岩土工程中混凝土灌注桩在施工工艺及技术张会杰

岩土工程中混凝土灌注桩在施工工艺及技术张会杰

张会杰

河北豫龙建工集团有限公司河北省石家庄市050000

摘要：随着社会的不断发展，岩土工程在城市建设中所占有的地位越来越突出，作为岩土工程中的重要施工环节，混凝土灌注桩施工质量将会直接对岩土工程的质量造成影响，因此相关人员必须加强对其的重视，积极的采取措施对岩土工程中的混凝土灌注桩的施工工艺水平进行提升，为岩土工程施工顺利推进目标的实现奠定基础。

关键词：混凝土灌注桩；施工技术

混凝土灌注桩施工时应遵守国家及行业规定，确保混凝土灌注桩施工的质量符合国家有关规定，同时为避免和减少事故的发生，要充分做好施工准备工作，在施工前合理确定施工方法、检查施工机具，施工时严格遵守施工工艺，施工完毕后，及时检查施工质量，只有这样才能确保混凝土灌注桩施工质量达到国家标准。

一、混凝土灌注桩的分类及施工顺序

1.混凝土灌注桩的分类

1.1端承桩

端承桩在指承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受，桩侧阻力较小，可以忽略不计，称为端承桩，也称为柱桩。在采用钻、挖掘成孔时，必须保证桩孔进入设计持力层深度；当采用锤击沉管法成孔时，沉管深度控制以贯入度为主，设计持力层标高为辅。

1.2摩擦桩

摩擦桩是指当桩穿过并支撑在各种压缩土层时，主要依靠桩侧土的摩阻力支撑垂直荷载，这样的桩就称为摩擦桩。摩擦桩以设计桩长控制成孔深度，端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进持力层深度，当采用锤击沉管法成孔时，桩管入土深度控制以标高为主，以贯入度为辅。

2.混凝土灌注桩的施工顺序

对没有挤土作用的钻孔灌注桩，一般按现场条件和桩机行走方便的原则确定成孔顺序。对挤土作用和振动影响的冲孔桩、沉管桩、爆扩桩等，一般可结合现场施工条件，采用下列方法确成孔顺序：首先间隔一个或两个桩位成孔，并在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔，对于单个承台下桩数在五根以上者，中间桩先成孔，外围桩后成孔，而对于同一个承台下的爆扩桩，可采单爆或联爆法成孔。当采用人工挖孔桩的桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时，应采用跳挖，排桩挖的最小净距不得小于4.5m，孔深不宜大于40m。

二、灌注桩的施工工艺

1、钻孔设备的选择

本工程采用回旋钻孔机，选用该种钻孔机是因为该机的最大钻孔直径可达2.5m，钻进深度可达50-100m，适用于碎石类、淤泥质粘土、回填土等多种地质条件。回转钻孔机由机械动力传动，配以笼头式钻头，可以多档调速或液压无级调速，以泵吸式反循环或正循环泥浆护壁方式钻进，设有移动装置，设备性能可靠，噪音振动小，钻进效率高，钻孔质量好。

2、施工工艺的首要工作

钻孔灌注桩是先成孔，然后吊放钢筋笼，再浇灌混凝土而成。依据地质条件不同，分为干作业成孔和泥浆护壁（湿作业）成孔两类。本工程由于处于沿海地区，回填土碾压夯实状况较好，所以采用干作业方法施工。

2.1施工过程的几个步骤

工程打孔未遇地下水，在试桩时，钻出地基土为粗砂，且含水量符合设计要求，因采用干作业成孔。施工顺序：场地清理--测量放线定桩位--桩机就位--钻孔取土成孔--清除孔底沉渣--成孔质量检查验收--吊放钢筋笼--浇筑孔内混凝土。

