2-4人工挖孔桩专项施工方案(终)

浙江省宏途交通建设有限公司毕节至都格高速公路第十一合同段项目经理部-1-桩基专项施工方案一、工程概况本合同段线路范围内桥梁设计有大中桥2348.4m/6座，共计孔桩7047米/358根。本桥位于贵州省六盘水市滥坝镇以朵村境内，跨越以朵大道。桥址区处于地形较平缓，地面落差较小，桥台位于山坡下部，地势较陡。桥梁上部结构左右线采用15*40预应力T梁，先简支后连续结构，下部结构采用柱式桥墩，薄壁实心墩、U台、肋式台、桩基础。二、施工准备工作1、完成该墩位图纸会审，墩位范围导线、水准点闭合工作及桩位放样定位。2、电力已供应至现场，桩基孔口平台已开挖成形。3、施工人员、机械已到位，能满足工程进度的需求。4、挖孔桩护壁材料所用机制砂、碎石、水泥、护壁模板已进场。三、施工总体组织思路首件桩基计划开工于2013年2月14日开工，2013年3月22日完工。桩基采用人工挖孔，钢筋笼在钢筋加工场地统一制作，吊机吊送入孔安装，钢筋笼长9m/节，节间主筋采用机械连接；砼采用强制式搅拌机拌合，砼专用运输车运送，人工配合吊机卸料入槽，孔桩渗水量小采用空气中直接灌注法，渗水量大于规定值(6mm/min)采用水下砼灌注。设备、模板配置：挖孔设备50套、挖孔人员100人。浙江省宏途交通建设有限公司毕节至都格高速公路第十一合同段项目经理部-2-四、施工方法和步骤1、桩位测量放样测量放样主要使用全站仪进行，根据已知导线点及待放桩位的中心坐标，即可放出该桩位中心桩，为便于复核，在中心桩附近纵横方向上各设置两个保护桩。陆上测量放样较为方便，可一次性放出各桩位的中心位置，设置好保护桩，并在护壁做好第一节时，逐个进行复测检查。首先测量桩的中心位置，然后在桩周放出桩中心的十字线，挖第一节桩孔，按桩中心立模，灌注第一节护壁砼。把控制桩中心位置的十字线投放在第一节护壁砼上，同时将控制在桩底标高的高程点引至护壁顶面，固定在护壁顶便于测量孔深的一侧。在施工过程中及时复核护壁顶面高程（挖进1/2、终孔、灌注前）。桩身每次开挖前及开挖后用垂球将桩轴线点投测至桩底部，由此确定和检测开挖轮廓，并检查每次模板的位置和垂直度，根据护壁顶面标高控制桩深，孔深及倾斜度控制采用测绳吊锤，锤重3-5kg。2、开挖挖孔桩开挖直径比设计值大30cm,每孔对于土质或土石混合料覆盖层每天平均挖1.2m,当挖空深度达到预定深度后，安装护壁模板，浇筑护壁砼。当挖孔深度超过10m以上时，孔底采用鼓风机通风。若在挖孔过程中孔壁有渗水，则在开挖时，先在孔底挖一个小坑，在小浙江省宏途交通建设有限公司毕节至都格高速公路第十一合同段项目经理部-3-坑中放水泵排除孔中渗水，水泵大小按渗水速度确定。当挖至当天计划深度后，用同样方法浇筑护壁砼，同时在护壁砼浇筑过程中浇筑完毕三小时以内不断抽水，以保证护壁砼的浇筑质量以及砼的终凝时间。遇到有特别松散的土层时，为防止土壁塌落及流沙事故，可采用钢护筒作为护壁，用振动锤振动下沉，待穿过松软土层或流沙层并嵌入岩石或坚硬土层1~1.5m后，再按一般方法边挖掘边浇筑护壁。对于风化严重的岩层开挖时，需用风钻打碎岩石出渣外，其余施工方法如同以上所述。孔内遇到岩层需爆破时，应专门设计，宜采用浅眼松动爆破法，严格控制炸药用量并在炮眼附件加强支护。炮眼数量、位置和斜插方向应按岩层断面方向来决定，中间一组集中掏心，四周斜插挖边。爆破结束确认安全后，人员进入孔内进行清渣作业。按此进行下一步循环挖孔，挖孔初入微风化入岩时取岩样，终孔时留取岩样，并记录样点高程。挖孔到达设计深度后，应进行孔底处理。必须做到孔底表面无松渣、泥、沉淀土。如地质复杂，应钎探了解孔底以下地质情况是否满足设计要求。3、桩孔护壁护壁在一般情况下为厚度100mm（厚度验算详见附件）的C25现浙江省宏途交通建设有限公司毕节至都格高速公路第十一合同段项目经理部-4-浇砼结构，第一节护壁厚150～200mm并高出地面300mm。护壁采用顺八字搭接，采用多节护壁时，上下节护壁间宜用钢筋拉结。每节护壁的高度，一般地层和风化岩层为1.0m，特殊软弱地层酌情缩减。