浅谈溶洞地区冲孔灌注桩施工质量控制

摘要：冲孔灌注桩桩径大，桩端可嵌入微风化岩层，形成较大的承载力。冲孔灌注桩在建筑工程中得到广泛应用。适用于填土层、粘土层、粉土层、砂土层、碎石土层、砾卵石层、岩溶发育岩层或裂纹发育大的地层等。本文通过石灰岩溶洞地区探讨冲孔灌注桩施工质量控制及异常情况下的处理。

关键词：冲孔灌注桩 施工 溶洞

中图分类号： U443 文献标识码： A 文章编号：

1.工程概况

地层主要由素土层、粉质粘土层、石灰岩组成。本地段属于溶洞群地区，岩石裂纹发育大，含丰富地下水，局部存在斜岩。桩基础采用冲孔灌注桩，37-38栋楼桩数123根，39-40栋楼桩数140根，总数共计263根，桩径为φ1000mm、φ1200mm、φ1400mm、φ1600mm、φ1800mm，有效桩长约20m～35m，桩端持力层均为微风石灰岩。

2.施工工艺流程

冲孔灌注桩工艺流程为：场地平整桩位放线开挖泥浆池、沉淀池、调浆、安装泥浆泵钢护筒埋设冲机就位、孔位校正冲孔循环泥浆护壁终孔验孔换浆清孔钢筋笼制作、吊装、下混凝土导管二次清孔验收沉渣灌注水下混凝土校对混凝土桩顶标高取出导管待混凝土终凝后拨出钢护筒复测桩顶标高自然养护破桩头、检测。

3.施工质量过程控制

3.1冲孔机冲孔

3.1.1冲孔作业过程是冲孔灌注桩施工中重要的工序，冲孔前应在桩平面图上编制桩号及施工顺序号，依照先施工长桩后施工短桩的次序进行，控制相邻桩成孔深度的高差，相邻桩间采用跳跃方法施工，并达到2.5Mpa抗压强度后才可开孔，防止因距离太近，对相互之间的新浇混凝土造成损坏。

3.1.2冲孔时应保持均匀的冲击高程，防止偏孔、打空锤。每进尺2 m检查一次垂直度，垂直检查利用桩位轴线拉十字控制线进行中心线复核。

3.1.3 冲进时应认真观察进尺深度和泥浆密度，泥浆排量减少或泥浆中含渣量较多时，应控制泥浆密度，防止因循环泥浆密度太大降低循环流动速而中断泥浆循环作业。

3.1.4在冲进过程中，应经常检测桩孔位，防止冲孔机位移造成桩孔位偏离设计值，必要时及早调正冲孔机。

3.1.5冲进参数应根据地层、桩径、砂石泵的合理排量和冲孔机的冲速等加以选择和调整。在粉质粘土层冲孔，宜采用中等冲击高度，泥浆密度控制在1.25，刚入岩面时，宜采用低冲击高度，待岩石面冲平后，再恢复正常的冲击高度，泥浆比重控制在1.35，成功入岩层后加快冲击频率，增加冲击能量，不断转动冲击头，改变冲击锤牙在孔底内冲击位置，防止出现梅花形孔底或偏孔。认真察看冲孔时钢丝绳回弹和回旋情况，耳听冲击声音，判断孔底的冲击情况，决定每次松绳量。

3.1.6 冲至微风化岩面时，需对岩层岩样进行验收，应依照捞取岩样的质量状况、冲孔施工记录、超前钻报告等相关技术资料进行检查。岩样必须属于微风化岩，不包含杂质，岩样表面新鲜，有光泽，有尖锐的棱角，用手不易折断，冲进岩面时2h冲孔进尺不宜大于200 mm，岩样质量状况及深度与超前钻报告一致。岩面验收合格后，再按设计要求冲进大于1倍D深度即可终孔。冲进岩后每进尺10~30 cm分别取岩样观察，冲进到终孔深度时再重复上述技术进行终孔验收，桩底持力层大于3倍D桩径的深度，不得存在夹层、软弱层或溶洞。

3.1.7成孔后，将冲锤提离孔底下100～150mm，继续维持泥浆循环作业，防止塌孔，必要时，可低速回转泥浆泵，同时向孔内送入干净泥浆或清水，如此反循环清孔，使返出孔内的泥浆密度达到规定要求为止。

3.2清孔

桩孔检查合格后，即可进行清孔。孔底沉渣厚度不得超过规范要求的50mm，沉渣厚度验收以二次清孔测定为准，沉渣过厚会影响灌注桩的承载能力，以及桩底与岩面的结合面。清孔后的泥浆各项指标也应满足相关技术要求，相对密度为1.03～1.10；含砂率

