B7人工挖孔桩安全专项施工方案

0江西省德兴至上饶高速公路项目B7合同段人工挖孔桩安全专项方案江西省交通工程集团公司德上高速公路B7标项目经理部2010年10月25日人工挖孔桩施工方案一、工程概况1、工程概述德兴至上饶高速公路B7标全线长4.36km，根据设计新建桥梁9座，主要跨越乡村道路、小溪、沪昆高速及后期规划建设的上饶绕城高速（下穿德上高速上饶东枢纽互通）。全线桥梁分布及桥梁结构形式如下：预应力砼现浇箱梁桥1482m/5座（BK0+453.24B匝道一号桥、BK0+707.806B匝道二号桥、CK0+856.312C匝道一号桥、CK1+194.781C匝道二号桥、CK1+319.815C匝道三号桥）；3×13m通道桥132m/3座（K58+250、K58+694.5、K60+345.5）；3×20m装配式预应力砼小箱梁中桥66m/1座（K58+420.5）。桩基直径共有三种：1.2m、1.5m、1.6m，全部为旱桩，共2837m/164根。2、水文地质地质情况参照设计图纸提供的地质勘察报告地质纵断面图和挖方段开挖后实际地质，各桥从上至下土层分部如下：K58+250通道桥：①粉质粘土，厚度2.8~6m、②中风化灰岩，厚度16.1~24.5m，采用嵌岩桩基础形式，桩端持力层选择中风化灰岩；K58+420.5中桥：①细角砾土，厚度2.5~3.9m、②中风化灰岩，厚度10.3~32.6m，采用嵌岩桩基础形式，桩端持力层选择中风化灰岩；K58+694.5通道桥：①粉质粘土，厚度1~5.7m、②粗砂，厚度3m、③中风化灰岩，厚度15.2~26.4m，采用嵌岩桩基础形式，桩端持力层选择中风化灰岩；K60+345.5通道桥：①粉质粘土，厚度1.2~6.8m、②强风化粉砂岩，厚度1.7~10.2m、③中风化粉砂岩，厚度8.1~23m，采用嵌岩桩基础形式，桩端持力层选择中风化粉砂岩；上饶东枢纽互通5座匝道桥：①全风化粉砂岩，厚度1.2~12.5m、②强风华粉砂岩，厚度12~30.2m、③中风化粉砂岩，厚度7.2~15.1m、④全风化砂砾岩，厚度1.3~29.5m、⑤强风化砂砾岩，厚度9~24m、⑥中风化砂砾岩，厚度7.4~14.8m、⑦全风化粗砂岩，厚度1.3m、⑧强风化粗砂岩，厚度13m、⑨中风化粗砂岩，厚度9.6~9.8m，采用嵌岩桩基础形式，桩端持力层选择中风化粉砂岩。桥址地形条件较好，地质环境整体稳定性较好，适宜桥梁建设。灰岩有局部岩溶、岩隙不良地质，对本工程有一定影响，但易处理，岩溶部分采用钻孔注浆填实处理。砂岩未见不良地质体，不夹杂特殊性岩土，无软弱下卧层。本区地震基本烈度小于六度，地震动峰值加速度小于0.05g，反应谱特征周期小于0.35S。地下水情况：桥址地表水较发育，根据钻孔水文地质观测，结合地形地貌，2岩性条件和构造特殊分析，灰岩地下水较发育，砂岩地下水较贫乏，主要为孔隙水及裂缝水，钻孔控制深度范围内地下水埋深0.4~1.7m，补给来源为大气降水和地表水。地下水对混凝土不具侵蚀性。二、施工方法选定德上高速作为我省2012年高速公路通车里程突破4000公里的落地项目，本项目总工期仅为16个月，包含冬季、雨季、国家法定重大节假日、农忙时期，需在该工期内完成所有桥梁下部结构、上部的梁体预制、架设工程、桥面铺装及所有涵洞、路基工程，工期非常紧，压力大。施工范围内仅有二处高压线，在K58+180、K58+290桩号，其余均为民用低压线。以国内常见的GPS-15型反循环回旋钻机为例，功率为75KW，就近电压不能满足钻机要求，增设变压器、电路架设，改造费用高，同时外接电办理手续时间过长等原因必将造成施工用电困难。与钻孔桩相比，挖孔桩的质量容易控制，各项成孔指标可以通过直接测量得出，各项表征质量的指标直观可靠，特别是对于端承桩来说，关键的是桩底的持力层和入岩深度是否能达到设计要求，而两点正好是挖孔桩的优势。为加快桥梁工程进度，根据地质及水纹等地理环境，桩基施工采用人工挖孔方法进行。人工挖孔桩施工工艺成熟简单，应用普遍，不需大型机具，占用场地小，可多桩同时进行施工，速度快。灌注桩具体参数详见附表1（桥梁桩基数量统计表）。