护壁模板待砼强度达到7Mpa方可拆除。4、钢筋笼制作与安装（1）、钢筋笼的加工和制作要求①、钢筋现场焊接采用人工电弧焊，焊接前必须进行焊接工艺试验，合格后方可正式焊接，焊接工人必须持有考试合格证（操作证）上岗，无证不得上岗。②、凡进场加工的钢筋、必须有出厂附带的质量证明和试验报告单并经试验室进行原材料进行原材料试验合格后方可使用。③、钢筋在使用前应将表面的油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。④、钢筋笼主筋连接必须焊接或用联接件连接，不得使用绑扎联接，焊接（联接）应在固定的的工作平台上进行。⑤、在焊接前应检查每一根钢筋接头是否符合焊接要求。⑥、骨架采用搭接电弧焊接时，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两钢筋的轴心应在同一条直线上。在焊接的部位用卡形卡卡住，防止电焊时局部变形，待所有焊接点卡好后，先在焊缝两端点焊定位，然后进行焊缝施焊。浙江省宏途交通建设有限公司毕节至都格高速公路第十一合同段项目经理部-5-⑦、施焊顺序宜有中到边对成的向两端进行，先焊接骨架下部后焊接骨架上部。相邻焊缝采用分区对称跳焊，不得顺方向一次焊成。⑧、接头双面焊焊缝长度不应小于5d，单面焊焊缝长度不应小于10d（d为钢筋的直径）。⑨、钢筋笼的制作必须在干净平整的地面，并铺垫枕木进行制作，加工完后必须平整垫放。（2）、钢筋笼的安装①、在钢筋笼安装前，对成孔的完整性，包括孔底沉淀厚度等进行检查。②、钢筋笼的吊装和运输以确保不变形为原则，应轻提轻放、防止冲击。钢筋笼采用多点起吊，根据钢筋笼在孔内的标高计算吊筋的长度，悬吊筋焊接于放置在井口护壁上的扁担梁上。孔深15m以下钢筋笼整体放入，15m以上在井口分节对接。钢筋笼在起吊过程中不碰撞护壁，并保持护壁砼的厚度。③、一节钢筋笼放入孔内，在护壁顶用工字钢穿过加强箍下挂住钢筋笼，并保证工字钢水平钢筋笼和垂直。吊放第二节钢筋笼与第一节对准后进行机械连接或焊接，下放，如此循环；下放钢筋笼时要缓慢均匀，根据下笼长度，随时调整钢筋笼入孔的垂直度，尽量避免其倾斜及摆动。浙江省宏途交通建设有限公司毕节至都格高速公路第十一合同段项目经理部-6-④、钢筋笼安装时要恢复桩孔的中心位置，根据护壁顶面高程反算出吊筋的长度，反算的钢筋笼标高应符合设计要求及规范要求。定位时，使钢筋拢中心位置与桩孔的中心位置一致，偏差不大于规范规定。⑤钢筋笼上事先设置控制钢筋于护壁间净距的混凝土垫块，这些垫块以等距离牢固的绑在钢筋笼周直径上，其沿桩长的间距不超过2m。5、桩体砼灌注人工挖孔桩砼灌注分两种情况进行（水下砼灌注和串桶法灌注），当孔内没有积水时，则采用串桶法，串桶底口距桩底高度保持不大于2m，防止砼离淅，采用振捣棒振捣，混凝土从导管式串桶自由倾斜，分层振捣高度不超过0.5m，施工中连续灌注，不得中断，串桶提升时不碰撞钢筋笼。灌注桩体砼时，相邻10m范围内停止桩孔内的作业，孔底不得留人，以免发生危险。若桩孔内渗水较大时，则采用水下砼灌注工艺。灌注水下砼采用直升导管法，隔水采用拔球法。导管的内径为25cm，在使用前要对其规格、质量和拼接构造进行闭水和承压试验。要求闭水试验时的压力应不小于灌注砼时导管壁可能承受的最大压力。经试验15分钟，管壁无变形，接头不漏水，认为合格，可供施工应用。浙江省宏途交通建设有限公司毕节至都格高速公路第十一合同段项目经理部-7-灌注砼时，在漏斗颈部设置一个隔水木球栓，下面垫一层塑料布，球栓由细钢丝绳栓住挂在横梁上，当砼在漏斗内贮存满时，即把木球栓向上拔出，此时砼压着塑料布垫层与水隔绝，并挤走导管内的水，使漏斗内的砼顺利地通过导管并从导管底部流出,向四周和上面挤开,减少了砼与水的接触,以保证水下砼的质量。导管插入钻孔内，下口离孔底约40cm，上口通过提升机挂在专设的型钢横梁上并与贮存砼的漏斗连接，形成一条灌注水下砼的作业线。漏斗用钢制，漏斗大小应能满足在首次灌注砼将导管埋入砼大于1m高的容量。