贵阳奥体中心主体育场人工挖孔桩施工技术

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【摘要]贵阳奥体中心主体育场工程有直径人工挖孔桩514根。由于工程地质及水文条件复杂，给人工挖孔桩施工带来较大难度。施工中，根据溶洞大小采用不同的处理措施；当桩穿越回填区遇较大孤石或穿越微风化基岩时采用爆破方式开挖；当桩遇软弱土层时，采用木方、木模板等支挡开挖。在混凝土浇筑过程中，采用一系列措施保证混凝土的浇筑质量。施工完的桩基全部达到了规范标准要求。

[关键词】贵阳奥体中心；主体育场；人工挖孔桩；施工技术

贵阳奥体中心主体育场工程共有直径1 000一直径2 200的人工挖孔桩514根，护壁混凝土强度等级C30，桩身混凝土强度等级C30，设计桩长5．0—29．3m。

工程场地位于由北向南倾斜的斜坡和早期滥冲水库上，地形坡角15°一20°。场地表层主要为孤石回填土及耕植土，大孤石和块碎石约占60％一70％；黏土占30％一40％，粒径0．1一1．1m，层厚0～18m，结构松散，密实度差；以下为红黏土，层厚0—7．6m，分布不连续，主要分布于场地溶蚀低洼地带及溶蚀裂隙内；强溶蚀带灰岩层一般为2．0—2．5m，最厚达5．5m；中风化灰岩层，裂隙发育中等，岩体相对完整，是桩基持力层。

场区内表层岩溶发育强烈，1号岩溶管道发育，部分柱基岩面溶蚀高差大于5m，1号溶岩管道范围如图l所示。地下车库滥冲水库区底部为塑状淤泥，厚0—3．5m，存在较大盲沟。

本工程±0．00相当于绝对标高l 297m，场区内地下水多为溶蚀裂隙水，枯水期水位标高在1 280—1 289m，汛期水位标高在1 285—1 294m，地下水丰富。

1)处于高回填区，最深达18m，回填土中孤石达45％以上．一般直径在0．3—0．8m，最大直径超过1．0m，结构松散、孔隙率大，易塌方，成孔困难。

2)场区内溶洞、消水洞、盲沟、溶岩管道发育，必须保证施工人员安全。

3)地下车库处于滥冲水库回填区，人工挖孔桩需穿越淤泥质软弱土层，对人工挖孔桩施工带来难度。

4)设计看台抗拔桩桩底进入持力层不小于5m，穿越回填区遇较大的孤石和穿越微风化基岩时必须采用爆破的方式。

5)地下水丰富，因业主投资成本考虑，仅在地下车库设2口降水井。

3．1溶洞处理

1)根据地质勘探资料，当挖孔进尺到溶洞顶面1m时，孔桩作业人员系好安全带，安全带与井口上的挂梯牢固连系，继续开挖。挖穿溶洞顶盖后，查看溶洞大小。

2)对体积小于1m3的溶洞，直接挖去软弱充填物，采用立模浇注C30钢筋混凝土堵塞、充填(见图2)。

3)对体积大于1m3的溶洞、溶槽或溶岩管道内的桩，首先将鸽子放入空溶洞中30min，正常时作业人员进入，用水泵抽掉洞内的稀浆或水，随后用砖砌外圈，保证有足够的壁厚和刚度，防止灌注混凝土护壁时被挤垮；对截面面积大于1m2的溶洞、溶槽、溶岩管道，采用支模方式，立模浇注C30钢筋混凝土护壁，混凝土护壁加厚至500mm。溶洞处理完成后，继续向下挖进。

4)在东看台区343、344号孔桩下发现一条长约100m、最大宽度约600mm的大型裂隙。经查勘，该裂隙虽然发育时间较长，但倾角近于直立，对距裂隙2m以内的桩有不利影响，对其它工程部位基本不构成影响。结合现场实际情况，该桩径由原设计的1 600mm更改为2 200mm，孔桩护壁厚500mm，先用挖机将裂隙范围全部揭开，在靠近边坡和裂隙发育方向采用M5浆砌石封堵，待由下至上的孔桩护壁施工完成3节后，将下部孔桩外两节护壁高度采用C20素混凝土填充；每施工完成三节进行一次孔外填充，直至护壁施工至承台底标高，并在承台底标高处设置1 500 mm宽、500mm高锁口护壁。进行勘岩施工时裂隙已经挖穿，桩底仍有不大于300mm宽裂隙，将裂隙向下500mm内填充物清理干净，在桩底增设直径25@150双层双向钢筋网片。在裂隙区域护壁的外侧设置一道500mm厚、每节高度1m的钢筋混凝土墙，墙的外侧裂隙区域内采用毛石砌筑，待桩芯混凝土施工完毕后，采用C20细石混凝土将毛石缝隙注浆填充(见图3)。

