大直径冲孔灌注桩施工在建筑工程中的运用研究

翟代明

【摘要】大直径冲孔灌注施工复杂，技术难度复高，本文通过对大直径冲孔灌注施工技术的概述，介绍其施工运用措施，希望可以为同类项目提供理论参考。

【关键词】大直径;冲孔灌注桩;施工运用

大直径冲孔灌注桩具有性能稳定、单桩承载能力高、施工应用技术成熟、对其周围环境影响小等多种优点，在大型桥梁和高速公路等建筑工程中得到了广泛的应用。对大直径冲孔灌注桩施工运用中的重点难点技术进行分析，阐述了大直径钻孔灌注桩在施工准备阶段、钻孔成孔阶段、钢护筒及钢筋笼制作阶段的施工技术和关键技术节点，对后续的大直径冲孔灌注桩施工起到一定的指导作用。

1、大直径冲孔灌注桩概述

大直径冲孔灌注桩是一种冲孔灌注桩，冲孔灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。大直径冲孔灌注桩施工是采用冲锤冲击成孔，利用泥浆护壁成孔，在孔内下放钢筋笼并灌注混凝土，成孔时将冲锤钻头提升到一定高度后利用自由下落的冲击力来破碎岩层，然后排除孔内的渣浆。冲孔灌注桩运用范围广泛，适用于填土层、黏土层、淤泥层、砂土层、碎石层、砾石层、岩溶发育岩层等各种土层中的施工，冲孔灌注桩直径通常范围是在800-1500mm，大直径冲孔灌注桩可达2500mm，冲孔深度最大可达50m左右。大直径冲孔灌注桩的优点是对施工现场建筑物和周围环境的影响小;桩长和直径根据具体工程设计的实际要求可以自由变化;桩端可深入各种复杂土层;单桩承载力大等。缺点是大直径的冲孔灌注桩成孔工艺较复杂，操作技术难度高，施工中容易产生质量事故，完工后不能立即承受荷载，冬季施工难度大;大直径超长的桩身，增加了施工难度和对施工设备的要求;钢筋笼因为大直径桩身重量变大，刚度和稳定性都随之降低;混凝土的浇筑施工量大;清渣工作难度大。

冲孔灌注桩施工工序：施工准备→制备泥浆→埋设护筒→铺设工作平台→安装机械设备定位→冲孔→清孔并检查成孔质量→制作安装钢筋笼→浇筑混凝土→拔出护筒→施工检查。

2、施工技术

2.1成孔

成孔前把护筒对称插扣连接，固定好埋设在稳定位置。准确定位桩心，在桩孔周围设置钢筋十字护桩配合定位。成孔施工中严格控制孔内的水位高于外面的水面，保证孔壁始终处于负压状态。成孔施工发生斜孔、塌孔等质量事故时，马上停止施工，及时发现原因并做出纠正措施。

2.2制作安装钢筋笼

2.2.1制作钢筋笼

严格检查的钢筋笼制作质量，特别是要重点检查主筋、加劲箍筋、螺旋箍筋的间距、加密区长度、主筋搭接、纵横筋交叉点的焊接质量及笼顶预留的锚固长度，避免钢筋笼发生变形，保证钢筋笼必须符合设计要求。钢筋笼保护层支架的设置一般沿钢筋笼长度间隔2-4m放置一组弧形钢筋支架， 每组设置4-6个保护支架，沿钢筋笼外圆均匀安放。保护层支架的设置即可避免笼体碰到护壁，也可保证砼保護层均匀以及钢筋笼在桩体内的位置正确。

2.2.2安装钢筋笼

在吊点处上下lm处增加设置加强补强环筋，保证制作的钢筋笼满足承受吊装的强度和刚度要求。大直径冲孔灌注桩钢筋笼的吊装采用双点起吊施工。入孔时需始终保持与笼轴线重合，并保证钢筋笼处于垂直状态，对准孔位轻起轻放，避免钢筋笼碰撞孔壁。如果吊装受阻及时查明原因，调整吊装方案，吊装过程禁止出现左右晃动、旋转、高起猛落、碰撞孔壁和强行冲击下放等情况发生。钢筋笼顶部标高必须符合设计要求，沉放钢筋笼的长度和孔深保持一致。连接上下两段钢筋笼时，在孔口将钢筋笼吊直，并在上下两段钢筋笼之间的主筋位置整合连接，上下两段钢筋笼必须保持垂直，然后焊接固定牢固，搭接长度采用单面搭接焊10d。