砼的初存量按下式计算（这里按桩长30m计算,桩径以1.5米计算）：V≥πD2（h2+h3）/4+πd2h1/4≥3.14×1.52×(1+0.4)/4+3.14×0.252×(30-1.4)/4×9.8/24≥3.05m3式中：V----砼初存量(m3)h1：井孔砼面达到Ｈc时，导管内砼土柱平衡导管外水（或泥桨）压所需要的高度，即h1≥HwRw/RcHc：灌注首批砼时所需井孔内砼面至孔底的高度，Hc=h2+h3，m；Hw:井孔内砼面以上水或泥浆深度，m；浙江省宏途交通建设有限公司毕节至都格高速公路第十一合同段项目经理部-8-D：井孔直径，m；(150cm)d：导管内径，m；h2：导管初次埋置深度（h2≥1.0m）,mh3:导管底端至桩孔底间隙,约0.4m附：1.2桩径V=2.16m31.5桩径V=3.05m31.6桩径V=3.39m31.8桩径V=4.14m32.0桩径V=4.97m32.2桩径V=5.90m32.5桩径V=7.45m3砼的运送采用砼输送车送到桩位，进行砼的灌注时，必须连续进行，不得中途中断，导管接头不得漏水或进空气；提升导管时，不得摇动，维持孔内静水状态，首批混凝土灌注须满足导管埋深部小于2.0m的要求。开始浇筑后应连续不断进行，并尽量缩短灌注时间。在灌注过程中，导管埋置深度宜控制在2～4m，最大埋深一般不大于6m,最小埋深一般不小于2m.挖孔桩最后10m混凝土浇筑时，应保证导管顶端比孔内混凝土顶面至少高出4～6m以上，不得用升降导管的方法使混凝土降落。灌注完成后的桩顶应比设计高度高出0.5～1m,以便截除桩头软弱层砼后，能保证截面处砼有良好的质量。浇注过程中，孔内溢出的水引流至边沟中，以免影响罐车的交通和对路基的质量。浙江省宏途交通建设有限公司毕节至都格高速公路第十一合同段项目经理部-9-五、挖孔桩护壁验算挖孔桩护壁采用与桩身同标号C25砼浇筑。根据本合同段桥址处的地址情况，挖孔桩护壁深度采取h=20m,护壁厚度为10cm,水压力的深度按20cm计算，验算护壁厚度的安全性1、按朗金土压力计算桩底最大土壁侧压力P1P1=rhtg2(45°-φ/2)=21×20×tg2(45°-22°/2)=191.05KN/㎡2、水的土压力为P2=200KN/㎡3、土及地下水对护壁最大的压力为PP=P1+P2=391.08KN/㎡4、圆孔护壁厚度tt≥KPd/2fc≥1.65×391.08×2.5/(2×11600)≥6.9cm取10cm厚砼护壁能够满足要求，安全可靠。式中t——计算砼护壁厚度r——砂石的重量，取21KN/㎡K——安全系数，取1.65浙江省宏途交通建设有限公司毕节至都格高速公路第十一合同段项目经理部-10-P——护壁外土压力及水压力d——挖孔桩直径，取2.5fc——砼轴心抗压设计强度，C25砼取fc11.6Mpa.六、挖孔桩爆破设计挖孔桩在人工无法挖掘的岩层部分采用爆破开挖至设计桩底标高，为保护爆破以上井壁不受破坏，保持周边岩石的完整性，采用严格控制周边界限的爆破方法。根据实际施工经验，炮孔深度以0.9～1.0米为宜，炮孔直径40mm,药卷直径32mm。考虑到桩内有渗水，选用乳化炸药，采用非电毫秒管起爆，起爆顺序为先掏槽孔后辅助孔，最后周边孔。1、炮孔布置桩底炮孔分掏槽孔、辅助孔和周边孔。掏槽孔一般呈锥形布孔，孔深比辅助孔和周边孔深10～20cm,辅助孔向内倾斜，周边孔其孔底要求到达开挖边线（软岩）或超过开挖边线5～10cm（硬岩）.循环进尺控制在1M以内，炮孔利用率按75%～85%考虑。炮眼数量主要与开挖断面、炮眼直径、岩石性质和炸药性能有关，炮眼的多少直接影响开挖量。炮眼数量装入设计的炸药量，采用各炮眼平均分配炸药量的原则按以下公式来计算：浙江省宏途交通建设有限公司毕节至都格高速公路第十一合同段项目经理部-11-N=qs/tr式中：N——炮眼数量，不包括未装药的空眼;Q——单位耗药量，Kg/m3S——开挖断面积t——装药系数，即装药长度与炮眼长度的比值；r——每米药卷的炸药质量，Kg/m2、