挖孔桩施工工艺

挖

孔

桩

施工工艺

1

编制依据及说明：1.1

合同段**特大桥施工图设计文件、设计说明、设计通知变更等。1.2

合同段施工组织设计。1.3

现行公路工程标准、规范、规程等，主要有：①《公路工程质量检验评定标准》（JTG

B01-2003）；②《公路工程水文勘测设计规范》（JTG

C30-2002）；③《公路桥涵设计通用规则》(JTG

D60-2004)；④《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)

⑤《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)

⑥《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》(JTG

D62-2004)

2

工程概况2.1.1

**特大桥中心里程K39+355，全长1106米，共17个墩台，其中0#桥台、1#～3#引桥墩左右幅、4#～6#、13#～16#桩基直径为φ1.5m圆桩，桩长不大于25m，共计123根，总方量

3857.679m3。7#墩左右幅桩基直径为φ1.5m圆桩，桩长为35m；8#、12#交界墩桩基直径为φ2.0m圆桩，桩长为35m；9#～10#住墩桩基直径为φ2.5m圆桩桩长为45m；11号主墩桩基直径为φ2.5m圆桩桩长为40m

共计

44根，总方量为9424.778m3。

2.1.2

上述挖孔桩穿过的地层分为七大层,即第一层为低液限粘土,第二层为块石夹土,第三层为小块石质土，第四层为小块石夹土，第五层为粉砂质泥岩，第六层为泥质粉砂岩，第七层为砂岩。岩性自上而下依次为：①表层为低液限粘土,软硬塑状,厚0～6m。②块石夹土，部分风化较强，质较硬,厚1～3m；③小块石质土，部分风化较强，质较硬，2～4.5m

④小块石夹土，部分强风化，质较硬，2.5～8.6m

⑤粉砂质泥岩，弱风化岩石，质较硬，6.6～17m

⑥泥质粉砂岩，强风化岩石，质软，0.5～28.6m

⑦砂岩，强风化岩石，质较硬，2.5～28.7m，针对这17个墩台钻孔桩桩长较短且均为嵌入弱风化砂岩夹泥质粉砂岩层内的特点，拟选择挖孔桩施工。四周采用混凝土外齿式护壁，护壁厚度15cm～20cm，砼强度等级不小于C20，对于桩径大于200cm

的孔，护壁厚度20cm，并设置不小于φ6环形钢筋，间距不大于200mm。确保不坍孔，爆破后不出现裂缝和垮坍。挖孔桩挖孔和挖孔桩护壁示意图如下：

挖孔桩挖孔示意图

15cm15cm1m1m1m1m1m0.34

主要施工机械设备

表二：主要施工机具设备表名称型号单位数量功率功用砼输送泵台2运输砼拌和楼1000L台2拌砼凿岩机手持式台8凿岩石振动棒φ50φ80台各4砼振捣空压机台12～15风搞台24～30打炮眼铰车台60提渣土吊车16～25t辆2灌砼、安钢筋笼潜水泵台4～8抽水电焊机BSQ6-400台4～617/13KW焊钢筋砼漏斗个4砼导管φ250m90灌砼用5

