中建四局土木工程有限公司 广东省深圳市 518000
摘要：我国高速公路的建设规模逐步扩大，在各类复杂地质环境下，灌注桩取得广泛应用，并且起到了良好的工程施工效果。本文重点针对灌注桩施工工艺当中，冲击成孔以及旋挖成孔技术展开的分析，同时提出了相应的灌注桩施工要点，对提高灌注桩施工的整体质量打下了良好的保障。
关键词：灌注桩；冲击成孔；旋挖成孔；施工质量
引言
所谓的灌注桩施工技术，在实际的应用过程中主要是依照预先设定好的桩体施工位置，依照工程实际施工环境状况，运用相对应的灌注桩施工技术来加以开展。在施工中需要在桩体的升位上直接进行钻孔操作，等到钻孔操作完成之后在桩体对应位置上的钻孔内部放入钢筋笼，然后再向其中灌入一定量的混凝土材料完成了整个灌注桩施工。其中开孔之后的桩体位置截面相对较大，并且呈现为圆形。在灌注桩施工过程中，主要的施工方式分为两种，一种是通过机械成孔灌注桩的施工方式，主要分为了冲击成孔和旋挖成孔技术，另外一种是通过干作业成孔灌注方式，主要是以人工挖孔技术和沉管灌注技术等作为主要的施工方法，本文重点针对灌注桩施工过程中的冲击成孔以及旋挖成孔技术展开了分析和研究，并且对两项技术的应用效果进行了分析和探索，不断提高灌注桩施工的整体质量。
1施工管理要点
1.1钻孔垂直度
钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要环节。钻孔斜率超标，会影响钢筋笼下放入孔，同时桩的受力状态会被改变，导致桩头偏位，造成桩承载时偏心受压，在砂土类地层中孔壁极易塌孔，沉渣不宜清除。为避免钻孔倾斜，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。对于地基软弱不均、岩层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其他硬物的情形，要降低钻速。处理大孤石和坚硬岩石，采用旋挖钻进是有效的方法。
1.2施工步骤分析
冲击成孔技术在使用过程中，主要是使用冲击钻来进行操作，冲击钻设备在使用过程中主要是通过机械动力产生的冲击以及旋转力灌注桩实现良好的成孔效果。冲击成孔技术的施工工艺步骤相对比较复杂，主要可以分为以下几个方面：首先，需要在桩体的位置上测量出需要钻孔的新位置，并且对施工位置进行全面的质量检查，防止出现干扰问题。其次，将护筒直接设置在桩体的旁边，对桩备上的成孔位置来进行二次检测，有效保证施工位置的准确度。启动冲击钻直接对着施工区域来进行检查，观察是否符合工程的整体性要求，完成钻孔施工之后需要对钻孔进行彻底的清理，最后依照工程的施工标准，在钻孔当中放入钢筋笼，然后进行混凝土材料灌注。
1.3泥浆
在钻孔灌注桩的施工中，泥浆质量对于成孔质量以及桩承载力的影响非常大，目前桩基施工班组缺乏对泥浆质量和泥浆管理的重视，泥浆质量差，对其后果造成不良影响，主要表现：（1）无法形成护壁泥膜，或形成的泥皮黏附力差、易于脱落，导致孔壁稳定性差，在砂性土地层易于塌壁，在流塑状黏土层则易于缩孔。（2）泥浆稠度大、比重大、含砂率高，形成的泥皮质量差、大大降低桩的侧摩阻力。（3）比重大的泥浆在钢筋笼钢筋上沉积黏附，导数钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大，使得砼水下灌注阻力增大，降低砼的流动半径，使砼骨料大部分堆积在桩芯部位，而钢筋笼外几乎无骨料，桩身质量差，桩的侧摩阻力也难以发挥。有的工程计算承载力在10000kN以上，而静载试验不到5000kN，其中就有泥浆的影响。在空气中坍落度为22cm、扩散直径为38cm的砼，在水中坍落度下降为17cm、扩散直径为31cm，而在比重为1.2的泥浆中，坍落度则为14cm，扩散直径只有27cm。因此，对泥浆质量的控制决不是个小问题，其直接影响成桩工艺的最终质量。
1.4埋设护筒