2.2施工中的注意事项

2.2沉管灌注桩：该桩型具有设备简单，施工速度快等优点。但据我国南方有关资料统计，该桩型有质量问题的桩高达20%，因成桩质量也造成一些工程事故。

该桩型易发生的质量问题有：（1）锤击或振动沉管过程的冲击力和振动力以弹性应力波传播方式在周围土体中衰减和消散，靠近沉管周围土体以垂直振动为主，远离一定距离以水平振动为主，振动力和侧向挤土作用易把初凝的邻桩振断。（2）拔管速度过快，管内混凝土高度过低，不足以产生一定的排挤压力，在软土层部位易产生缩颈或断桩。（3）桩间距过小，沉管过程易使地表土隆起，在邻近桩产生一竖向上拔力，把初凝的桩拉断。（4）地下存在有承压水的砂层，砂层上又覆盖透水性差的粘土层，由于压力水作用，易沿未凝固的混凝土桩身向上消散压力水，桩顶出现冒水现象，凡是冒水的桩都形成断桩。（5）预制桩尖质量差，沉管过程被击碎后塞入管内，当拔管至一定高度后，桩尖下落被孔壁卡住，形成桩身下段无混凝土，俗称“吊脚桩”。（6）不是通长配筋的桩，钢筋笼在管内位置控制不准，常在破桩头时找不到钢筋笼，成为废桩。（7）当土层有硬夹层时，例如标准贯入击数N大于30击，厚度达2m左右的砂层，沉管不易穿透，达不到设计标高。

2.3钢筋笼的施工方法

本工程在清孔时，应立即安放钢筋笼，并浇筑混凝土。本工程钢筋笼在现场制作，钢筋笼长度为10m，深入承台长度为500mm，作时施工单位按照图纸要求将主筋环向均匀布置，箍筋直径及间距、主筋保护层、加劲箍的间距等均应符合设计要求。对于钢筋余料，可以采用焊接方法进行制作钢筋笼，但焊接质量必须符合施工质量及验收规范。按照设计图纸要求，施工单位在焊接钢筋笼主筋净距必须大于3倍的骨料粒径，加劲箍宜设在主筋外侧，钢筋保护层厚度不应小于35mm。施工时在主筋外侧安设钢筋定位器，以确保保护层厚度。为了防止钢筋笼变形，在钢筋笼上每隔2m设置一边加强箍，并在钢筋笼内每隔3-4mm装一个可拆卸的十字形临时加劲架，在吊放人孔后拆除。吊放钢筋笼时应保持垂直、缓缓放人，防止碰撞孔壁。若造成塌孔或安放钢筋笼时间太长，应进行二次清孔后再浇筑混凝土。

3施工中的注意事项

沉管灌注桩：该桩型具有设备简单，施工速度快等优点。但据我国南方有关资料统计，该桩型有质量问题的桩高达20％，因成桩质量也造成一些工程事故。该桩型易发生的质量问题有：

1、锤击或振动沉管过程的冲击力和振动力以弹性应力波传播方式在周围土体中衰减和消散，靠近沉管周围土体以垂直振动为主，远离一定距离以水平振动为主，振动力和侧向挤土作用易把初凝的邻桩振断。

2、拔管速度过快，管内混凝土高度过低，不足以产生一定的排挤压力，在软土层部位易产生缩颈或断桩。

3、桩间距过小，沉管过程易使地表土隆起，在邻近桩产生一竖向上拔力，把初凝的桩拉断。

4、地下存在有承压水的砂层，砂层上又覆盖透水性差的粘土层，由于压力水作用，易沿未凝固的混凝土桩身向上消散压力水，桩顶出现冒水现象，凡是冒水的桩都形成断桩。

5、预制桩尖质量差，沉管过程被击碎后塞入管内，当拔管至一定高度后，桩尖下落被孔壁卡住，形成桩身下段无混凝土，俗称“吊脚桩”。

三、质量通病的处理

1.断桩

1.1产生原因

混凝土灌注桩在施工时应注意断桩，断桩原因主要有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压产生的水平推力和隆起上拔力的影响，软硬土层传递水平力不同，对桩产生剪应力，桩身混凝土终凝不久，强度弱，承受不了外力的影响。本工程在施工时，为避免出现断桩，在施工前进行详细的施工组织设计。首先布桩应坚持少桩疏排的原则，桩与桩之间中心距不宜小于3.5倍桩径，在桩身混凝土强度较低时，尽量避免振动和外力的干扰，因此要合理确定打桩顺序和桩架行走路线，对于采用跳打法必须严格控制对邻桩的影响。控制时间法指在邻桩混凝土初凝以前，必须把影响范围内的桩施工完毕。

1.2处理方法

对于断桩的检查与处理：在浅层（2-3m）发生断桩，可用重锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振，深处断桩目前常用动测或开挖的办法检查。断桩一经发现，应将断桩段取出，并将桩孔清理干净后，略增大面积并设置连接桩箍，再重新浇筑混凝土以补做桩身。

参考文献：

[1]王慧东.桥梁敦台与基础工程.中国铁道出版社，2005.

[2]周华，周海兵.正交异性板薄板的弹塑性后屈曲分析.湖南大学学报，2003