超高层建筑中冲孔灌注桩常见施工质量通病与预防措施

 超高层建筑中冲孔灌注桩常见施工质量通病与预防措施

超高层建筑作为现代社会建筑，具备了集约化、垂直纵向发展化、地标建筑化等优势和特点，尤其在商业繁华的大都市建设成为众多社会人士的宠儿。冲孔灌注桩作为一项传统的灌注桩，以其适用各种地质条件和不同规模的建筑物、对邻近建筑物有害影响小、单桩承载力大、桩端可进入持力层或嵌入岩层等优点，在城市超高层建筑施工中得到广泛的应用。但是由于地质条件复杂多变，成孔工艺复杂，冲孔灌注桩在施工中常遇到各种问题，如孔壁塌孔、桩孔偏位、遭遇溶洞或地下流层漏浆、卡锤、断桩等，成为冲孔灌注桩施工最常见的质量通病，也是最令施工管理人员头疼的问题。

一、冲孔灌注桩施工工艺流程

目前，超高层建筑冲孔灌注桩的施工工艺流程如下：场地平整、夯实→测量放线→埋置护筒→桩机定位→冲击至设计深度→孔深测定、清孔→钢筋笼制作及吊放→混凝土导管安装→二次清孔、测定沉缝→安放隔水塞、灌注水下混凝土→成桩。 

二、孔壁坍塌

1、主要表现 

当冲击成孔过程中出现有大量气泡、护筒内水位突然下降明显、泥浆快速漏失严重，则表示有孔壁坍塌的迹象，基本可以判断出现孔壁坍塌。 

2、原因分析 

造成孔壁坍塌的主要原因有：

（1）由于钻头回转不灵、泥浆容重不足、溶洞通道未堵塞或冲击冲进速度过快，造成冲孔造壁不牢，从而出现孔壁坍塌；

（2）由于孔内水头压力不够、泥浆容重不足，孔壁承压水出现渗透，造成孔壁坍塌；

（3）由于钢筋笼吊装不稳、速度过快，钢筋笼出现变形，碰撞破坏了泥膜及孔壁，造成孔壁坍塌。 

三、预防措施 

预防措施主要有：

1、是详细解读地质报告和超前钻资料，弄清地下水位，岩石走向，溶洞、土洞分布，保证冲孔过程水头压力稳定和钻头回转正常，做好事前预防。

2、是泥浆的比重必须符合规范要求，泥浆制备要选用高塑性粘土或膨润土，且要根据施工实际情况进行配合比设计。

3、是在成孔过程中，冲击冲进速度不宜过快，成孔速度应按照实际施工地质情况根据规范选取确定。四是要严格控制钢筋笼吊装速度，保证吊装质量。五是若中断成孔作业，要加强漏水、跑浆等情况的监控。 

四、桩孔偏位 

1、主要表现 

孔位偏离中心线，桩孔出现较大垂直偏差或弯曲，钢筋笼吊装下放困难。 

2、原因分析 

造成桩孔偏位的主要原因有：一是由于桩机安装稳定性差，底座部水平不固定，作业时桩机不稳、钻头偏位。二是冲孔过程中遇不均匀底层、半坡岩或孤石，容易导致钻头偏位。三是护筒四周积水，造成护筒松动、地面下沉、桩机倾斜、护筒中心移位，造成桩孔偏位。 

3、预防措施 

预防措施主要有：

（1）是要保证桩机底座按照水平、平稳、稳固、固定，保证冲孔作业时桩机不发生倾斜、偏移、移位。

（2）是保证护筒四周排水畅通。根据降水图设置集水坑和排水沟；埋设护筒时，将护筒周边回填密实并略高于地面；泥浆池位置设置离护筒距离不少于15米。

（3）是在不均匀地质作业，可选用自重大、钻杆刚度大的桩机。遇孤石时则采用高低冲程交替冲击，通过将孤石击碎或者将其挤入孔壁的办法，来避免桩孔偏位。冲孔过程中如果出现偏斜，可以采用钢筋探笼进行偏斜位置和偏斜情况查明，并可回填优质粘土块或片石等继续用小冲程冲进。 