利用护桩引出桩位，采用挖坑、静压法完成钢护筒的埋设作业。为避免孔口坍塌现象，要全面确保护筒埋设质量，此举也是旋挖作业中尤为关键的内容。以10mm厚的钢板为原材料，通过卷制的方式形成护筒，护筒内径比设计桩径要宽20cm，护筒长度均控制为2.5m，于上部增设溢浆孔，以机械埋设的方式为主，辅以人工作业，在钻机旋挖斗的作用下将其压入土中，实际埋深需达到2.2m。若施工现场为淤泥层或流砂层，考虑到稳定性要求，需适当增加长护筒，护筒位置中心与桩位中心的偏差应满足≤50mm的要求，并使得护筒埋设满足垂直的要求，允许微量倾斜但必须在1%以内。
1.5砼灌注
砼灌注是最关键的一道工序。必须严格按设计强度配制砼，在保证砼质量合格的前提下，导管法水下灌注砼质量难以控制的主要原因包括两个方面：（1）不能像上部结构施工那样逐层振捣；（2）由于导管埋在泥浆和砼中，砼的灌入阻力非常大，要克服很大的灌入阻力保证砼桩身质量，必须有相当大的冲击力，冲击力越大，完成每一斗砼灌注的时间越短，砼桩身越均匀。由于砼是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒径则摩擦系数不一样，因此仅靠静力平衡产生的超压力缓慢流淌，则易造成砼粗骨料在桩芯堆积，随半径增大而递减。桩身不匀，则影响桩的抗压强度。目前最常见的水下砼灌注法的缺点主要有以下几点：（1）在向砼大料斗投料过程中，砼的绝大多数势能在撞击斗壁的碰撞中损耗掉，砼料落入导管中不连续，无法形成较大的冲击能量，使砼没有足够的力量向四周挤压、扩散，桩的摩阻力严重降低。此外，还容易使桩身不均匀。（2）砼料绝大多数要经过反弹再落入导管，容易造成砼离析和堵管。（3）吊车吊钩上下移动速度慢，无法产生较大的加速度，因此砼料的下落没有足够的压力，造成砼料在导管附近堆积成钟乳形断面。由于不能将隔浆层水平顶升，在钟乳形断面塌落时容易裹入泥浆，造成夹杂泥芯。（4）由于导管上下移动次数过于频繁，使得泥浆不断沿导管壁掺入砼中，影响桩身砼质量。（5）施工人员为省事、怕麻烦不做砼导料管的水密性闭合试验，导致导管有漏浆现象。
1.6冲击成孔与旋挖成孔技术的联合运用策略
为了充分体现出冲击成孔和旋挖冲孔技术的联合使用效果，以我国贵州省某工程施工展开了分析和研究，该工程处于贵州省境内，依照现场的地质勘测资料，在施工区范围内没有存在非常明显的地层断裂活动特征，地质条件构成相对比较稳定。通过实地勘测，素填土的厚度在1.5~3m之间，淤泥质粘土厚度在2~3m之间，岩石层厚度在5~8m之间，同时还存在3~30m范围内的中风化灰岩岩石条件[3]。在灌注桩施工过程中根据工程实际的施工状况，施工人员结合了工程的施工标准计划使用冲击成孔技术，在5-6d范围内完成一根灌注桩浇筑施工，在实际的钻孔施工当中效率相对较低，钻孔施工的效率大约每天2~3m，依照这一速度继续施工，那么整个施工周期将会大大延长。达到工程的整体施工标准使用冲击成孔和前旋挖孔技术联合的钻孔施工方法来加以保障。通过冲击成孔和旋挖成孔技术之间的有效联合使用，在碎块状强风化灰岩25m的桩体施工仅使用了8h时间就完成了相应的钻孔施工，整体的钻孔施工效率明显提升。由此可以看出，在针对碎块状强风化灰岩厚度较大的地层结构采用旋挖成孔和冲击钻孔技术联合的施工方法在整个施工效率上相对较高，不但可以有效提高成孔的速率，同时还可以提高工程的整体施工效率。
结语
在灌注桩施工工艺当中，冲击成孔技术和旋挖成孔技术的运用效果非常明显，相关施工人员在针对不同的地质条件下，需要采取针对性的施工方案来加以保障，有效提高灌注桩的整体施工质量和安全性。
参考文献：
[1]陈航宇.沿海复杂地层大直径超深灌注桩成孔施工技术[J].施工技术，2019，48（S1）：88-91.
[2]程志求.大斜面溶岩区大直径大承载力嵌岩灌注桩施工技术[J].安徽建筑，2019，26（5）：62-65.