大直径人工挖孔桩施工技术

大直径人工挖孔桩施工技术

张越云

深圳平安金融中心建设发展有限公司广东深圳518000

【摘要】深圳平安金融中心基础设计为超大直径人工挖孔桩，质量要求高，施工难度大，本文介绍了深圳平安金融中心超大直径人工挖孔工程的施工情况，其经验可供同类工程借鉴。

【关键词】人工挖孔桩；建筑施工；质量控制

1.工程概况

深圳平安金融中心位于深圳福田区益田路与福华路交汇处，为商业、办公大型综合体，地下5层、地上118层，总建筑高度600m，总建筑面积460776.0m2；本工程基础设计采用人工挖孔桩，总桩数为167根，桩径分别为8000mm、5700mm、2000mm、1800mm、1600mm、1500mm和1400mm。巨型桩总计24条，其中桩径为8.0m的巨型桩8条，桩径为5.7m的巨型桩16条，其余为桩径1.4m～2.0m的普通桩。巨型桩平面布置见下图。巨型桩桩身混凝土强度等级采用C45商品混凝土，人工挖孔桩的桩端持力层为微风化花岗岩。

2、技术难点

2.1开挖深度深，支护结构复杂：本基坑属超深大基坑，开挖深度超过30m，考虑工程桩的施工深度，开挖达到68m，场地地层地质情况和支护结构形式十分复杂。

2.2周边环境条件复杂，控制标准严：基坑周边临近重要的在建或已建的建（构）筑物多，其中地铁1号线结构距离场地红线最近仅18m左右，地下室外墙下小直径桩距护坡桩仅1.2m；考虑地铁结构的重要性及对变形控制要求很高，如此大的深度和开挖范围，确保满足地铁变形控制标准难度很大。

2.3桩径超大：基坑底工程桩采用大直径人工挖孔桩，桩径达到8.4m(扩底达9.5m)和5.7m，巨型桩的开挖成孔难度大并存在桩群开挖的相互影响，巨型桩在施工时序和开挖过程中对支护系统稳定性及周边环境的影响不可忽略。

2.4地下水影响大：尤其是在巨型工程桩开挖降水过程中，必然要考虑对地下水水位、基岩中裂隙水的变化规律影响，桩孔降水对地铁及周边环境的影响预计较大，控制难度大。

2.5成桩难度大：微风化花岗岩巨桩成孔难、成桩安全风险较大。

3、关键施工技术

3.1桩孔开挖。

（1）塔楼核心筒的桩径8、5.7米的挖孔桩，按隔桩跳挖4根同时开挖，考虑到该区域挖孔桩土石方量大，按每天下挖0.5米的开挖进度，采用传统的小型提升设备无法完成，因此专门设计安装钢结构龙门架，配备提升圆桶和电动卷扬机，该套设备效率较高，保证了预定施工进度。

（2）大直径工程桩开挖前采用超前支护封闭工程桩区域，加深止水帷幕，减少大直径工程桩开挖过程中施工降水对周边结构的影响。

（3）桩端岩面采用定向控制爆破施工，三层严密覆盖措施。分区施工，在施工完成后及时封闭槽底，减少晾槽时间，防止槽底土软化，降低基坑支护体系的风险。

3.2挖孔桩钢筋笼制作及安装

巨型桩外层主筋采用三级40，内层主筋采用三级16钢筋。由于桩径大，主筋数量多而密集，主筋单根重量大，箍筋直径大，数量多。采用孔内井下绑扎。由于井深达20~30米，井下设置操作平台，操作平台的立管和横杆均采用直径60钢管，钢管壁厚为4.5MM。操作平台随者钢筋绑扎进度拆除、清理。

3.3桩芯混凝土浇筑

（1）配合比控制：优化配合比，减少水泥用量，掺粉煤灰，使用缓凝高效减水剂，改善混凝土的塑性和可泵性，减低水化热，延缓温升峰值的出现，提高混凝土密实度。

（2）混凝土入模温度控制在28度以下，采用加冰混凝土，塌落度为250MM。

（3）大直径桩采用两台泵机一起浇筑，桩顶搭设遮雨棚。单桩一次浇筑完成，不留施工缝。

（4）混凝土保温养护，混凝土浇筑完毕后，采用一层塑料布+一层麻袋覆盖，防止混凝土表面失水干缩产生裂缝。

（5）在桩身大体积混凝土养护过程中，对块体内外温差和降温速度进行监测。根据现场实测结果随时掌握与温控施工控制数据有关的数据，随时调整保温养护措施以满足温控指标的要求。

3.4在基坑外围做回灌系统，对地下水给予有利的补给，确保地下水平衡。

3.5做动态实时监测系统，对工程桩的开挖做实时监测。

4、人工挖孔桩施工工艺需要注意的环节

1、施工准备工作

（一）详细进行地质调查以及地质勘探工作，认真分析施工地质条件，依据于土质的实际情况，对其可行性、工程造价以及施工工期进行详细的规划与制定。挖掘之前，需要充分把握地质情况，尽量做到一个桩搭配一个孔，也就是要求施工人员对每根桩的具体桩位进行事先取样与检测，通过这种方式可以确定出在开挖之前需要开挖的深度，防止在挖掘过程中由于相近桩开挖深度出现很大的变化，进而造成窝工损失。

（二）通常情况会选择规范公式进行正确的计算，同时结合工程的实际地质条件与施工人员的实践经验，对一些计算参数给予适量的修正与调整。由于人工挖孔桩一般都会支承在相对坚硬的土层上，进行静载试验时，Q—S曲线均未发现存在明显的转折点。可以依据于桩顶实际的沉降量来计算出其最大的承载力。在开展设计计算与施工方案设计时，必须认真考虑到施工现场的具体状况，选择最适合的参数，不可照搬公式进行计算。