三、施工部署地上管线主要为民用电路杆线及通讯杆线，都已架空，不制约施工。全线范围无地下管线、古墓，房屋，不受拆迁影响施工。灌注桩施工时实行隔二挖一，人工挖孔桩按照三班制连续组织作业，两人一组，一人井下作业，一人井上提升。根据第一阶段目标任务再结合大干一百天的生产任务安排，所有164根桩要在2010年12月31日前全部完成，工期共67天。桩基分三批开挖，计划第一、二批各开挖55根，第三批开挖54根。距离较近的桩孔要实行跳挖，每组2人，根据实际情况每组人每批挖1~2个桩孔，平均每天每桩可完成1.2米进尺，考虑到特殊情况22天可完成一批桩的成孔，前一批桩孔完成后即陆续开挖下一批桩孔，成孔总工期66天。挖孔工作暂停时，井口进行及时加盖防护，并设置黄色3警示带进行警示。开孔10天内开始钢筋笼制作，配合挖桩，做到挖完当天就下钢筋笼。为了防止桩孔被水长时间浸泡，桩孔完成后尽量当天就下钢筋笼，当天灌注。1、施工人员组织根据施工现场实际情况进行合理安排，组织人员进行施工，保证工程的顺利进行，人员配备详见下表2。表2人员配备表序号工种人数（个）备注1管理人员22技术人员43专职质检员34专职安全员35信号工26挖桩工747电工28电焊工69设备检修工110混凝土工911汽车吊司机212钢筋工1813防护员414合计1302、机械设备配备根据施工现场情况、工期、工艺，主要配备以下机具设备，详见下表3。表3施工机械配备表序号设备名称规格型号功率单位数量1电动轱辘部402汽车吊QY16台23钢筋切断机CQ404KW台34钢筋调直机JW3T11KW台25电焊机台346鼓风机个107振捣棒个8四、施工方法挖掘顺序视土层性质及桩孔布置而定。土层紧密、地下水不大时，一个基础的所有桩孔可同时开挖，便于缩短工期，但渗水量大的一孔应超前开挖、集中抽水，以降低其他孔水位。土层松软、地下水较大时，宜对角开挖，避免孔间间隔层太薄造成坍塌。为保证施工安全，我部制定的挖孔总体施工顺序，按照隔二挖一的施工顺序进行，同时施工的两个桩必须间隔二个桩位。1、人工挖孔桩根据施工现场情况采用人工挖孔，组织三班制连续作业，直接用铁锹和十字镐开挖，遇到松碴土装入吊筒后用10KN~20KN慢速卷扬机提升，采用内撑式标准组合钢模浇注砼护壁，钢筋笼现场制作，汽车吊吊放，砼由砼搅拌站统一拌制，砼运输车运输，清水满灌，采用水下砼施工工艺。1.1人工挖孔工艺流程场地平整→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模灌注第一节砼护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装垂直运输架、提土辘轱、吊土桶、安全绳、潜水泵、鼓风机、照明等设施→挖第二节桩孔土→清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径→支模浇灌第二节护壁砼→护壁砼强度达到2.5Mpa（约24小时）方可拆掉上节护壁模板→重复第二节定位、挖土、绑筋、支模、灌砼护壁的施工过程，循环作业直到挖至设计桩端深度→检查成孔质量→吊放安装钢筋笼→灌注钢筋砼灌注桩混凝土→后续工序。施工工艺流程详见《挖孔桩施工工艺流程框图》挖孔桩施工工艺流程框图51.2施工工艺要点1.2.1场地平整根据施工地质实际情况，平整场地后，清除地表杂物，挖除软土，清除坡面危石浮土，用压路机碾压密实，桩口围护比地面高30cm，防止土、石、杂物等滚入孔内伤人。坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护。孔口四周挖排水沟，做好排水系统，及时排除地表水，搭好孔口雨蓬。1.2.2桩位放样定位根据设计提供的测量基准点和基线采用全站仪按设计桩位进行放样，再按设计图纸采用极坐标法测出桩位中心，打入定位桩。并从桩中心位置向四周引测桩心控制点，当第一节桩孔挖好安装护壁模板时，用桩心控制点校正模板位置，并在第一节混凝土护壁上设置十字控制点，每节护壁模板的安装必须用桩心点校正模板位置，保证桩位准确，确保桩口平面位置与设计桩位偏差不大于5cm。