开工前准备工作：5.1

施工便道、临时设施桩基施工用的临时设施，如施工便道、供水、供电、临时房屋，在开工前准备就绪，以保证桩基施工正常作业。

5.2场地平整、支护及防排水

5.1.2

场地平整、支护、防排水**特大桥0#～16#墩位于山坡上，在进行挖孔桩施工前，10#桥墩承台外侧20米破面上进行预应力锚索框架梁边坡防护，以保证桥梁下部结构施工时边坡永久稳定；挖孔桩施工前先明挖承台，适当放坡开挖，清除不稳定的土（或岩）体，采用适当支护措施：对高桩承台下按设计图纸采取回填平整，清除浮石、危石，要求平整后平台顶面标高不低于桩顶标高，顶面外边缘到孔中心距离不小于2.0m，且平台放坡不大于1：1。5.1.2防排水场地平整后，在承台四周开挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水，搭好孔口雨棚；承台位置经过深沟或集中汇水地带，根据实际地形修筑拦水挡墙，必要时改沟，避开地表流水对桩基施工的影响。5.3.施工准备场地平整后，施测墩台十字线，定出桩孔准确位置；孔口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水,搭好孔口雨棚；安装提升设备；布置好出渣道路；合理堆放材料和机具，使其不增加孔壁压力、不影响施工。5.4水封导管试验：水封导管使用前，均应调直、组装、试压、编号及自下而上标示尺度等工作。当水封导管组装完成，根据本桥钻孔桩的深度，对水封导管进行试压。试压采用专门水压设备进行。试压前将水封导管一端封死，并留一个小出水口（采用阀门控制），另一端连接水压机。当水封导管内注满水时，开动水压机试压，要求试验压力达到7kg/cm2，持压0.5小时且导管不产生漏水、渗水现象，即认为水封导管试压合格，然后编号（注意：水封时，水封导管应严格按照编号顺序拼装，拧紧拧死，保证不漏水。如有改动，应重新试压后方可使用）。5.5钢筋笼制造：钢筋进场时，应具备钢筋出厂证明及材质证书。进场后，抽样检查，并填写钢筋试验表格，检验合格，方可使用。对于抽样检查不合格的钢筋，将该批钢筋退货。场内设置专门的钢筋存放场地，各种钢筋按型号及品种分类存放。本桥十七个墩挖孔桩钢筋笼采取胎具成型，钢筋成型时，根据设计图纸确定箍筋位置，加强箍筋与主筋采用焊接。连接前，将主筋位置标定在加强箍筋上，确定无误后，方可焊接。普通箍筋与主筋采取绑扎连接，绑扎时，注意箍筋间距符合要求，保证箍筋均匀整齐，使钢筋笼外形美观。主筋与主筋采取双面搭接焊接（直径＜25mm）和钢筋车丝套筒接长（直径≥25mm），若搭接则采用双面搭接焊，搭接长度不小于5d。若钢筋车丝套筒接长则必须保证连结套筒长度。加工钢筋笼前，取焊接或套筒连结试件，进行试拉，合格后，方可进行钢筋制造。表三：钢筋笼允许偏差项次项目允许偏差（mm）检验方法1钢筋笼长度±100尺量2钢筋笼直径±20尺量3主筋间距±0.5d尺量4加强筋间距±20尺量5箍筋间距±20尺量6垂直度＜1%L吊线尺量7主筋接头抗拉强度不低于规定值检查记录

5.5

混凝土工厂组拼试运行混凝土工厂采用2台1000L搅拌机，供料系统采用HPD1200型自动计量配料机，上述设备拼装完成后，经试搅拌混凝土合格后，方可进行挖孔桩砼施工。6挖孔桩施工6.1开孔前，施测墩台十字线，定出桩孔准确位置，设置护桩并经常检查校核；应经常检查桩身净空尺寸和平面位置。孔的中轴线偏斜不得大于孔深的0.5%，截面尺寸必须满足设计要求。孔口平面位置与设计桩位偏差不得大于5cm。在土层和软岩层中，采用人工风镐开挖，在次坚石、坚石岩层中，采用微裂松动爆破方法。6.2人力开挖井口护壁顶应高于地面30cm左右，防止土、石、杂物滚入孔内伤人。挖孔时必须挖掘及支撑护壁两道工序必须连续作业，不宜中途停顿，以防坍孔。提升设备绞架必须固定牢靠，且要求用0.5t卷扬机提升。6.3挖孔护壁建议采用外齿式砼护壁，每挖掘0.8m～1.2m深时，即立模灌筑砼护壁，厚度15cm～20cm，砼强度等级不小于C20并根据实际情况适量配筋，采用外齿式护壁的优点是作为施工用的衬体，抗塌孔的性能好；便于用插入式振动棒等捣实砼；增大桩侧摩阻力。6.4.配足筑岛围堰及抽排水设备。挖孔时如有水渗入，应及时支护孔壁，防止水在孔壁浸泡流淌造成坍孔。渗水应设法排除，采用井点法降水或集水泵排。对挖孔过程中，孔壁、孔底渗水、涌水过大时，应采用机械加大抽水力度，确保正常开挖施工，如仍不能解决，要摸清水源方向、方位，采用桩周帷幕注浆法，全面封堵，确保正常施工。并做好地面雨水的防、排工作。6.5开挖前要对上岗操作人员进行安全意识、操作技术、质量意思的培训工作。对深孔开挖的通风，有害气体的排除，电器设备漏电防护，孔口周围防护，和夜间及停工时的孔口覆盖等安全措施，要有专人管理。

