吴刚

摘 要：本文主要针对复杂地质环境下冲孔灌注桩施工质量控制展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对施工场地地质情况以及易出现的质量问题作了系统的分析，并详细阐述了冲孔桩成孔质量控制重点，以期能为冲孔灌注桩的施工提供有益的参考借鉴。

关键词：冲孔灌注桩；质量控制；复杂地质

0 引言

冲孔灌注桩是要求在较短时间内快速完成混凝土灌注，其施工工序环节较多，要求技术较高，所以为了保证工程的施工质量，为了防止断桩等重大质量事故的发生，其做好施工质量管理、质量控制和采取事故预防措施至关重要。但是在复杂地质的环境下，冲孔灌注桩的施工质量会受到一定的影响，需要相关工作部门做好相应的质量控制措施，以保障灌注桩的施工质量。

1 工程概况

某工程建筑面积约62000m2，由8栋楼组成，地上层数15-16层，地下1层。二期工程地基基础设计等级为乙级，桩基安全等级为二级，基础采用冲孔灌注桩，以中-微风化花岗岩为持力层，桩端需进入持力层一倍桩径，桩钢筋笼沿桩身通长设置，桩身混凝土强度等级为C30水下砼。

2 场地地质情况以及易出现的质量问题分析

2.1 复杂地质

根据由当地勘测院提供的前期岩土工程勘察报告显示本工程具有淤泥超厚、局部沙层厚、各种岩层起伏变化大的地质特征，冲孔桩孔深最深处达到65m以上。

2.2 水文地质条件

本工程场地北侧处于一河汊，河底高程约为1.9～2.5m，场地内地下水主要为杂填土中的上层滞水，粗砂层中的承压水，以及岩层中网状孔隙裂隙水，地下水位稳定埋深约为罗零高程2.5～5.9m。

2.3 复杂地质常见质量问题

（1）本工程表层杂填土层超厚，最深处达到地面以下5.8m，并且杂填土中含有大量的条石和乱毛石，给冲孔桩开孔带来极大的困难。

（2）碎块状强风化花岗岩层厚以及岩石夹层多，不利于持力层的判定，极有可能对成孔质量造成难以弥补的影响，若判定不清将会造成重大质量事故。

（3）软土层厚，本工程场地地面以下6m-20m、30-50m左右为淤泥层和淤泥质土层，呈饱和，流塑状，该软弱土质层易发生冲孔桩成孔缩径和坍塌现象。

（4）局部砂层厚，本工程场地地面以下16m-34m左右为粗砂层，在冲孔过程中易造成塌孔、卡锤的现象。

（5）岩层起伏大，岩层结构起伏较大时，当冲孔桩达到岩面时，由于岩层面角度陡峭，这时极易出现冲孔偏位、卡锤的现象。

（6）软硬地层分布复杂，成孔冲击施工过程垂直度难以控制。

（7）桩长较长，成孔较深，加大成孔难度以及地下不可控的风险。

3 冲孔桩成孔质量控制重点

复杂地质条件下，冲孔灌注桩成孔施工的难度相应增加，本工程采用的冲击钻成孔施工控制更为复杂。结合前期勘察报告中数据及以往施工经验，对冲孔灌注桩成孔施工质量控制要点作如下具体分析：

3.1 泥浆质量控制

在冲孔灌注桩的施工中，泥浆质量控制发挥了至关重要的作用。由于本工程复杂的地质条件，因此在成孔施工中必须严格控制泥浆质量。

（1）泥漿制作，由于本工程的淤泥层和砂层超厚的特点，在制作泥浆的过程中应适当加入膨润土，提高泥浆的粘度，可在孔壁形成泥皮隔断孔内外渗流，起到防止塌孔的作用。

（2）泥浆循环，应根据地层情况来确定泥浆稠度，配制钻孔循环的泥浆，其稠度应视地层变化或操作要求机动掌握。泥浆太稀，排渣能力小，护壁效果差，泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。

（3）泥浆置换，在进入强风化、中风化、微风化时应采用制备泥浆，同时加大泥浆比重，加大泥浆的携渣能力。由于进入风化层后，泥浆含砂率较高及携渣能力较大，在泥浆循环时采取滤砂和滤渣措施：一方面及时清理泥浆池内沉渣，另一方面采用在排浆沟上设过滤网或采用滤砂筒。