1.2.3孔圈护壁施工6（1）护壁采用内撑式标准组合钢模，护壁砼现场拌合，护壁混凝土厚度10cm（不包括第一节护壁），挖孔以1.0m为一循环。护壁采用与桩基相同标号的混凝土。（2）支护钢模板：高度为1.0米，由4块活动钢模板组合而成。当护壁砼达到一定强度后，便可拆除上节模板，拆上节支下节，循环周转使用，模板用“U”型卡连接，上下用两个半圆组成钢圈，顶紧模板，不另设支撑，护壁砼圈中心线应与桩轴线重合，其与桩轴心偏差小于20mm。（3）设置操作平台：在模板顶放置操作平台，平台可用角钢和钢板制成半圆形，两个合起来即为一个整圆，用来临时放置混凝土拌合料和浇捣护壁混凝土用。(4)人工掘进1m深后，支立第一节孔圈护壁模板，现浇护壁砼。安装护壁模板时，必须用四个桩心控制点来校正模板位置，并设专人严格校核中心位置及孔壁厚度，第一节砼护壁应比下面的护壁厚150mm，并高出现场地面30cm，第一节护壁完成后，重新定位孔中心，挖土、支模、现浇护壁砼，如此循环，直至挖至基底设计标高。（5）浇筑护壁混凝土用振捣密实的方法，上下护壁间搭接50mm。1.2.4护壁施工的注意事项（1）护壁厚度、砼强度等级应符合施工规范要求；（2）桩孔开桩后尽快灌注护壁砼，且必须当天一次性完成，不留置施工缝；（3）上下护壁间的搭接长度不得少于50mm；（4）护壁砼中掺用速凝剂，护壁模板在24h后方可拆除；（5）施工中随时注意孔壁情况，发现问题，及时处理，防止事故发生，如果发现护壁有蜂窝、孔洞现象要及时加以堵塞，防止孔外水通过护壁流入桩孔内；（6）严格控制桩径尺寸和桩的垂直度，开挖时随时检查，出现偏差及时纠正，保证桩位准确。1.3桩位及桩孔垂直度控制桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点。安装提升设备时，使吊桶的钢丝绳中心与桩位中心一致，以作为挖土时粗略控制桩中心线用。1.4人工挖孔开始挖掘后应连续组织作业，一气呵成。采用小卷扬机提升，两人一组，一7人井下，一人在井口提升。采用分段形式挖，每段高度取决于土壁保持直立状态的能力，以1.0米为一施工段。挖土由人工自上而下逐段用镐和锹进行；遇坚硬土用锤、钎破碎；遇风化基岩用风镐凿岩破碎；岩石采用YT-28气腿钻钻孔，浅孔控制爆破。同一段内挖土次序为先中间后周边，允许尺寸误差为3cm。弃土装入皮桶，用轱辘提升到孔口，再由手推车运到临时弃碴场集中堆放。挖孔过程中如出现流砂、坍孔现象，首先进行护壁，然后停止施工并及时分析原因。挖孔过程中，须经常检查桩孔尺寸和平面位置，孔的中线误差不挖孔时由于有水渗入，应及时支护孔壁，防止水在孔壁浸流造成坍孔。渗水应及时抽走排除。桩孔挖掘及支撑护壁两个工序，必须连续作业，不宜中途停顿，以防坍孔。孔深超过15米后，应增设通风设备。1.5排水除在地表墩台周围挖截水沟外，还对从孔内排出的水妥善引流远离桩孔。孔内渗水量不大时，可用铁皮桶盛水，人工提升排走，渗水量大时，可用小水泵排走。灌注混凝土，使用导管，采用水下灌注混凝土施工。1.6孔内爆破在爆破施工前，根据孔径、岩层走向、石质等现场情况做出爆破设计，按此设计进行几次爆破后对每次爆破进行观察总结，对爆破设计进行调整后作为进一挖孔桩作业示意图安全盖板机动翻斗车混凝土护壁活底吊桶电葫芦钢横梁钢支架8步爆破的依据。挖孔达到设计标高后，应进行孔底处理。必须做到平整，无松碴、污泥及沉碴等软层。嵌入岩层深度应符合设计要求。开挖过程中应经常检查了解地质情况，如与设计资料不符，应提出变更设计。1.7质量要求详见下表4表4人工挖孔桩施工允许偏差表序号检查项目允许偏差检查方法1孔的中心位置群桩100mm；单排桩50mm用全站仪或经纬仪：每桩检查2孔径不小于设计值探孔器：每桩测量3孔深不小于设计值（支承桩超过设计50mm）测绳量：每桩测量4孔的倾斜度0.5%桩长，且不大于200垂线法：每桩检查5沉淀厚度不大于设计规定专用测绳检查6钢筋骨架底面高程±50mm水准仪检查后反算五、安全生产组织机构及培训1、安全组织机构为完善德上高速公路B7标段的安全管理，保证人工挖孔桩