6.6遇有局部或厚度不大于1.5m的流动性淤泥和可能出现涌砂时，应加强护壁和降水措施，必要时采用钢护筒防护。6.7孔内爆破应采用浅眼爆破，严禁裸露药包。炮眼深度，硬岩层不得超过0.4m，软岩层不得超过0.8m，严格控制用药量，以松动为主，装药量不得超过炮眼深度的1／3。孔内爆破应采用电雷管引爆。6.8炮眼附近的支撑应加固或设防护措施。护壁砼强度尚未达到2.5Mpa时，不宜爆破作业。6.9在接近基底0.5m时，采用人工开挖，防止破坏基底岩层。6.10挖孔至设计高程后，孔底不应积水，并进行孔底处理，必须做到平整、无松渣、污泥及沉淀等软层，嵌入岩层的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，倘与设计资料不符，应提出变更设计。若孔底地质复杂或开挖发现不良地质现象（如溶洞，薄层泥岩，不规则的淤泥分布等）时，应钎探查明孔底以下地质情况。

6.11值班人员应认真负责,仔细观察,认真记录。尤其是设备更换、停开挖时间、事故原因及处理、下一班应注意事项等，皆应记录签字，并向下一班人员交待清楚。如有异常，应立即停挖向主管领导汇报。所有挖孔记录要详实。6.12因事故停挖时,孔口应加盖。6．13桩基施工前，注意岩层风化对桩基承载力的影响，必要时，征得监理工程师和设计代表的认可后，根据实际岩面情况酌情调整桩低标高。

7终孔验收

挖孔完成后必须进行终孔检查，必须做到孔底平整、无松渣、污泥及沉淀等软层，检查内容应包括孔深、孔径、倾斜度，孔深检查可用测绳，孔径与倾斜度用垂球和直尺。挖孔经检测符合设计要求时，按规范要求进行清孔后，立即安放钢筋笼，迅速浇注桩基砼。

