冲孔桩施工影响充盈系数的因素分析与对策

[摘要]为解决目前施工中的实际问题，分析了冲孔桩施工中混凝土出现超耗的原因并提出相应措施，为同类项目提供借鉴。

[关键词]冲孔桩；充盈系数；分析与对策

冲孔桩是在泥浆护壁的前提条件下，利用桩锤冲进形成桩孔，采用导管法灌注水下混凝土的施工方法，是目前大型建筑物桩基础常采用主要形式之一。

一、冲孔桩施工工艺

(1)冲孔桩桩位放样。依据桩位平面设计图纸要求，建立平面坐标系，计算每根桩中心坐标，用全站仪定位，并报监理有关人员对桩位进行复核，验收合格后方可使用。在埋设钢护筒前，四周打好木桩校正桩心，埋设钢护筒后，在复核桩上拉十字线，核对钢护筒中心及桩锤中心，并经技术人员(施工员)及监理确认后，才开始冲桩施工。在整个冲孔桩施工过程中，用复核桩检验桩锤中心，在施工中要保护好复核桩。(2)埋设钢护筒。在桩机就位之前埋设钢护筒，护筒根据桩径大小用采用8～10mm厚钢板加工制作，高度为1.2～1.5m，护筒直径比桩径大200mm，护筒中心与运输费中心偏差不大于50mm，护筒倾斜度的偏差不大于1％，在护筒四周均匀地回填泥砂并分层压实到地面，护筒槽同应比地面高100mm左右。埋好护筒后，在地面挖一条由护筒口通往泥浆池的浅沟，作为泥浆通道。(3)冲孔施工。其一精确对中。用绳子穿过桩机顶部滑轮，绳子下端挂一重锤，移动桩机，使重锤与桩孔中心在同一直线上，控制其偏差小大于20mm。其二冲孔施工。一是开孔时低锤密击，反复冲击造壁，保证护筒稳定；二是泥浆泵循环泥浆系统，保证泥浆供给使孔内浆液面稳定；三是冲孔至基岩时应低锤密击，以免偏斜；四是准确控制松绳长度，避免打空锤。(4)初步清孔。在孔深达到设计深度后，采用泥浆循环法立即清孔，泵送泥浆池的泥浆到孔底，把沉碴带上来，夹碴的泥浆流向泥浆池，中间采用人工碴捞，泥浆流回泥浆池，反复循环。(5)钢筋笼的下放。钢筋笼采用塔吊辅助吊放，采用两点起吊法吊起一截钢筋笼，注意保持骨架垂直且小变形，对准孔口缓慢下放。如钢筋笼只有一截，可直接下放至孔底，如钢筋笼有两截或以上，当下放至最后一个加强箍位置时，穿进铁管，铁管支承于机架上，钢筋笼挂于铁管上，再吊起另一截钢筋笼，对齐上一截钢筋笼，先焊接对称位置上的两根钢筋，再焊接其他所有接头，所有焊缝要求饱满，焊渣清除干净。经有关人员验收后可继续下放，直至全长钢筋笼接好放完，测量钢筋笼顶标高，反算笼底标高，验算钢筋笼是否到底。(6)下放导管及再清孔。放完钢筋笼后，立即下放导管继续清孔，导管一般采用0250mm刚性导管。导管使用前应试拼装、试压，检查胶垫是否完好，有无老化现象，导管每节标准长度3m，同时还各有1～2m长的导管。为防止导管提升时挂住钢筋笼，在导管法兰处焊接了三角形小钢板，小钢板垂直于法兰。(7)灌注水下混凝土。灌注水下混凝上时，导管离岩层底而不应高于50cm(一般为30～50cm)，这样可以利用混凝上的下滑重力将清孔时留在底部的渣挤出来，使灌注的混凝土更好地与岩层结合。

二、造成冲孔桩充盈系数偏大的原因

(1)地质原因。冲积平原土质由粉质黏土、黏土、粉土和细砂组成，如果地下水较高，会造成大面积地下水流失，粉砂层液化形成空洞。软土层承载力低，冲孔桩桩体混凝土灌注压力大，会挤密土体造成混凝土超耗。(2)设备原因。如果重锤直径不均匀，局部超标；重锤与桩孔中心不在同一直线上，其偏差大于20mm；桩孔钻进时重锤晃动大，造成冲孔超设计。(3)操作原因。灌注混凝土时拔锤速度太慢，管内混凝土压力过大，造成混凝土挤入土中；混凝土供应不及时或混凝土质量差造成堵管浪费混凝土；冲进深度和桩顶保护桩长控制不准确造成混凝土浪费。

三、控制冲孔桩充盈系数的措施

(1)严格控制路基清表高程和平整度，保证清表后高程高于设计桩顶40～50cm。(2)采取梅花形隔桩跳打，增大桩间距，减少串孔现象，根据串孔发生的程度确定跳打的距离。(3)严格控制混凝土质量，坍落度控制在18～20cm，和易性良好，配备专职试验员每班进行检测，确保混凝土灌注一次成桩，避免发生堵管等现象。(4)严格控制拔管速度，拔管速度太快可能造成缩径或断桩，太慢有可能造成扩孔，适宜的拔管速度为2～3m／min。(5)保证混凝土供应的连续性，对容易出现串孔的土层，2辆以上罐车到现场后方可开钻，以储备一定数量的混凝土，保证混凝土在穿过容易串孔土层时的连续性，严禁在粉砂土层停机待料。

冲孔桩必须严格按照施工规范、规程的要求和工程实际情况编制切实可行的施工组织设计，要精心组织施工，着重控制好现场施工顺序和施工工艺，使冲孔桩充盈系数降到合理范围，以达到提高工程效益与经济效益的目的。

参考文献

[1]江正荣.建筑地基与基础施工乎册[M].北京：中国建筑工业出版社，2004