五、漏浆 

1、主要表现 在冲孔作业过程中，孔内泥浆突然快速、大量漏失无法补充，严重的甚至出现突然掉钻、卡钻、倒钻和塌孔。漏浆在冲孔灌注桩作业过程中出现的频率是比较高的。 

2、原因分析 

造成漏浆的主要原因有：一是遭遇溶洞或地下流层，冲孔作业中极易造成快速、大量漏浆。二是冲孔经过岩层，泥浆迅速从岩层的节理和裂缝中渗漏流失；又或者经过透水性很强的砂砾层或流砂，泥浆流失严重。三是护筒埋置过浅、接缝不严。 

3、预防措施 

预防措施主要有：

（1）施工前要详细吃透桩孔超前钻资料和地质报告，弄清地下水位、岩石走向、溶洞及土洞分布，特别是灰岩地区。

（2）做好充分准备，在可能出现漏浆的桩位备足黏土和片石，遇到大量漏浆，及时适当调整、提高泥浆比重，把护壁打牢，同时保证孔内水头，避免地下水渗入孔内。

（3）保证护筒制作质量，增加护筒埋置深度。遇到漏浆发生，应立即停止作业，回填片石、黏土或掺有片石的黏土，再低速冲击。 

六、 卡锤 

1、主要表现 

在冲孔作业过程中，冲击锤卡在桩孔内拔不出来。卡锤一般发生在泥浆护壁造孔过程中。 

2、原因分析 

造成卡锤的主要原因有：

（1）是冲孔作业中护筒发生倾斜、卷边脱节或者错缝，造成桩锤被卡在护筒接口处或底部。

（2）是遭遇梅花孔或孤石，导致桩锤不能自由转动或被探头石及回填片石块卡住。

（3）是冲孔冲击速度过快过猛。四是桩锤直径变化造成卡锤。 

3、预防措施 

预防措施主要有：

（1）是提高现场管理人员监控意识，作业中要经常检查护筒的垂直防止发生倾斜、注意观察桩机负荷和钢丝绳摆动情况，同时注意调整泥浆性能，及时捞渣。

（2）是要严格按规范控制冲击速度，切忌过快过猛。同时，保持桩锤大小的统一。

（3）是卡锤发生后切忌强行提出，首先想到的办法是轻提，通过上下轻提桩锤，同时辅助工具左右旋转钢丝绳，使桩锤沿下落方向顺利拔出，这个是最经济的办法。如果轻提不动，则需探明卡锤位置，然后可采用小冲击钻冲击或用冲、吸的办法，将桩锤位置周围的钻渣松动后再提出。卡锤情况严重的，还应根据施工实际情况及桩孔下面地质情况，恰当选择提锤冲顶法、小孔沉渣法、空心锤冲孔打捞法、小爆破震动法和高压水枪切割法等办法实现打捞。 

七、断桩 

1、主要表现 

桩身某一截面混凝土凝固后完全不连续性，局部夹泥或局部被冲洗液等疏松体填充，从而形成断桩。 

2、原因分析 

造成断桩的主要原因有：

（1）是孔底沉渣过多，混凝土桩体与基岩之间有夹渣填充形成断桩。

（2）是导管底端距孔底过高，混凝土坍落度过大，灌注混凝土容易被冲洗液稀释，造成混凝土不凝固。

（3）是在灌注混凝土时，由于导管提升和起拔次数较多，露出混凝土面，造成混凝土桩出现上下断层。 

3、预防措施 

预防措施主要有：

（1）是成孔后，要认真清理孔内沉渣，清完后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超出规范规定。

（2）是严格控制混凝土坍落度，要按设计以及规范要求施工。

（3）是灌注混凝土作业要保证连续性，边灌混凝土边拔导管，同时要经常检查混凝土顶面上升高度，掌握导管埋入深度，避免导管埋入过深或导管脱离混凝土面。 

八、结　语 

冲孔灌注桩施工的好坏，将直接影响到超高层建筑上部结构质量体系。在复杂地质中进行冲孔施工，能保证冲孔桩成桩质的合格率，不但可以减少施工的成本投入，还能节约大量的工期时间。因此，在冲孔灌注桩施工过程中，要贯彻以预防为主的原则，严格遵守各项操作规程，加强、创新施工管理，提高冲孔灌注桩施工质量控制和工程质量通病的防止，才能保证冲孔灌注桩成桩质量。