土方开挖机械破除桩头施工方案

神华宁夏煤业集团有限公司400万吨/年煤炭间接液化项目北区综合服务站辅楼土方开挖及破桩头方案宁夏煤炭基本建设有限公司煤制油厂前区项目部2014年5月7日宁夏煤炭基本建设有限公司北区综合服务站辅楼土方开挖及破桩头施工方案第1页，共14页1、编制依据1）本工程主要依据宁夏轻工设计研究院设计图纸；2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；3）《地质勘探报告》；4）《建筑施工手册（第四版）》；5）《建筑机械使用安全技术规范（JGJ33-2012）》；6）《施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005)》；7）《工程测量规范》（GB50026-2007）；2、工程概况本工程为神华宁夏煤业集团有限公司400万吨／年煤炭间接液化项目北区综合服务站辅楼工程，位于宁夏回族自治区宁东煤化工基地（A区）B6地块。该工程由宁夏煤炭基本建设有限公司承建；设计单位宁夏轻工设计研究院；监理单位为宁夏灵州工程监理咨询有限公司。工程结构类型为框架结构，基础类型为桩基。本建筑长82.35米，宽37.35米，±0.000相当于绝对标高1299.75m，设计基础底标高-2.10m；原始平均标高1298.6m,平均挖深0.95m。3、施工准备施工准备内容包括技术准备、施工现场准备、劳动组织准备和物资准备。3.1技术准备熟悉施工图，了解桩基上部基础承台的标高，确定破桩的标高。3.2机械准备本基坑开挖采用机械挖土方式，即大型挖掘机1台、自卸汽车3辆、空宁夏煤炭基本建设有限公司北区综合服务站辅楼土方开挖及破桩头施工方案第2页，共14页压机、风镐、桩头切割锯、铁锹（尖、平头两种）、簪子、铁锤、手推车、白灰和钢卷尺等工具。具体机械型号如下表：机械设备一览表设备名称规格型号数量技术状况履带式挖掘机LG62501良好重型自卸汽车北奔2良好重型自卸汽车福田1良好3.3人力准备本施工区域配备管理人员7人,具体人员见下表：施工区域管理人员一览表序号姓名职务联系方式备注1黄秉忠项目经理136395294502薛立军项目副经理13909510373兼技术负责人3常景召质量经理137095669784王爱军施工经理150096148375苗志伟机电负责人189952028866杨国军安全员138953297317杨文松技术员18295170700除以上管理人员外，本区域施工作业人员再配备挖机司机1人负责挖土，自卸汽车司机3人负责运土，破桩头工2人破桩，普工5人配合清土宁夏煤炭基本建设有限公司北区综合服务站辅楼土方开挖及破桩头施工方案第3页，共14页和清渣。人员进场后，为落实质量、安全、工期和文明施工目标，由项目经理、主管生产施工的负责人、主管质量控制的负责人分别对全体施工人员进行技术交底和技术培训，内容包括设计要求、质量措施、进度安排、安全操作规程和各分项工程的施工工艺标准及技术措施、竣工验收标准等。3.4作业条件3.4.1土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕；3.4.2建筑物的定位控制桩、标准水平桩及基坑边的灰线尺寸，必须经过检查合格，并办完预检手续。本工程定位控制桩及标准水平桩引自甲方给定控制网中K04、K05，在现场测设出现场二级控制点Z1、Z2，再有二级控制点测设出建筑物位置3.4.3施工区域运行路线的布置，应根据作业区域工作的大小、机械性能、运距和地形起伏等情况加以确定。3.4.4机械施工无法作业的部位和边坡的修整、清理坑底等，均应配备人工进行；3.4.5在基坑四周用墨斗弹出设计桩顶标高或砼面标高的水平线，便于在凿截桩头时对桩身标高的控制；3.4.7施工机械进入现场所经过的道路、卸车设施等，应事先经过检查，必要时要进行加固或加宽等准备工作，要符合现场实际的需求。3.4.8桩基施工完毕，基坑的防护应当完成。