3.2 冲击成孔的质量控制要点

（1）开孔控制

由于本工程表层土为杂填土，杂填土埋深约2～5m，其中存在着大量乱毛石和条石，因此开孔时，桩锤应低锤密击，减少对周边土层的扰动，防止毛石的滑落造成卡钻。

（2）主要土层、岩层冲程控制

根据以往施工经验，成孔过程中冲程大，则冲击力大，对孔壁的扰动力大。由于软土的触变性，很容易因外力扰动而造成结构破坏，呈流塑状.造成孔壁坍塌。因此，在冲击成孔钻进至软土层时要用小冲程反复冲孔造壁，冲程宜控制在0.5～1.Om范围。根据地勘资料显示，本工程的粗砂层厚薄不一、分布不均。根据该种特点，粗砂层较薄的情况下，可加大泥浆比重，冲击成孔时采用小冲程反复冲击的方法，使泥浆挤入孔壁周围的土层，以增加孔壁稳定性的目的；粗砂层较厚的情况下，宜加大泥浆比重，并且采用中冲程，冲程宜控制在2～3m范围，以减少冲击成孔过程对孔壁砂层的反复扰动，保证孔壁的稳定。

由于本工程的岩层埋深较深，当钻进至入强风化岩岩层时，孔深约在50m附近，孔内泥浆对钻头冲击的阻力加大，此时宜加大冲程，但不宜超过3m。当发现有轻微卡锤现象时，应立即降低冲程，采用低锤密击或间断冲击，以免造成卡钻。

（3）主要土层、岩层钻进速度控制

钻进速度与冲击频率有关，较快的冲击频率会造成对孔壁软土层的持续扰动，控制冲击频率，可使软土的结构能在冲击间隙内恢复，可有效预防塌孔。

在淤泥土层中冲击成孔时，钻进速度过快，易造成塌孔。根据以往冲击成孔的施工经验，钻进至淤泥层时，冲击频率宜控制在2O～30次/min范围内，钻进速度2～3m/h。

在粗砂层中冲击成孔时，可适当加快钻进速度，以缩短在砂层的停留时间，减少塌孔。根据以往冲击成孔的施工经验，钻进至粗砂层时，冲击频率宜控制在30～35次/min，钻进速度1～2m/h。

在强风化岩层中冲击成孔时，可适当提高冲击频率，由于强风化岩岩层的稳定，基本不存在塌孔的现象。根据以往冲击成孔的施工经验，钻进至强风化岩层时，冲击频率宜控制在35～40次/min范围内，钻进速度0.5～1.5m/h。

（4）持力层判定

本工程以中-微风化花岗岩做为持力层，而持力层岩面的判定需以岩样为主以地勘标高为辅。正常的岩面判定做法为在孔口捞取泥浆循环的泥浆携渣，检查携渣中的岩样。

由于本工程部分冲孔桩孔深达到60m以上，判定持力层所需岩样难以随泥浆循环携带至孔口，为保证质量需结合如下几个步骤综合判定：

①采用掏渣筒进行孔底掏渣，检查掏渣筒的岩样，掏渣筒中的中-微风化花岗岩的岩样比例需大于碎块状强风化花岗岩比例；

②参考地勘报告，绘制桩孔岩面标高图，需冲孔至地勘岩面标高；

③每小时进尺小于20cm。

同时满足以上3个要求方可判定入持。

本工程现场实际情况中，场地内存在部分碎块状强风化花

岗岩（岩2）和一些岩石夹层，质地也极其坚硬，其岩样色泽与中-微风化花岗岩接近，施工中常发现未钻进至地勘标高，则已出现中-微风化的岩样，干扰持力层的判定，此时判定持力层需以参照地勘标高为主，必要时需联系业主和设计单位进行补勘。对于相邻地勘点间距较远的位置、岩面起伏较大的位置以及岩面难以判定的位置，需提前联系业主和设计单位进行补勘，以保证成孔质量。

4 结语

综上所述，冲孔灌注桩有许多优点，但成桩质量也受到多种因素的干扰和制约，严重时会导致桩身承载力下降，甚至造成病桩、断桩等重大质量事故。特别是在复杂地质的施工环境下，必须要做好相应的质量控制措施，在保障冲孔灌注桩施工质量的同时，减少施工意外事故的发生。

参考文献

[1]李安.复杂地质条件下冲孔灌注桩施工控制要点[J].科技信息.2011（29）.

[2]曾喆.3～#坝复杂地质条件下冲孔灌注桩施工技术[J].商业文化（下半月）.2011（04）.