表四：挖孔验收标准

序号检验项目允许偏差1孔径不小于设计孔径2孔深比设计深度不小于50mm3孔中心群桩排桩≤100mm≤50mm4垂直度≤0.5%5灌前孔底沉渣08

钢筋笼、声测管、预应力筋安装8.1钢筋笼安装

挖孔桩的钢筋笼采用分段整体吊装，主筋接头按规定错开，错开间距不小于35d。主筋接头采用焊接接头。钢筋笼保护层用C30混凝土垫块制作，以确保钢筋笼不致于插入孔壁，使钢筋笼保护层满足设计及规范要求。钢筋笼到位后临时固定，防止脱落，同时也有效制止钢筋笼在挖孔桩灌注混凝土过程中上浮现象，钢筋下放完成应进行第二次清孔。8.2声测管制安桩基浇筑水下混凝土时，沿钢筋笼内侧等间距预埋检测钢管，桩径2.0m以上的圆桩埋4根，桩径2.0m以下（含2.0m）的圆桩埋3根，检测钢管外径57mm，壁厚3.0mm，且帽出桩顶50cm。8.3预应力筋制安11#墩钢筋安装完成后，按设计图纸位置安装锚具，穿波纹管，定位、固定、穿钢绞线，采用保护钢绞线措施，保证不漏浆。9．灌注非水下混凝土从孔底及附近孔壁渗入的地下水的上升速度较小（参考小于6mm/min）时，可采用在空气中灌筑混凝土桩的方法，其技术要求除符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2004）有关规定外，还应注意以下事项：9．1混凝土坍落度，宜为7cm～10cm。如用导管灌注混凝土，可在导管中自由坠落，导管应对准中心。开始灌注时，孔底积水深不宜超过5cm，灌注的速度应尽可能加快，使混凝土对孔壁的压力尽快地大于渗水压力，以防水渗入孔内。灌注的混凝土应以振捣器捣实。9．2孔内的混凝土应尽可能一次连续浇筑完毕；若施工接缝不可避免时，应按照施工规范关于施工缝的处理规定处理，并一律设置上下层的锚固钢筋。锚固钢筋的截面积应根据施工缝的位置确定，无资料时可按桩截面的1%配筋。施工接缝若设有骨架钢筋，则骨架钢筋截面积可在1%配筋面积内扣除；若骨架钢筋总面积过桩截面的1%，则可不设锚固钢筋。9．3混凝土灌注至桩顶以后，应即将表面已离析的混合物和水泥浮浆等清除干净。10．水封导管吊装从孔底及附近孔壁渗入的地下水的上升速度较大时（参考大于6mm/min），应视为有水桩，按前述钻孔灌注桩用导管法在水中灌注混凝土。灌注混凝土之前，孔内的水位至少应与孔外稳定水位同样高度；若孔壁土质易坍塌，应使孔内水位高于地下水位1m

～

1.5m。

挖孔桩填充混凝土时使用φ278mm卡口式垂直提升导管，导管根据孔深预拼一定长度，导管顺直并进行拉力试验和水密试验。试验后经签证确认导管状态良好，焊缝及接头均不漏水，并经过试验方可投入使用。钢筋笼下放到位后即可下导管。11．灌注水下混凝土：11.1

本桥十七个桥墩挖孔桩为C30水下混凝土,采用2台1000L的搅拌机。产量为60ｍ3/h左右，由混凝土搅拌车运输至孔位处，16t汽车吊机配合进行混凝土的灌注。

11.2

灌注水下混凝土是挖孔桩施工的重要工序，挖孔经成孔质量检验合格、监理签证后方可开始灌注工作。使用砍球法灌注水下混凝土。开灌前应检查分析扩孔率，以确保灌注漏斗内储存的混凝土及吊斗内的混凝土总量满足砍球要求，砍球后孔内混凝土能及时将导管底端埋入深度不小于1ｍ。灌注过程连续进行，因故中途停灌间歇时间不能太长。停歇后，观察混凝土的流动性，并检查已拌合混凝土的陷度，如不合格，将该批次混凝土倒掉。若停歇过程过长，必要时采用人工方法小批量向导管内灌注合格的混凝土，防止导管内混凝土离析及陷度损失过大，造成堵管而导致水封失败。在灌注过程中要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出，和从漏斗外掉入孔底，使水泥凝结导致测深不准确和填充质量下降。灌注过程中，注意观察管内混凝土面下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。缓慢提升导管，预防导管挂钢筋笼，如导管接头挂钢筋骨架时可转动导管，使其脱开钢筋骨架后移到孔位中心。正常灌注时导管埋深控制在2～6ｍ，不允许发生导管进水、接头漏水及导管堵塞事故。当混凝土面升到钢筋笼下端时，为防止钢筋笼被混凝土顶托上升（浮笼）可采取以下措施：11.2.1

尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土流动性过小。11.2.2当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，导管保持较大埋深并徐徐灌入混凝土，以减小混凝土从导管底出来后向上的冲力。11.2.3

当孔内混凝土面进入钢筋笼底1-2m以后适当提升导管，减小导管埋深（不得小于1ｍ）以增加钢筋笼在导管口以下的埋置深度。11.2.4

固定钢筋笼于护壁上。11.2.5在钢筋笼下端增设锚固于混凝土内的锚固钢筋，在灌注混凝土时，每根桩制作不少于三组（9块）的混凝土试块，妥善养护保管试块。强度测试后填入试验报告表，并按设计要求检测桩身混凝土质量。12

灌注事故的预防及处理12.1导管进水其主要原因有：首批混凝土储量不足，或导管底口距孔底间距过大，混凝土下落后不能埋住导管底口以致水从底口进入，此时，将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物清除，重新灌注。

12.2卡管：灌注过程中，混凝土在导管中下不去称为卡管。原因有：①初灌时隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因如坍落度过小，流动性差、粗骨料过大、拌合物不均匀产生离析、导管接缝处漏水、大雨中混凝土未加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走，粗骨料集中造成堵塞。②机械发生故障和其他原因使混凝土在导管内停留时间过长，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了管内混凝土的下落阻力，混凝土堵在管内。预防措施：准备备用机械、掺入缓凝剂，做好配合比，改善混凝土的力学性能。处理办法：拔管、吸渣重灌。12.3

埋管：导管无法拔出称为埋管。其原因是导管埋入混凝土过深，应及时提升导管，控制埋深。12.4

坍孔：发生坍孔后，应查明原因采取相应措施，如保持或加大水头，移开重物排除震动等防止继续坍孔，然后用吸泥机吸除孔中砾土，如不继续坍孔可恢复正常灌注，如坍孔不停止、坍孔部位较深，宜将导管拔出。保存孔位回填粘土重挖。13

挖孔桩施工质量控制要点13.1测量放线要求准确、认真，并填写施工放线报验单。13.2

挖孔过程中，要求详细、真实填写挖孔记录，每次交接班要做好交接班记录。13.3挖孔开始之前,要注意挖设排水沟，在护圈及排水沟上需抹一层砼，以防止地表水从排水沟渗入孔壁而增长对孔壁的压力。13.4安装提升设备，布置好出渣道路，合理堆放材料和机具，做好文明施工。13.5

终孔后，经专职测量人员检查孔径、孔深、倾斜度，确认无误后报监理工程师确认。13.6钢筋笼制作要求尺寸准确，外观整齐，加工完毕经自检合格，报请监理检查。13.7吊装钢筋笼时，要求焊接接头长度满足要求，且焊接缝饱满，每节吊装完毕后，经自检合格，报请监理检查，合格后下放。下放到位后，固定牢靠，预防在灌注混凝土过程中发生坠笼和浮笼现象。

13.8钢筋笼下放到位后，自检沉淀厚度，合格后填写挖孔桩孔内灌注水下混凝土前检查证，并报请监理检查。合格后，方可进入下道工序施工。13.9混凝土生产、运输，灌注满足下列要求：①混凝土的坍落度18--22cm，初凝时间不小于8小时；②混凝土采用混凝土搅拌车运输；③

灌注混凝土漏斗要求满足初灌量要求;

④灌注过程中，要求导管埋深控制在2-6m之间；⑤超封混凝土高度控制在0.5--1.0m之内；⑥混凝土灌注完毕后，清理桩头超封混凝土至桩顶上部10cm处；⑦砼试件要现场随机取样制作。13.10.挖孔过程中，应密切注意天气情况及孔内水位情况，如有异常，应及时上报处理。13.11.一个孔内进行爆破作业，其它孔内的施工人员也必须到地面安全处躲避。14