3.3钢筋笼就位，应对准护筒中心，每段缓慢下放，以免扰动孔壁。吊放时应防止变形、扭曲。下放至设计标高后应使其轴线位置与桩位重合，然后用串杠通过吊环将其固定在平台上。

3.4混凝土的灌注

3.4.1灌注首批混凝土

灌注首批混凝土之前先配制隔水塞，隔水塞可用混凝土、砂浆拌制，放置到导管口和漏斗中，隔水塞上部系上铁丝，防止隔水塞向导管内下滑，然后再灌入首批混凝土。初灌量载满后，即可剪断铁丝，使隔水塞沿着导管内滑留至孔底，随后首批混凝土加速向导管内下滑，借助混凝土的重量排除孔内的沉渣、泥浆，使桩更好地与岩面结合，灌入首批混凝土时，导管离孔内岩面底不大于50cm。

3.4.2连续灌注混凝土

首批混凝土灌注正常以后，应连续不断地灌注混凝土，严禁中途停顿。在灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升、逐级拆卸导管，导管应保持合理的埋深。导管提升拆除前需进行反插、转提振捣，防止混凝土芯出现蜂窝等质量缺陷。

3.4.3导管埋深

严禁把导管口提离混凝土面，应继续保持导管的合理埋深，防止混凝土忽然下降造成断桩。每次提升、拆卸导管前，探测孔内混凝土上升高度，确定拆卸导管长度，拆卸后保持导管口埋入混凝土内的深度不小于1.5-2m，也不宜大于6m。正确判断孔内混凝土升高面与导管口高度的位置关系。

3.4.4混凝土灌注时间。

混凝土灌注的上升速度不得小于2m/h。桩的灌注时间与灌注量有关：10 m3≤2h；10-20m3≤3h；20-30m3≤4h；30-40m3≤5h；40 m 3以上≤6h。灌注时间必须考虑在埋入导管中的混凝土不丧失流动性的时间。必要时可掺入适量缓凝剂。

3.4.5桩顶的灌注标高

含浮浆桩顶标高应比设计桩顶标高增加0.8~1m，以便破除桩顶部的浮浆渣层。桩顶灌注完毕后，应立即探测桩顶的实际标高。

4. 异常情况处理

4.1漏浆处理技术

施工中一旦出现漏浆情况，应马上提锤，防止因塌方而卡锤，随后及时补充泥浆，回填黄泥、片石等堵塞溶洞，待桩孔稳定后，用冲锤轻压所填黄泥及片石，使黄泥、片石起堵塞作用。

4.2斜岩处理技术

斜岩不平而造成偏孔时，应回填片石至斜面上部不小于2 m高度，通过锤冲修平孔底岩面。如回填片石无法纠正时，可能是斜岩较陡，应该采用回填混凝土处理方案。

4.3溶洞处理技术

4.3.1存在溶洞的桩位施工时，向孔内投入黄泥或袋装粘土及小块片石，采用慢速冲进，将抛填物挤入溶洞孔壁或溶洞裂缝，以加固护壁，防止漏浆和塌孔。当桩锤即将冲穿溶洞时，要低锤轻冲，防止桩锤一旦冲穿溶洞而滑过溶洞中，造成卡锤。

4.3.2对于溶洞比较大或者溶洞群时，抛填黄泥及片石仍然无法堵塞，可采用振打钢护筒，采取边冲孔边振沉钢护筒的方法穿过溶洞，护住孔壁，防止漏浆和塌孔，在穿越溶洞过程中不断抛填片石及粘土块，及时补充优质泥浆至孔内，不断检查孔内的泥浆水位高度。对于溶洞位置较深，则可通过抛填袋装水泥或C35商品混凝土堵塞溶洞，用粘土回填到自然地面，待混凝土强等达到80%以上时，再复冲成孔，冲进至溶洞区时，应低锤慢冲，防止斜孔、偏孔、卡锤。

4.3.3桩孔的冲进应分班连续作业，不得中途停顿，经常注意土层的变化，在土层、岩层中均采取渣样，判断土层、岩层的质量状况，与超前钻报告核对做好记录。对于存在溶洞的桩位，准确核算成孔深度，溶洞地区不得作为持力层，穿越溶洞底部按设计深度作为持力层，终孔时依照相关技术要求进行验收。

5.结语

冲孔灌注桩属隐蔽性工程，施工工艺比较复杂，环节较多，质量控制点也比较多，尤其是在溶洞地区施工，稍不注意，就会造成质量事故、安全事故。因此，加强主动控制，按施工规范和设计要求精心组织施工，完善施工技术，才能保证工程的质量。

参考文献：

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[2]王忠河, 冲孔灌注桩施工技术在工程中的应用[J].天津建设科技,2010.05

[3]《关于冲孔灌注桩施工实践》，王晋林，四川建筑科学研究，第31卷第3期