止塌孔的作用，所以调制钻孔泥浆应根据情况来确定，如果泥浆太稀，冲孔机排渣能力小，形成大量的沉淀，既不利进尺，也影响护壁，而泥浆稠，又会消弱钻头冲击功能，也会降低钻进速度，控制范围：由于两种机械配合施工，成孔时间长，且成孔过程要求泥浆浓度高，所以在成孔验收应注意第一次清孔验收的标准，本工程采用正循环，总体来说虽然达到规范要求，但一次清孔时间太长，我们期间曾试用过反循环进行清孔，效果更为理想。
4 钻（冲）孔灌注桩常见质量通病及防治措施
4.1 钻孔偏斜。原因：①成孔机架机身组合时对中垂直度偏差大于1%；②钻头自身结构偏心；③开孔时进尺太快，孔型不直；④孔内障碍物或地层软硬不匀钻进时产生偏斜。主要预防措施及处理：①将机架重新安装牢固，并对导架进行水平和垂直校正，检修钻孔设备；②偏斜过大时，填入石子粘土，重新钻进，控制钻速，慢速提升下降往复扫孔纠正。
4.2 桩底沉渣量过多。原因：①清孔不干净或未二次清孔；②泥浆比重过小或泥浆注入量不足，难以将沉渣浮起；③钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；④清孔后待灌时间过长，致使泥浆沉积。主要预防措施及处理：①成孔后锤头提高距孔底10～20cm，随后清放卷扬，维持循环清孔时间不小于30分钟；②采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重及粘度，不要用水进行置换；③钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁；④下完钢筋笼，检查沉渣量，沉渣量若超过要求，则应进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度符合规范要求；⑤开始灌注时，导管底部至孔底的距离宜为30～40mm，应有足够的砼储备量，使导管一次埋入砼面1米以上，以利用砼巨大的冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。
4.3 卡钻（钻头）。原因：遇超大块石、岩面倾斜。主要预防措施及处理：①选用钻进硬质合金钻头，调整钻压、钻速；②加大泵量，增加排渣效果；③选用适量泥浆比重，确保泥皮护壁效果；④如果上述方法还不能提钻可采用孔内增加外力的方法，使钻头松动后再提钻。
5 结束语
总体来讲，在特殊地质条件情况下（土孔较深，岩层较厚及较硬）钻孔机与冲孔机配合施工仍不为一种理想配置。既能保证工程质量还能保证工程进度，解决了现有钻孔机械受机械性能局限无法顺利穿过部分厚硬岩层这一施工难题，在特殊地质地区的桩基施工中具有广泛的应用前景。虽有一定弊端，即施工配合交叉作业繁琐且相邻桩不能连续施工等，某些程度上也给施工带来了一定困难与较高要求。但只要通过精心组织与合理配合则钻（冲）孔两种机型配合施工，既能相互取长补短又能各尽其能，达到预期效果。