（三）严格控制施工质量，从源头把关，对进场的原材料进行严格的检查，禁止假冒伪劣材料进入施工现场现场。在设计配合比时，必须选取最理想的砂率的配方，进而设计出最适合的级配。

2、施工过程需要注意事项

（一）成孔问题

第一，根据事先设计的施工图纸来明确挖孔桩的具体范围，同时要规划出桩位中心线以及实际桩径，利用木桩或者钢桩做为标志，此外对其进行严格的测量与复核，到相关管理部门办理手续，获得批准之后即可动工开挖桩身土。如果施工单位经济实力比较好，可以指定测量人员采用激光全站仪对建设方所提供的基础平面图与坐标进行再一次的复核。

第二，防止出现偏孔现象。为了确保孔位位置精确无误，每天挖孔之前，需要对其进行校核，保证孔桩位置不会出现歪斜或者移位现象。特别是进行浇筑护壁前，需要模板认真的检查，脱掉模板之后再对护壁进行检查。

（二）浇筑过程存在的问题

在施工过程中，如果挖掘到了持力层，就必须经过地质勘探方、设计方、建设方以及监理严格检查验证，合格之后才能立即扩大施工。在每一项设计指标达到设计要求之后，即可开展浇筑混凝土，不可以延后，防止造成多余的损失与浪费。施工时，必须采用连续浇灌方式进行分层浇捣，禁止出现漏振或者超振。加强对混凝土浇筑标高的控制，禁止其超高或超深，混凝土浇筑完工之后，安排人员对其养护。

3、施工安全管理

（一）现场的安全管理。在进行施工同时也要注意安全管理措施，准备好应急预案，时刻注意安全生产的重要性，严格要求每位挖孔工作人员都要系好安全带，佩戴安全帽，之后方可开工作业。

（二）孔口防护措施。施工中，孔口防护与覆盖层防护时这一项工程的关键环节，为了保证护壁的稳定可靠，需要参照工程的具体情况规划处挖孔桩壁的厚度。尤其是孔口与覆盖层，大部分是泥夹石块，其稳定性非常差，应该作为重点防护的对象，孔口周围需要浇筑混凝土护圈，同时在护圈上严格制作围栏进行有效地围护，围栏需要超出地面80cm。

（三）井壁坍塌的正确处理。开挖当中，通常会遇见流砂或者含水层，对人工挖桩护壁施工造成重大的困难。

（四）对于地下水与有毒气体的正确处理。在人工挖孔桩过程中，需要用到气体检测仪，开工前或施工中需要进行严格的检测。试验孔内有无一些有毒或者有害的气体，孔口需要装置送风机，施工场地需要有防毒气面具。每天开挖之前，要严格检查孔底积水情况，确保积水被抽干，安排人员负责抽水工作，抽水时井下不允许人工作。

5、施工安全事项

建筑施工企业在追求企业效益的同时，更应该维护现场施工人员的人身安全，因此，做好施工现场的安全管理工作是非常有必要的。施工前，工程管理人员应该向施工人员做全面的安全技术交底，说明挖孔桩处的地质情况，交代可能出现的问题以及应急措施，并制定安全施工措施，切实贯彻执行，并在现场准备充足的应对突发情况的材料机械。

最多安排两人进行孔下作业，作业人员必须穿雨衣雨裤、长筒雨靴，并带好安全帽。不要在挖孔的周围地面摆放铁锤、铁棒、石头、锄头等重物，以免坠入洞中砸伤作业人员。此外，保持孔下作业人员与地面人员的通信联络，每小时进行一次工作交换。

井下人员在作业过程中要注意观察孔壁情况，如果发现护臂出现裂纹甚至塌落现象应及时进行支撑，如有安全危险，应该马上向地面人员发出信号，及时撤离地面，并采取措施排除险情。地面人员也要认真履行职责，经常检查滑轮、支架、绳索是否牢固可靠。

每一个照明、抽水、通风所用电气设备都应该配备一把闸刀和一个漏电保护器，电线用三蕊橡皮线，不能拖拽在地面上，必须架空，经常对漏电保护器和电线进行检查，及时发现问题。施工现场排水要通畅，且排水口与孔口的距离应该超过5m。当天挖的孔不能拖到第二天再浇筑护壁。施工人员在离开现场时，必须盖好孔口，并采取适当的警示措施。

下孔前10min施工人员与检查人员要打开孔盖，如闻到有异味的气体，要向有关部门汇报，待有害气体排除后才能进行井下作业，防止有毒有害气体造成伤亡事故。

6、结束语

总而言之，深圳平安金融中心超大直径人工挖孔桩工程的施工，采用上述质量控制方法和措施，使24根大直径桩得以顺利完成，保证了基坑的安全、周边建筑物沉降的稳定及地铁一号线的正常运行，通过第三方检测单位对成孔和成桩检测，没有发现不满足设计要求的情况，从而验证了所采用质量控制方法和措施的合理性，为保证整个工程的质量安全打下了坚实的基础。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院，JGJ94-2008建筑桩基技术规程【S】,北京，中国建筑工业出版社，2008.

[2]刘利民，舒翔，熊巨华，桩基工程的理论进展和工程实践，北京,中国建筑工业出版社，2002.

[3]陈亮.试论工程施工中人工挖孔桩的应用[J].价值工程，2011（6）：111.

[4]戴旭.人工挖孔桩施工过程中的技术问题处理[J].民营科技，2012（11）：125.

[5]金国龙.顾开云.超大直径人工挖孔桩在紧邻围护结构施工的影响分析.[J].地下空间与工程学报.2011.07.（Z1）.1514-1518.