浅谈冲孔灌注桩施工中质量的控制及常见事故预防

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　　摘要：冲孔灌注桩因其自身优点广泛应用于桥梁、水工和房屋建筑工程．本文结合工程实际，浅议冲孔灌注桩的施工质量控制要点和孔内事故预防及其处理。
　　关键词：冲孔灌注桩，施工质量，控制要点，事故预防
　　1、概述
　　冲孔灌注桩具有设备简单，操作方便，适用范围广，能穿越地下水位上下的各类复杂地层，能形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模的建筑物的优点，在桥梁、水工和房屋建筑工程中得到广泛应用。
　　2、工程概况及前期预控
　　2．1工程概况
　　某大厦设计为地下2层、地上26层的框筒结构，总建筑面积为33220㎡。本工程桩基设计为冲孔灌注桩灌注桩，总桩数为108根，桩径有900mm、1100mm、1300mm三种，单桩承载力设计值分别R(900)=6360kN、R(1100)=10050kN、R(1300)=14360kN，以微风化花岗岩为持力层，桩基安全等级为一级。
　　2．2前期预控
　　在施工前期阶段，一定要熟悉设计图纸文件、仔细阅读地质勘察报告。据地质勘察报告中显示：拟建场地在54.50m深度范围内的土层按其成因分为以下四层：人工填土层、第四系冲洪积层、第四系残积粘土层及燕山期花岗岩层，地下稳定水位埋深为2.8～5.1m。另据地质资料显示，拟建场地为低山缓坡和冲洪积洼地之间的过渡地带，场地内有一定数量的孤石分布，相对标高介于3.5～8.9m。在通过对地质勘察报告研究的基础上，分析在中砂层和含砂量较大的强风化层可能出现尺进缓慢；在遇孤石时可能出现偏孔、坍孔、卡锤甚至掉锤。针对以上情况，均要做到心中有数，考虑切实可行的对策及处理方案，做好材料、机具方面的准备工作。
　　3、施工过程中质量控制要点
　　冲孔灌注桩的施工工艺虽然很成熟，但其工序复杂，从测设桩位开始冲孔到水下浇筑桩身混凝土的全过程中，稍有不慎或把关不严。就会造成孔径、垂直度偏差，.冲孔过程偏孔、扩径、坍孔。水下混凝土灌注时出现堵管、缩颈、断桩、桩身混凝土强度不足、桩顶混凝土不密实或强度不足以及钢筋笼上浮等质量事故。经验教训屡见不鲜，影响的因素也是多方面的，如地质勘察资料的局限性，地质情况的不可预见性、施工工艺标准控制不严、施工管理不善、施工经验不足以及材料方面的问题，所以，在施工过程中，应全面考虑以上各种可能的影响因素，细致地做好事前、事中的控制工作，把质量隐患消除在萌芽状态。
　　3．1施工机具的选择
　　施工机具的好坏对能否保证施工质量起着至关重要的作用，选择好合适的施工机具是实现质量控制的前提。综合考虑本工程的场地地质条件限制，确定采用6台CZ-5型冲孔桩机，依桩径不同而配备不同直径的冲锤若干，按要求配备泥浆泵、钢护筒、导管、储料料斗、16t吊车和泥浆比重测试仪等设备。
　　3．2桩机就位的控制
　　桩机就位首先要保证工程桩位的准确无误，为此，除全面测设工程桩位外，还应在桩机就位时复测工程桩位，并采取不同的测站进行复核，在可能的情况下，应用钢尺对前后左右相邻桩位进行相互校验。在灌注桩施工中的桩位控制必须引起高度重视，一旦发生错误将难以弥补。
　　桩机就位的基本要求是平面位置准确，桩机机台水平、稳固，安装就位后要用水平尺和测锤校验，由于在冲孔过程中振动较大，常因桩机机台未垫实而发生倾斜、偏位，因此，在冲孔过程中尚应定时或不定时的复核钢丝绳是否与桩位中心重合，这样桩的垂直度和桩位才有保证。另外需要注意的是，冲孔灌注桩属部分挤土成孔法，应实行跳打原则，防止因桩机荷载和冲孔所产生的应力释放而影响到刚浇筑完混凝土的邻桩的质量，当无法调整避开时，应至少待混凝土浇筑完成72h后方可进行邻桩施工。在本工程中，核心筒部分设计3O根1300mm的群桩，桩间净距为3.3m，对这部分桩的施工要严格遵循跳打原则，确保工程桩质量不受影响。
　　3．3泥浆的制备
　　冲孔灌注桩是靠泥浆护壁，防止坍孔，运用泥浆循环清孔掏渣，泥浆比重和粘度是两项最直观、最重要的指标，泥浆比重太小则难以护壁。容易坍孔；泥浆比重太大则会影响冲孔进度且壁膜太厚，因此，正确控制泥浆比重是成孔施工顺利及保证质量的一个重要环节。在本工程冲孔灌注桩施工过程中，泥浆比重依土层不同而采用不同数值如表I所示，获得了较好的冲孔进度且未出现扩孔、坍孔的情况，从而保证了工程质量。
　　
　　
　　3．4冲孔过程
　　开始冲孔前要检查机械性能及桩锤锤径、锤牙、钢丝绳是否符合要求。刚开孔时，应低锤密击，当孔位已形成稳定时，再适当提高冲锤落距，以获得较快的进尺。在本工程中，冲锤落距依土层不同而采用不同数值如表l所示。冲孔过程中，泥浆循环量应根据地层和进尺速度加以调整，若进尺速度快而循环量小，泥浆必定粘稠而泥块沉渣多，影响成孔质量；在松软地层若循环量大，则会造成扩径甚至坍孔。终孔时，需对桩孔的孔深、孔径和是否到达持力层进行检查，符合设计及规范要求方可终孔。
　　3．5终孔嵌岩措施：
　　(1)由于地质报告中体现的岩层较为均匀，未有孤岩出现，所以根据地质报告绘制出各种桩底基岩走向图，初步确定各桩长度参考值；
　　(2)首先选不定期有地质钻探技术孔位置的2根桩进行冲孔，然后分层对比、记录进尺深度，至中一微风花岩面后进尺明显缓慢，并对照地质报告，确定深度；
　　(3)根据冲孔泥浆中的沉渣与地质钻探的岩心相比；此残渣成为5mm上的不规划立方体或有25mm以上的片状残渣，颜色与岩心一致；
　　(4)实践证明，当锤重为3吨时，采用高冲程冲击，每小时进尺约为50mm；
　　(5)双控确定终孔；当孔深达到地质报告中要求的参考值时，而锤击又符合第4点时，可认为达到岩面，并测量深度后，继续施工至设计深度。
　　3．6沉渣控制及清孔
　　3．6．1沉渣控制
　　桩孔底沉渣是冲孔桩的一项极为重要的质量控制指标，尤其是嵌岩桩，它直接影响房屋的安全，沉渣未控制好，直接影响基础的承载力，造成建筑物不均匀下沉，所以沉渣必须有效控制。本工程设计要求沉渣不大于50mm，一般的施工方法难以达到设计要求，我们采用了改进施工机械和泥浆技术，从根本上解决了这一难题，使沉渣得到良好控制，达到设计要求。