大孔径混凝土桩施工应注意事项及易发问题解决措施
摘要：在目前，工程建设领域中钻孔灌注桩应用领域越来越广，桩径范围也逐渐扩大，与此同时，大孔径混凝土灌注桩施工中带来的技术及现场生产管理所面对的各种易发问题越发突出。在此本人将在本文中，结合本人参与施工的大孔径混凝土灌注桩的相关问题做适当的阐述和分析。
该项目桩基主要为抗滑桩（钻孔灌注桩），桩径为φ3000桩长（含桩顶方桩）30m ~40m。由于施工现场场地狭小，设计桩径较大，土层结构较为复杂，穿透岩层较厚，不利于大型钻机的施工，结合目前省内常规施工机械的特点，确定使用冲击钻钻孔机进行施工。
冲击式钻机主要用于卵砾石地层或坚硬的基岩地层，也适用于粘土、粉砂土、中粗砂地层。它以钻头自由落体的方式冲击各类土层和卵砾石层，挤土为主，排渣为辅。考虑到此类大孔径混凝土灌注桩施工方法与常见混凝土灌注桩施工方法有共性一面，故本文仅对大孔径混凝土灌注桩特殊一面进行适当的阐述和分析。
关键词：大孔径混凝土灌注桩；施工工艺；施工易发问题及解决措施
中图分类号:TU377 文献标识码：A
1.1、钻孔灌注桩施工工艺流程（冲击钻）
1.2、灌注桩成孔施工
1.3、钢筋加工及二次清孔
①钢筋笼加工及吊放
1.3.1.钢筋骨架制作：钢筋笼骨架在制作场内分节制作。
采用胎具成型法：用槽钢和钢板焊成组合胎具，每组胎具由上横梁、立梁和底梁三部分构成。上横梁和立梁分别通过插轴、角钢与底梁连接，并与焊在底梁上的钢板组合成同直径、同主筋根数、有凹槽的胎模。每个胎模的间距为设计加劲箍筋的距离，即按每节钢筋骨架的加劲箍筋数量设立胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧，按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋，全部焊完后，拆下上横梁、立梁，滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，最后安装和固定声测管。
1.3.3.钢筋笼的存放、运输与现场吊装
钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方，以免受潮或沾上泥土。
钢筋骨架运输与吊装：因钢筋骨架较大，节数较多，运输时采用大吨位吊机配合平板运输车进行运输与吊装。需要注意的是,必须对加工场地进行检查，对硬化程度不够部位，要进行二次硬化，防止场地承载力不能满足大吨位吊车吊装、平板车运输需要。
其次，在车辆运输时必须对运输线路进行模拟运输，试验车辆的通过能力、爬坡能力、道路范围内是否存在运输障碍。与此同时，在运输时，因施工现场临时道路或社会道路不确定因素较多，须设专人指挥交通。
由于安放钢筋笼及导管时间较长，孔底产生新的沉渣，待安放钢筋笼及导管就序后，采用换浆法二次清孔，以达到置换沉渣的目的。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求，且复测孔底沉渣厚度达到要求后，清孔完成，立即进行水下混凝土灌注。
1.4、水下混凝土灌注
1.4.1、混凝土灌注前准备
（1）办理好各桩孔终孔及钢筋隐蔽验收手续。
（2）二次清孔满足设计及规范要求并经监理验收。
1.4.2、混凝土灌注施工
（1）本工程利用钻机提升导管进行混凝土的灌注，并采用商品混凝土。
（2）专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，填写水下混凝土浇注记录，随灌注进度随时测量砼面上升高度，导管埋深控制在2～6m，严禁导管提出混凝土面，如果混凝土埋管超过6米以上，应起拔导管后再次灌注。然后再上小斗进行灌注，依此作业直至灌注至设计要求标高。
（3）桩身较大，必须考虑到混凝土供应能力及其他施工机械突发问题，保证灌注连续性。
（4）控制最后一次浇注量，桩顶不得偏低，应凿除的泛泥浆高度必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值。
（5）灌注桩充盈系数不小于1.05，且不宜大于1.25。
2、大孔径冲击钻孔灌注桩相关技术要求、易发问题及解决措施
2.1、大孔径冲击式钻机技术要求
(1)冲击钻头重量较大，必须考虑提升卷扬机的提升能力。在选配卷扬机时，卷扬机提升能力一般为锤重(钻头重)的1.2～1.25倍。当钻头重量较轻或被磨损时，可在钻头上对称焊接钢轨以增加钻头重量。冲击钻头上必须有转向和打捞装置
(2) 冲击式钻机除了钻头重量需认真选定外，还应注意钻头的长度，一般较长的成孔，我们需选择较长(或较高)的钻头，或管状钻头。一般钻头高度不应小于1.5～2.5m，个别用到4～6m。
2.2、 大孔径冲击式钻机施钻时应注意的事项
1、 应注意钻头有效悬距，控制钻头刃脚底离孔底距离为50～80cm。此时钢丝绳突放，钻机运行平稳，钻进效率高，钢丝绳不会激烈抖动，锤击不会放空。
