浅析冲孔抛石层上冲孔灌注桩成孔技术

论文导读：
摘要:灌注桩施工也有其隐蔽性，含有人工抛石层的地基又有其独特的复杂性。本文就抛石地基上的冲孔灌注桩成孔施工特点及应采取的技术措施、常见的事故预防与处理作简要介绍。
关键词:抛石地基;冲孔灌注桩;成孔技术
Abstract: Pile construction also has its concealment; containing artificial riprap layer foundation has its unique complexity. In this paper, the bored pile of rubble foundation into common hole construction characteristics and technical measures should be taken, the accident prevention and treatment are briefly introduced.
Keywords: rubble foundation; bored pile; drilling technology

1 前言
灌注桩在重型建筑物、桥梁和港口建筑的基础工程中得到了越来越广泛的应用。但是由于冲孔灌注桩施工的现场作业环节多，影响其质量的因素多，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。特别是在复杂的地质条件下的冲孔灌注桩常会出现缩径、塌孔、断桩、砼离析、桩身局部夹泥等质量问题，比如福建省可门港口的地基就有大量的人工抛石层，由于这种人工地基的特殊性，使灌注桩的成孔施工难度增大许多。本文就这类地基上的冲孔灌注桩的成孔施工技术问题，谈谈一些粗浅的认识和体会。摘自：毕业论文文献格式www.7ctime.com
2 抛石层上冲孔灌注桩成孔施工的特点

2.1 地质的复杂性

在含有抛石层的工程地质其形态往往异常复杂，靠现有的地勘手段还无法完全摸清。由于抛石层石块间隙大，如不采取特殊措施，冲孔灌注桩成孔施工时难以利用泥浆进行护壁。在受潮汐影响的河口地区或海岸施工时，因受到水位涨落的影响，钻孔内很难保持静水压力的稳定，加上成孔时的机械和其他外力的作用，使成孔过程常会出现塌孔现象。抛石层下卧的地层往往是软弱土层，上部又大多覆盖着其他回填土层（或淤积土），使其更具复杂性。此外，抛石层的石体强度高，冲锤损耗大，并含有大粒径石块，成孔工期是一般地质条件下的1～3倍。

2.2 施工工艺的不确定性

在抛石层进行灌注桩成孔施工，同一种桩机、同一种工法在不同的位置上成孔其技术要点就往往不同。由于地质条件的复杂多变和勘察手段的局限性，每一根灌注桩都不会处于相同的地质条件。这就要求成孔施工工艺要灵活多变、适应性要强。

2.3 成孔过程不可预见的困难多

2.3.1 漏水漏浆。由于抛石地基的历史形成、范围分布、走向、石块的大小等资料反映不可能十分准确，施工中常常是“摸着石头过河”，加上抛石层石块间隙大，直接受潮汐或地下水的影响，常在钻进过程中因突然漏水漏浆导致孔内水头迅速下降，造成护筒挤压变形或塌孔、埋钻，甚至危及水上冲孔平台的安全等事故。
2.3.2 涌泥涌砂。在成孔进尺穿过钢护筒刃脚后，由于抛石层的透水性和孔外水压力的作用，极易产生涌泥涌砂现象。
2.3.3 下护筒困难。在抛石层中成孔，最理想的是使钢护筒穿透整个抛石层。但由于抛石层石块与护筒之间的作用力大，使钢护筒刃脚很难达到理想的标高位置。
2.3.4 意外事故多。成孔过程中发生塌孔、埋锤、卡锤、掉锤、斜孔等事故的机率比一般的冲孔桩高很多，且处理难度也较大。例如福建漳州客运码头工程引桥桩所处位置地质为人工回填开山石，因护筒跟进困难而在护筒无穿透回填开山石层的情况下施工，在成孔过程中突然塌孔，将冲锤埋在孔底，上覆的巨石单块重量达一吨以上。
2.3.5 清孔难度大。由于抛石地基的特殊性，往往孔壁稳定性较差，还会造成沉渣超标。当清孔换浆过程中泥浆比重降低、粘度下降时，也容易论文导读：
发生渗漏、塌孔事故。
2.3.6 成孔工效低。抛石层的石块强度较高，且石块之间的间隙大，在冲锤的作用下，石块会产生错动；相对其他基岩而言，石层弹性大，造成成孔效率低，设备损耗大。
3 抛石层上冲孔灌注桩成孔施工的技术准备工作
鉴于含有抛石层地质情况的复杂性，因此做好施工前的技术准备工作是工程顺利与否的关键环节之一。
3.1 当灌注桩的位置设计必须在抛石层上时，应做好详细的前期勘测工作。施工前要有针对性地采取各种必要的补勘手段，如补充钻探、采用地质浅层剖面仪测探等。要尽量掌握抛石层的基本情况，如范围、厚度、埋深、走向、石块大小、基岩及地下水或潮水的影响情况等。
3.2 要根据设计、规范要求及现场的地质情况，研究成孔工艺和应对施工中可能遇到的技术难题的对策，并编写详细可行的施工方案，以指导现场施工。
4 成孔技术的要点
由于抛石地基的复杂性和冲孔灌注桩成孔施工的特殊性，所以成孔施工除了按常规的工法进行施工操作外，还必须根据不同的情况采取不同的技术工艺。
4.1 当抛石层厚度较小（小于5m）时，可采用粘度较大的成块粘土加少量强风化石护壁成孔。这种土在浸水后不易溶解成浆，经冲击锤冲击后，粘土夹风化石颗粒往孔壁块石的间隙挤压，形成不透水孔壁。清渣则采取反循环清碴或捞碴筒捞渣的方法。
4.2 当抛石层厚度较大（大于5m）且石块粒径较小时，可采用钢护筒跟进到一定深度后，再采用4.1的处理方法继续成孔。
4.3 在抛石层厚度较大（大于5m）且石块粒径较大时，由于其透水性极强，采用上述方法将很难达到理想的护壁效果。可先采用大于设计桩径约40～50cm左右的冲锤冲击成孔，钢护筒（外护筒）随之跟进，直到钢护筒下不去为止，然后把略大于设计桩径的内钢护筒放入外护筒之中（即双护筒或多护筒），换较小的锤继续冲击成孔，同时内护筒随之跟进（如图1所示）。
4.4 如抛石层下卧的土层是砂或淤泥等软弱土层，当冲孔作业时砂或淤泥受冲锤作用扰动或产生流失时，对抛石层和上部荷载的承载力减弱，极易造成抛石层塌落，这时原则上要求钢护筒穿透抛石层。假如抛石层无法穿透，则应在成孔进尺到砂或淤泥层2m左右时往孔内灌注水下砼，待3d后重新成孔（如图2所示）。

4.5 在遇到抛石层上方的覆盖层为回填杂土或砂性土等松散易塌的地质情况时，采用护筒有时无法保持抛石层上方覆盖土层的稳定。在这种情况下，可采用冲锤冲进抛石层约2m左右后，往孔内灌注低标号砼（厚度约2～3m），并使部分砼挤进覆盖层底部，待3d后重新进行成孔施工。

4.6 要注意冲锤的选择。一般以4瓣锤为宜，锤底的锤牙长度宜短。

4.7 当遇大石块面层不平或孔底岩面冲击面不平时，可加入小粒径块石和片石，以免锤体损坏和因冲击锤的大幅摆动而碰坏孔壁。