4、施工安排宁夏煤炭基本建设有限公司北区综合服务站辅楼土方开挖及破桩头施工方案第4页，共14页4.1工期安排时间部位开始时间结束时间基础土方开挖2014年5月9日2014年5月11日破桩头2014年5月12日2012年5月14日4.2测量安排根据本工程的具体情况，拟投入OTS全站仪1台、DJ3经纬仪1台、SZ3-1水准仪1台及塔尺等测量仪器设备，用于标高控制测量，所有测量仪器都必须有检定合格证，并在检定有效期内使用。标高控制点的施测应结合平面控制测量进行。施测和验核程度与平面控制测量相同，精度应达到测量规范要求。5、桩间或桩周围土方的开挖及试验桩头施工技术措施5.1桩间或桩周土方开挖原则①首先将坑底整平，根据桩位平面布置图在基坑内用白灰撒出控制桩的位置，确定不同开挖高度的桩的位置；并按照先施工完成的桩基先开挖，后施工完成的桩基后开挖原则进行。②带承台或者桩帽的桩基开挖深度不得超过设计桩顶标高或承台（桩帽）的底标高。③对于单桩无承台的桩，开挖深度不超过设计砼浇筑面标高。④除因桩检需求进行桩周土石方开挖外，其余部位土石方标高必须恢复至原移交场地标高；⑤对于北区综合服务站附楼群桩桩间土方的开挖采用局部大开挖方宁夏煤炭基本建设有限公司北区综合服务站辅楼土方开挖及破桩头施工方案第5页，共14页式，其开挖范围为基础外边线加40cm作为基底宽度控制边线，土方开挖坡比为1：0.75，开挖深度视现场实际地面标高与设计设计基底标高的高差而定（详见土方开挖附图）。5.2施工工艺5.2.1挖桩间土方：确定桩位及开挖顺序→抄平→挖掘机开挖土方→人工开挖、清理；5.3主要施工措施（1）确定桩位及开挖顺序：首先将坑底整平，根据桩位平面布置图在基坑内用白灰撒出控制桩的位置，确定不同开挖高度的桩的位置；并按照先施工完成的桩基先开挖；（2）机械开挖：考虑现场实际情况，桩间土的开挖采用LG6250型履带式挖掘机自基坑边进行开挖，自卸汽车配合运出施工现场，土方运距为1Km内；开挖至设计基底标高以上20cm时停止机械开挖，以免机械扰动基底原土；（3）人工配合：在机械开挖停止后，其余部分用人工开挖至设计基底标高，并随时运走；(4)桩间水平方向控制与桩保持100mm安全距离由人工挖除，挖除至垫层下面设计标高，并随时运走；6、桩头破除施工技术措施6.1破桩头定义浇注灌注桩时，灌注桩顶标高应高于设计桩顶标高不少于一倍桩径，以保证桩基砼强度，但高于桩顶设计标高的桩头部分在后续工序施工时必宁夏煤炭基本建设有限公司北区综合服务站辅楼土方开挖及破桩头施工方案第6页，共14页须予以凿除，凿除这部分桩头砼的工作叫作“破桩头”。6.2破桩头的目的（1）砼浇灌过程中,桩头以上混合浆强度难以保证；（2）打出桩中的主筋作为承台的配筋；（3）再有就是砼浇筑过程中桩头部分难免落入泥土等杂质。所以规范规定砼桩施工时桩头标高高出设计标高100mm，此部分桩头由人工剔除以保证桩身强度；（4）防止由土的侧向力而形成的混凝土颈缩现象对桩身直径大小的影响；6.3施工条件（1）应在工程桩施工完成并达到设计强度；局部大开挖至设计标高后，方可进桩头的破碎工作；6.4施工工艺6.4.1工艺流程上部混凝土破除→测定标高切割护桩→打开缺口→剥出钢筋→加深缺口→加钻顶断→吊离断体→凿除残余→清洗桩头6.4.2施工顺序由于本工程桩位比较多，承台顶上部超长桩头必须用风镐清除,下部必须用人工清除。（1）桩头凿除施工前，先由测量人员准确放出每根桩的桩顶设计高程，并做好标记；（2）施工队施工时，在设计要求的桩顶位置一道沿圆周方向的切割线宁夏煤炭基本建设有限公司北区综合服务站辅楼土方开挖及破桩头施工方案第7页，共14页（切割线以上20cm左右的带状区域暂称为关键施工区域），使用切割机沿切割线切割，切割深度视钢筋保护层厚度而定，略小于钢筋保护层厚度（围护桩主筋保护层厚度为50mm），绝不能切到桩基钢筋。设置切割线的目的是为了下步施工即人工凿除关键施工区域混凝土的施工中，防止破坏有效桩体（即切割线以下桩体）。（3）人工凿出关键施工区域的混凝土，形成缺口，露出钢筋。