2、冲击成孔时要求：在开钻时，应低锤密击，锤的提升高度在50～60cm左右。采用粘土、碎片石泥浆，在锤体冲击挤压下，将首层回填土挤密实以防止塌孔。至孔深超过护筒底3～4m左右，才可加大冲程、频率，进入正常施工状态。在冲击成孔全过程中应少松绳，勤松绳，勤掏渣，掏渣时注意水头的保持。
3、大孔径冲击式钻机成孔过程中，常会发生卡钻，和钢丝绳突然滑断使钻头落入孔底，因此必须备有打掏工具。常用的有打捞钩，多面打捞钩、打捞套。遇到卡钻，不能硬拉，防止拉断钢丝绳。埋设深度较大时，须会同业主、监理、设计共同研究相关对策。
2.3、大孔径冲击钻成孔中可能发生的事故和处理
(1) 钻孔偏斜：主要由于土层硬度不均匀，或冲击时有探头石，漂石或大孤石，使钻头受力不均而造成斜孔。钻机机座安置不平或有不均匀沉陷亦会造成斜孔。
预防措施：机座必须坚实牢固和经常检查及时调整。对于土层密实度、硬度不一，或有探头石和孤石的情况，建议先对探头石和孤石处回填碎石，填至基本与探头石齐平，然后大冲程(高冲程)冲击探头石(孤石)，使其断裂或破碎。并防止探头石处塌孔，做好应急防护措施，同时采用长钻头低冲程，逐段修正孔壁。
(2) 孔壁坍塌、流砂涌入孔内：本工程的地层情况，可能在探头石处理时发生塌孔，或孔壁岩土不密实，在动水压作用下，颗粒土体向孔内移动而掏空孔壁造成塌孔。处理措施：加大泥浆比重，在塌孔处大量投填粘土、水泥、碎片石混
合料，然后低锤密击，使土，水泥石混合料挤入孔壁，形成较紧密的新孔壁，再根据钻孔记录，逐渐向上抛填，逐层低锤密击挤压，逐步处理。或采用施工止水帷幕方法，在大孔径桩周围施作高压旋喷桩，在桩身周边形成一圈止水墙，防止出现此类现场。
2.4.大孔径钢筋笼制作安放的一般要求： 1）、钢筋笼严格按照设计图纸的规格尺寸要求制作和验收。 2）、制笼时注意同一截面接头不超过总数的50%，每节钢筋笼的保护层垫块不少于二组，每组垫块不少于3块，砼垫块为φ100厚50mm；钢筋焊接采用J502焊条，焊缝平直饱满，焊缝长度单面10D、双面焊5D，焊缝宽度不小于0.7D，厚度不少于0.25D且不小于4mm；箍筋焊接采用点焊接连接，螺旋筋的焊接采用间隔点焊固定。
3）、钢筋加工设计允许偏差、钢筋安装、钢筋保护层厚度设计允许偏差及检查方法参见相关规范要求。
4）、钢筋笼运输安放，在前文已阐述。
2.5施工易发问题及解决措施
2.5.1钻进成孔：在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进速度。冲程根据土层情况分别规定：在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中采用大冲程；在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程，冲程过大，对孔底振动大，易引起坍孔；在通过高液限粘土，含砂低液限粘土时，采用中冲程；在易坍塌或流砂地段用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。
要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm～8cm，在密实坚硬土层每次可松绳3～5cm，应注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏，松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。
钻孔施工中，一般在密实坚硬地层每小时纯钻进尺小于5cm～10cm，松软地层每小时纯钻进尺小于15cm～30cm时，应进行取渣。或每进尺0.5m～1.0m时取渣一次，每次取4～5筒，或取至泥浆内含渣显著减少，无粗颗粒，相对密度恢复正常为止。取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度，投放粘土自行造浆的，一次不可投入过多，以免粘锥、卡锥。
钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。在取渣后或因其他原因停钻后再次开钻，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。
2.5.2水下混凝土灌注：
（1）防止导管拔出砼面或埋管太深发生事故，初灌应保证埋管大于2米以上，初灌正常后，应紧凑连续不断地进行灌注，在灌注过程中，应勤测、勤提、勤拆管。保证埋深在2~6m之间。
（2）为确保桩顶质量, 确保上部浮浆清除后桩头为新鲜砼面，需超灌5%桩长的砼量，并不少于0.6m。
（3）为防止桩顶沉淀的浓泥浆掺入形成泥心，拔吊护筒时要保持其垂直性， 在拔出最后一节导管时，拔管速度要慢，否则，会将桩顶扭曲甚至破坏。
（4）成桩之后要及时将空桩部分用土回填密实，防止出现意外事故。
