浅谈冲孔灌注桩工序中的质量控制
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摘要：由于冲孔灌注桩的施工工艺成熟，面对各种地质适应能力强，设备投入小，操作人员工作简单，在各类房屋建筑中应用广泛。本文作者结合冲孔灌注桩的施工工艺，以某别墅区施工实例，针对冲孔灌注桩施工管理过程的重点及难点，介绍了具体的冲孔桩施工工艺和质量控制方法及预防与措施。
关键词：冲孔灌注桩；施工工序；质量控制；预防；
中图分类号：TU473
引言
冲孔灌注桩具有入土深、能入岩、刚度大、承载力高、桩身变形小，可方便的进行水下施工等技术优点，也有冲孔灌注桩的施工工艺成熟，面对各种地质适应能力强，设备投入小，操作人员工作简单等成本方面的优点，因此广泛应用于各类房屋建筑中。但是冲孔桩施工过程多在水下进行，工程管理人员无法直接观察，成桩后只能进行部分抽芯和超声波无损测试等不全面的验收手段。故而施工前必须做好地质情况分析，施工过程中必须重视关键工序的把关，遇到问题有针对的采取预防措施，才能保证桩基础施工的质量。
1、工程概况
本工程拟建7栋地上三层，地下一层低层住宅，总占地面积约2300㎡，其基础采用冲孔灌注桩，本工程设计冲孔灌注桩 800mm共252根，其中2~4#栋有效桩长暂定20m，桩端要求进入中风化花岗岩不小于0. 5m，1#、5~7#有效桩长暂定15m；桩端要求进入强风化花岗岩不小于0.5m，桩采用的钢筋为HRB400、HPB235，采用商品砼为C30混凝土；桩身砼保护层厚度为70mm，桩身砼强度等级为C30。
2、地质水文
1、地理位置及地形地貌特征
拟建场地貌为残丘、二冲积低地，经人工推填整平，现地形仍具较大起伏，地势开阔，地面标高最大值73.9m,最小值28.75m;地表相对高差44.84m地形地貌相对简单。
2、场地岩土分层及特征
根据对应的《岩土工程勘察报告》，按岩土层成因类型和岩土性质自上而下分为：第四系人工填土层、第四系冲积层、第四系坡积层、第四系残积层及燕山期花岗岩共5大层。
3、场地水文条件
根据岩土层分布、岩芯观察及钻孔简易水文地质观测，场区内地下水在各岩土层赋水性及透水性均为一般，2-2, 2-4层属强透水层，地下水类型主要以承压为主，补给来源主要为大气降水及侧向迳流渗透补给，排泄方式主要为大气蒸发及侧向迳流，地下水位变幅受季节性降水量的影响而变化，勘探工程结束后，测得地下混合水静止水位埋深在1. 00~7. 50m之间，个别钻孔由于地势较高，勘察深度内未见地下水位。
3、施工方法
1.1冲孔桩机成孔
(1)护筒安装，护筒的埋置深度，一般情况下，在豁土中不小于1000mm砂土不小于I500mm，护筒顶面应高出地面300mm。护筒安装后，先在护筒内投入粘土，用冲击锤以小冲程反复冲击造浆。冲程大小和泥浆稠度应按通过的土层情况掌握。冲击一定时间后，将冲击锤提出，换上掏渣筒，下入孔底掏取钻渣。掏渣后及时向孔内添加泥浆或清水以维持水头高度；
(2)冲孔检查与测量，冲进过程中，经常检查成孔情况，用测锤检测孔深及桩孔倾斜度，为保证孔形正直规则，冲进中必须经常用检孔器检孔。还要注意钻渣捞取及判明冲进实际地质情况，并填入施工记录表中，并与超前钻提供的资料和地 质剖面图进行核对，发现不相符及时通知甲方、监理和设计人采取对策，保证冲孔正常顺利进行；
(3)根据冲进过程中实际土层情况控制进尺快慢和泥浆性能指标。在粘土和软土中，官采用中冲程冲进;在粉砂土、粗砂、粉砂岩、泥岩、风化岩中采用大冲程冲进；
(4)施工作业分班连续进行，施工过程一气呵成，不得中途停顿，如发生故障及时通知区问主管工程师，采取措施解决，若停止冲进时，必须将锤头提起；
(5)施工时必须详细填写冲孔施工记录，交接班时要向下一班交待冲进情况及汁意事项；
(6)在冲进过程中，必须注意补充水量(泥浆)，维持护筒内应有的水头高度，防止孔壁坍塌。如发现有漏水现象，护筒内水位缓慢下降，应首先集中力量加浆补水，不得使水位急剧下降，然后再针对漏水原因进行如下处理：
①属于护筒漏水时，应用粘土在护筒周围填土加固。漏水严重时应返工重埋护筒；
②如在冲孔时一发生孔内水位骤降，很可能是遇到溶洞，必须进行处理。
1.2桩的成孔检验
(1)以桩孔冲孔实际见岩高程开始，至少进尺500mm后，可申报全岩面检验，超前钻孔柱状图揭示的岩面高程只能作为参考；
(2)查阅桩机施工记录，可将基岩进尺速度0. 1~0. 2m/h作为进入全岩面的控制速度；
(3)可观察井口钢丝绳的摆动情况，锤头触岩面时会出现轻微反弹；
(4)使用细目筛网捞取岩渣，岩屑含量50%~70%，且含泥、含砂量小于1%时，认为入岩。
4、混凝土灌注质量控制
(1)混凝土施工前要有有资质的试验室出具的配合比报告，混凝土要有良好的和易性，坍落度控制在180mm士20mm。
(2)钢筋定位，第二次清孔完毕，检查合格后，下导管，并检查气密性，长度符合要求，保证底端距孔底300~500mm，最好在30分钟内开始灌注混凝土，不能停留时间过长，以免塌孔。第一次灌注的混凝土量必须保证封底成功。