质量管理工作14.1

质量方针按GB/T19002-2000建立实施并保持质量体系，按国家标准和设计要求施工和检验，用严格的质量管理，以精良的施工技术，建优质的桥梁工程。14.2

质量目标按设计要求和《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2004）及其它相关国家标准施工，按《公路桥涵工程质量检验评定标准》（JTG

B01-2003）检查、评定、验收，确保分部工程合格率达100%，优良率达90%以上，且主要分部工程全部达到优良标准。14.3

质量保证措施

为全面实现我公司质量目标，在挖孔桩施工全过程中，我们将始终坚持“百年大计、质量第一”的原则，视工程质量为企业的生命，认真依照各项施工技术规范、规则和各项质量验收评定标准去组织实施，确保“开工必优，一次成优”。具体措施如下：①加强施工技术管理。按《施工技术管理办法》和《质量手册》标准实行全面质量管理，做好各阶段质量控制、体系审核和信息反馈，确保工程质量达到目标。施工前熟悉设计图纸及施工规范，理解设计意图，组织各管理层和作业队进行技术交底，并编制详细的作业指导书。施工中详细记载各项施工记录并填写相关资料，一个分项工程结束后，及时按验标要求评定验收。②强化施工的监督检查。建立健全质量管理组织系统，使质量体系持续而有效地运行，确保产品和服务质量符合规定要求。现场认真执行三检制，作业队自检合格，交质量监察部门专检合格，最后经监理工程师查验签认后方可进入下一步工序。③认真抓好施工过程控制。对所有材料、半成品、成品都必须搞好过程控制，不合格品不得进入下一工序，分项工程完工后应及时进行评定验收工作。所有主体结构原材料进场都要有产品合格证，并在现场按规定进行抽样检查，不合格者严禁使用。④严格制度，狠抓落实。建立施工中的奖罚制度，对施工质量进行定期或不定期检查，发现隐患及时填发整改通知单，限期整改；切实抓好对工程计划工期的控制，确保如期完工。⑤加强对施工队伍的管理和培训工作。⑥主动做好施工中的协作配合工作。15安全管理及文明施工15.1安全管理措施认真贯彻执行国务院关于安全生产的“三大规程”和有关安全生产的各项法规，必须始终坚持“安全第一、预防为主”的方针，落实《安全生产责任制》，做到安全生产，文明施工。在作业指导书中编制详细的安全防护措施，在施工设计图中明确安全设施的布设，严格控制和防止各类伤亡事故。具体措施如下：①加强领导，健全组织。项目经理部成立领导小组，制定严格的安全措施。②进行全面的、针对性的安全技术交底。③安全教育要经常化、制度化。提高全体员工的安全意识，切实树立安全第一的思想，建立完善的安全工作保证体系。④严格安全监督，建立和完善定期安全检查制度。施工现场严格按照“安全标准工地”的要求执行。⑤建立严格炸药管理制度，炸药从购、运输、储存、加工制作到爆破的各环节绝对的安全。⑥抓好现场管理，坚持文明施工，保障人身、机械和器材的安全。在行人道路处开挖基坑及施工危险地段要设置安全警示牌，以防意外事故发生。⑦认真做好防洪、防火，重点设备，重点防护，对易燃、易爆、有毒器材按有关规定妥善保管，登记造册发放，责任落实到人，彻底清除不安全因素。⑧定期或根据施工需要发放和检查施工所用的各种安全机具设备和劳动保护用品。⑨挖孔过程中孔内有害气体浓度超标危害施工人员安全，应立即进行通风并及时组织抢救。15.2挖孔桩施工安全要求①挖孔桩孔口需砌高30cm的护圈，护圈表面抹水泥砂浆，以防基坑内土石块落入孔内和防止雨水流入孔内。②基坑内需设置排水沟及汇水坑，水泵将雨水及时抽走。③孔口四周需设置护栏，暂不施工的孔口应加盖，防止施工人员落入孔内，同时，,护拦可做孔内石渣提升支架。④