凿除深度为钢筋的保护层厚度，凿除时不得损伤钢筋；（4）风镐剥离缺口上侧钢筋保护层，露出钢筋，施工时要注意不得损伤钢筋。钢筋向外侧微弯（不得超过30度），以便于施工；（5）风镐成水平或稍向上倾斜钻进关键施工区域的中上部的混凝土，也就是设计要求桩顶10cm左右处的混凝土，不断加深该处缺口。只所以要求在桩顶上方10cm出加深缺口，是为风镐钻进是预留可能损伤空间，防止破坏有效桩体；（6）在缺口深度达到约4cm（根据桩径大小确定缺口深度，本工程桩径60cm）时，风镐加钻顶断，钻头水平或稍微向上。该步操作是整个破桩过程的关键。加钻顶断的原理在于：混凝土属于脆性材料，脆性材料的特性就在于在外力的作用下，仅产生很小的变形即破坏断裂，并且断口表面平齐。在风镐钻头顶进过程中产生的竖直向上的作用力足以上方的无效桩体断裂，且断头平齐。（7）挖机吊离已被顶断的无效桩体；（8）人工凿除关键施工区域的其余桩体，达到设计要求的桩顶标高，清楚桩头浮渣，并冲洗干净；宁夏煤炭基本建设有限公司北区综合服务站辅楼土方开挖及破桩头施工方案第8页，共14页6.4.3施工注意细节（1）工程桩桩顶设计标高；（2）施工时，桩体主筋保护层厚度为50mm，严禁切割机切到钢筋；（3）风镐破除钢筋保护层时，钢筋可稍微弯曲，但不得超过30度；（4）关键施工区域的施工必须由人工操作，不得对有效桩造成破坏；（5）桩钢筋锚入承台或桩帽不得少于40d。6.5质量控制6.5.1质量要求6.5.1．1土方开挖允许偏差序号项目允许偏差检验方法1表面标高-50用水准仪检查2长度、宽度-50+200用经纬仪，检线和尺量检查3边坡偏陡不允许观察或用坡度尺检查4基坑土性设计要求观察和土样分析6.5.1．2破桩允许偏差（1）桩头顶面必须达到设计标高；（2）桩身顶面无松散层及松散残余，桩身（保护层）无破损，保持完整；（3）桩顶中心偏位在规定范围内；（4）钢筋无损伤，弯折小于规定值（弯曲不得超过30度）；（5）本工程桩筋锚入承台内40d；6.5.2成品保护宁夏煤炭基本建设有限公司北区综合服务站辅楼土方开挖及破桩头施工方案第9页，共14页（1）严禁使用机硬性将桩头拉断，防止断桩出现；（2）不得随意弯曲桩体钢筋；（3）桩头清理干净后，注意保持；6.6桩头质量缺陷及处理办法6.6.1常见桩头缺陷桩头缺陷是常见和重要的钢筋混凝土钻孔灌注桩质量问题。一般的，当基槽开挖、破桩头到设计桩顶标高时，如果设计标高以下桩身（可见部分）出现以下情形，即为桩头缺陷：（1）主筋锚固长度不满足设计要求；（2）夹泥、混凝土强度不够；（3）保护层不够，漏筋。桩头缺陷必须进行处理，否则不可以与上部结构连接处理桩头缺陷要根据缺陷的性质，有针对性的采取相应的措施；6.6.2缺陷处理措施（1）主筋锚固长度不满足设计要求现象：主筋断裂、主筋露出桩头过短措施：双面搭接焊工艺流程：清理桩头→凿桩→清渣→焊接→补混凝土施工顺序：将桩头清理干净桩头缺筋部位的混凝土用錾子凿去使原主筋露出不少于5d，凿去的混凝土地面应留成平直面或略向桩中心倾斜，不得留成向桩外倾斜的坡度，用钢丝将待焊接的钢筋刷干净，用双面搭接焊将钢筋焊接，焊接长度不小于5d。将基槽内残留混凝土清理干净，浇筑压顶梁垫层，经监理验收后使用C30混凝土浇筑；宁夏煤炭基本建设有限公司北区综合服务站辅楼土方开挖及破桩头施工方案第10页，共14页（2）保护层厚度不够、漏筋现象：桩身主筋外漏措施：补浇混凝土工艺流程：人工挖槽→清理桩身→绑钢筋→浇筑混凝土施工顺序：人工挖槽，挖槽宽度沿桩身向外扩20cm，挖槽深度为露钢筋部位下10cm，将原桩体混凝土面用钢丝刷清理干净，将基土夯实，浇筑垫层。经监理验收后，浇筑C30混凝土，（必要时需使用防水混凝土）；（3）夹泥、混凝土强度不够现象：桩顶混凝土夹泥措施：清除夹泥部位并补浇混凝土工艺流程：凿桩→清理桩头、钢筋→浇筑混凝土施工顺序：将桩头夹泥部分下凿至新鲜混凝土面层，保证新鲜混凝土面层距离最低夹泥面5cm，将桩头凿平，并将桩头及钢筋清理干净。再将桩底的土分层回填并夯实，人工修坡，浇筑混凝土垫层