(3)混凝土灌注必须连续作业，不能中断，严禁导管提升过猛或导管埋入过深，造成断桩。混凝十灌注量要有专人记录，混凝土灌注时的充盈系数应控制为大于等于1.05。
(4)灌注桩的顶面标高应比设计标高高出一定的高度，一般为0. 5~1. 0m，以保证桩头混凝土的强度，多余部分必须凿除。
(5)混凝土试块留置，每根桩留置试块不得小于3组9块、且每个工作班不得少于一组。
5、灌注桩质量施工控制、检查及检测
(1)灌注桩施工质量检查、检测必须按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002,《建筑桩基技术规程》JGJ94-94的要求进行；
(2)抽芯试验时，使用地质钻机取桩身混凝土芯样作抗压强度试验，同时检查桩尖沉淀土实际厚度和桩底土层情况。要求钻进深度超过桩端进入持力层1. 2m，钻取芯样直径为110mm。
(3)对进行超声波检测的桩，预埋超声波检测管，检测管标准长6m，外径57mm，接头采用焊接，上端应高出桩顶50cm，下端用钢板焊接，不得漏水，浇注混凝土前在管内灌满水，上口用塞子塞住。每桩设置检测管3根。
(4)桩身检测，通常检测承载力采用单桩静载试验或高应变动测法、而桩身检测一般通过钻芯取样或低应变反射波法进行检验，由于冲孔灌注桩在地下，质量问题不可能直观地反映出来，抽样检测具有局限性，静载荷试验只能以点带面，数据比较直观，高应变只能对桩的承载力做出估计，小应变只能分析桩的完整性。
6、施工质量控制及体会
质量控制一般分为三个阶段，即为事前控制、事中控制、事后控制，在工程施工中，笔者认为事前控制尤为关键，施工时最为有效的控制手段，应该采取主动控制。工程开工前，应组织相关人员做了以下几方面工作。
(1)熟悉设计图纸，依据设计图纸及相关的施工验收规范和施工组织设计、工程勘察单位提供的地质勘查报告，编制冲孔灌注桩专项施工方案，制定泥浆护壁冲孔灌注桩施工工艺流程，经监理单位审批后组织实施。
(2)确定合理的冲孔施工机械设各，以满足冲孔要求。
(3)项目技术负责人组织施工技术人员、施工操作人员进行技术、安全交底使施工操作人员充分了解灌注桩的施工工艺特点，熟悉本工程的地质情况，掌握施工质量控制的要点，技术要求、质量标准。
(4)施工过程中我们主要抓了以下几个环节:
①测量定位，测量班放线后，由现场主管工程师组织相关人员进行复核、校对无误后报监理审批。
②冲孔作业，连续进行，检查施工人员施工记录，经常对冲孔泥浆进行检测和试验，不符合要求时及时纠正，注意土层变化，在土层变化处提取渣样，进行对比分析。始终保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度及孰度，成孔达到设计要求后，及时请各方验孔，合格后方可进行第一次清孔。
③泥浆制备，在冲孔过程中，为防止塌孔，稳定孔内水位及便于清渣，采用豁土制备泥浆护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差进行护壁，以确保护壁的稳定。
④第一次清孔，清孔分两次进行，第一次清孔是在冲孔达到设计要求经自检合格，报监理复核。同时对孔深、孔径、垂直度全面检查。桩孔换浆、抽浆、掏渣等方法清去沉渣，清孔必须彻底，作为第二次清孔后测定沉渣的依据。
⑤钢筋笼制作安装。
⑥安放导管，导管使用前一定要进行水密承压试验，确保导管口密封；导管安放前应计算孔深和导管的总长度，安放时应保持导管在孔中的位置居中，防止碰撞钢筋笼骨架：放到孔底，然后提起300 ~500mm，进行第二次清孔。
⑦第二次清孔，在混凝土灌注前，必须保证孔壁的稳定性，不能有缩颈或孔壁塌落等现象发生。根据健筑工程桩基技术规程》(JGJ94-94)的要求，沉渣厚度端承桩 50mm，泥浆指标在混凝土灌注前，孔底500mm以内的相对密度 1.25，粘度 28S，含沙率 8O%，用无收缩水文测绳、标准锤测沉渣厚度，确保了各项指标符合施工规范要求。
7、结束语
泥浆护壁冲孔灌注桩的施工工艺比较复杂，环节较多，质量控制点也比较多，尤其是在不良地质条件下施工，稍不注意，就会造成质量事故、安全事故。施工质量的好坏直接关系到上部结构的安全使用和沉降，因此施工中必须重视每一个环节，对冲孔灌注桩的施工全过程必须严格控制，以预防为主，加强主动控制，按施工规范和设计要求精心组织施工，确保泥浆护壁混凝土灌注桩的施工质量。
【参考文献】
[1]《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
[2]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
[3]《建筑桩基技术规程》JGJ 94-200
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。