2.3浇筑混凝土

浇筑混凝土必须连续不间断的完成施工。每个大直径冲孔灌注桩的浇筑时间根据混凝土初凝时间控制。浇筑现场搅拌车出料速度应大于每分钟0.65m3，准备足够量的混凝土进行连续作业，合理控制浇筑作业时间在70min以上。在浇筑混凝土时，注意检查混凝土的塌落控制在18-20cm范围之内，对混凝土试块做好取样，大直径的冲孔灌注桩要保留一组试件。

2.4清渣

在施工过程中孔内会形成很多沉渣，影响成孔的效果和工程质量，泥浆性能影响清渣能力，结合工程情况选择合适的清渣工作可以提高成孔和清渣效率。现阶段常用的清渣方式主要是正循环法、泵吸反循环法和气举反循环法。正循环法是利用泥浆泵把泥浆吸进导管后流出，沉渣会随泥浆从桩孔溢出来，泥浆有效排出。因为泥浆密度和浓度比较高，造成孔内压力和四周作用力增高，影响桩身摩擦力和承载力。泵吸反循环法采用的设备复杂，系统不易操作，清渣效果不稳定，尤其不适合清理较大的沉渣。气举反循环法是利用空压机压缩空气引入导管，混合导管里的浆液和空气，利用里面和外部的压力差使桩底的沉渣上升后排出。对比三种清渣方式，气举反循环法是清渣最有效果的方式，满足工程对沉渣厚度和承载力要求，符合设计和规范要求的施工质量标准。

3、施工运用注意要点

3.1导管的构造和使用

导管厚度大于3mm，导管直径控制200～250mm之间，直径制作偏差小于2mm，导管的分节长度根据实际工程施工工艺要求确定，底管长度大于4m，接头宜采用双螺纹方扣快速接头;导管使用前进行试拼装和试压，试水压力0.6～1.0MPa;混凝土浇筑后应对导管进行清洁。

3.2混凝土浇筑的质量控制应

施工采用的混凝土宜掺外加剂，必须具备良好的和易性，通过试验确定混凝土配合比，混凝土宜选用含砂率宜为40%～50%的中粗砂;粗骨料可选用粒径小于40mm卵石或碎石;粗骨料粒径小于钢筋间距最小净距的1/3。施工前准备足够量的混凝土储备，开始混凝土浇筑时，导管底部到孔底的距离控制在300～500mm之间，导管埋入混凝土中深度2～6m。严禁导管提出混凝土浇筑面，施工中并注意控制提拔导管的速度，明确专人测量导管埋深和管内外混凝土浇筑面的高差，填写混凝土浇筑记录;必须连续施工，每根桩的浇筑时间按混凝土的初凝时间科学控制，对施工过程中的质量事故做好详细记录;严格控制最后一次混凝土浇筑量，高度宜超过0.8～1.0m，保证暴露的桩顶混凝土强度满足设计等级要求。每根桩浇筑到顶后应注意超出部分的质量，承包人应严格检查标高，标高按设计标高加800mm进行检查。混凝土浇筑必须控制好泥浆的含水率和泥浆比重，这是影响桩基质量的关键因素。

结语：

建筑工程领域施工技术不断发展提升，大直径冲孔灌注桩在各工程项目中的运用越来越普遍，施工经验的积累和施工技术的不断完善是十分重要的。通过建筑工程的不断实施，可以保证大直径的冲孔灌注桩保质保量的如期完成施工任务，保证承载力和沉降量满足设计和规范的要求。

参考文献：

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[2]建筑施工手册编写组.建筑施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.9：425.

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