5)本工程有20多个孔桩开挖至设计底标高处出现不同形状、宽度约为50—100mm的裂隙或经雷达探测在桩底平面1／4范围内、向下5m以内深度大于400mm的溶洞，施工中将裂隙内的黏土清除，将桩底扩大头增大150mm，利用此增大面积来补偿局部软弱，验收完成后，采用C30混凝土将其灌填至孔底设计标高，在孔桩设计底标高处增设直径20@150双层双向钢筋网片，28号孔桩施工处理如图4所示。

3．2爆破作业

1)孔桩穿越回填区遇较大的孤石和穿越微风化基岩时，采用松动爆破的方式进行开挖。当进入爆破施工阶段，必须使护壁混凝土有一定的强度后再进行爆破施工，打眼放炮时严格控制装药量，以松动为主，严禁用裸露药包，以免护壁被炸坏造成坍孔，同时孔壁周围眼孔要加密，不装药，以保证爆破后孔壁完整。

2)看台抗拔桩桩底进入持力层不小于5m，综合分析本工程特点，为加快施工进度，确保嵌岩部分岩层的完整性，保证人工挖孔桩施工成孔质量，当孔桩进入持力层开挖时，采用微差爆破进行嵌岩施工。

3)对于软岩石，炮眼深度不超过0．8m；对于硬岩石，炮眼深度不超过0．5m。炮眼数目、位置和斜插方向，按照岩层断面方向来定，中间一组集中掏心，四周斜插挖边，才能有效地控制开挖桩孔的截面尺寸。

4)严格控制用药量，以松动为主。一般中间炮眼装硝铵炸药1／2节，边眼装药1／3～1／4节。有水眼孔采用防水炸药，尽量避免瞎炮。如有瞎炮时按安全规程处理。

5)孔桩进入持力层后，需要放炮时每次放炮开挖深度不超过300mm，防止破坏持力层岩石。挖到设计标高后进行成孔验收，合格后进行扩大头施工。

3．3地下水处理

1)孔桩内渗水量不大时采用铁皮桶盛水，人工提引排走。

2)孔桩内地下水量较大时，采用带有漏电装置的潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇注相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。

3)地下水量大，用潜水泵抽水也不易开挖时，从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法。

4)本工程最后4根桩地下水来源丰富，用潜水泵抽水也满足不了开挖需要，由于业主考虑管井降水成本太高，采用钻机成孔。

3．4淤泥质土层处理

地下车库处于滥冲水库回填区，部分孔桩遇到淤泥质土层等软弱土层，最厚淤泥层在2m以内，孔桩开挖时采用木方、木板模板等支挡，缩短开挖深度，并及时浇注混凝土护壁。支挡木方沿桩周边打人底部深不少于0．3m，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，采用斜向放置；淤泥层在1．5—2m时，进行双排布置互相反向交叉，达到了很好的支挡效果。

3．5保证桩体混凝土浇注质量的措施

1)孔桩内有积水或渗水量不大时，桩体混凝土浇注前要尽量抽除孔桩内积水，抽水用的潜水泵装设逆流阀，保证提出水泵时，不致使抽水管中的残留水流入孔桩内。如果孔桩内少量的积水抽不干，采用于水泥铺入孔底，然后再浇注混凝土，并应快速进行，防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。

2)孔桩内渗水较大，使用潜水泵无法抽干时，采取水下混凝土浇注施工工艺，确保桩体混凝土满足设计和规范要求。

3)桩身混凝土使用粒径不大于40mm的石子，坍落度80一100mm的预拌混凝土，采用窜筒下料及分层振捣浇注的方法。混凝土的落差大于2m，桩孔深度超过12m时，采用混凝土导管浇注。浇注混凝土时连续进行，分层振捣密实。第1步浇注到扩底部位的顶面，然后浇注上部混凝土。分层高度一般不大于1．5m。

4)混凝土浇注到桩顶时，适当超过桩顶设计标高，一般控制在20—30mm，以保证在剔除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。

贵阳奥体中心主体育场工程人工挖孔桩施工由于采取上述措施，保证了施工桩基质量。经检测，96％以上的桩达到一类桩标准，其余桩达到二类桩标准。

参考文献：

[1]建筑施工手册(第四版)[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003．

[2]史佩栋．实用桩基工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版社。

[3] 文命初，汪振华．人工挖孔桩施工中遇到的问题及其对策(J]．长江工程职业技术学院学报．2004，(3)：19-20．

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