人工挖孔桩的施工方法

焦作至桐柏高速公路泌阳段第八合同段人工挖孔桩施工技术方案天津城建集团二00七年十月二十日目录一、工程概述………………………31、工程概况及工程地质情况………32、技术指标……………43、主要工程量…………44、气象水文……………4二、施工方案…………5三、施工工艺…………61、施工工艺流程……………………62、施工准备…………63、测量放样…………74、成孔及护壁施工……………………75、岩石段施工…………86、成孔检验……………97、钢筋笼制作、安装…………………98、桩身混凝土灌注…………………119、成桩检测…………12四、施工中常见问题的处理………131、护筒的校正和纠偏措施…………132、流砂层的处理……………………133、岩石段爆破开挖…………………13五、质量保证措施………………14六、平安保证措施………………16七、文明施工和环境保护……………19八、附件………………21附件1挖孔桩施工工艺框图………21人工挖孔桩施工技术方案一、工程概述：1、工程概况及工程地质情况：我标段范围内的桥梁工程有别离式立交3座、天桥2座。根据设计图纸，桥梁结构形式及桥位处工程地质情况如下：K136+020曾庄天桥，上部结构为1-40m上承式板拱，下部结构桥台为扩大根底、桥墩为桩根底。该处上层为全风化—强风化花岗岩，层厚约21.8m，岩芯呈散砂状，强度较低；下部为花岗岩弱风化层、微风化层，强度较高；该位置稳定水位在地面以下15m左右。K138+296三里庄天桥，上部结构为下承式等截面悬链线无铰拱，下部结构为桩根底。该桥位地质上层为强风化花岗岩层、下层为弱风化层，岩层强度较高，地质钻孔范围内无稳定地下水。值得说明的是，K136+020、K138+296桥桩基是按嵌岩桩进行设计的，施工时假设地质情况与设计图纸不符，应做好记录，及时上报监理工程师，根据实际地质条件采取相应技术措施。K139+426瓦房庄别离式立交，上部结构为〔12+20+20+12〕m现浇箱梁，下部结构为桩根底、柱式墩、薄壁墩。K140+087小河庄别离式立交，上部结构为3*16m预应力混凝空心板，下部结构为桩根底、柱式墩、台。该处地质顶层为硬塑性亚砂土，厚4m；下层为全风化—强风化花岗岩层，岩层破碎明显，地下水位稳定水位在地面以下3m左右K141+405.5王店别离式立交，上部结构为3*20m预应力混凝空心板，下部结构为桩根底、柱式墩、肋式台。该桥位处地质上层为亚粘土层，硬塑性，夹有中细砂夹层，层厚8.5-11.4m；其下为中砂层，局部泥质含量较高，中密，局部含有少量小砾石；下层为花岗岩强风化层，岩层破碎明显，地下水位稳定水位在地面以下3m左右2、技术指标：桥梁净宽：2*12.75m；桥梁设计荷载：公路-Ⅰ级；大、中桥、涵洞设计洪水频率：1/100；地震烈度：地震根本烈度Ⅵ度。3、主要工程量：全线桥梁桩基工程数量如下表所示：序号桥梁名称1.2m1.备注根数长度(m)根数长度(m)1K136+0208145.22K138+2964383K139+42647281704K140+087244325K141+405.5164328216合计4493628569.24、气象水文：根据设计图纸提供的水文气象资料可知，工程所在地区地下水埋深随不同地貌单元而变化，水质较好，可直接引用，地下水一般可作生活用水和工程用水，但是使用前应进行检验，合格前方可使用，对混凝土不具侵蚀性。沿线地下水主要是第四系孔隙潜水，新第三系孔隙、裂隙承压水及山地基岩裂隙、岩溶水三类。工程所属地区为亚热带与温暖带过渡地带，属大陆性季风型湿润气候，四季清楚，气温适中，雨热同期。3-5月份风多雨少，气候枯燥；6-8月份炎热多雨，气候湿润，降雨量站全年的60%—80%；9-11月份，雨量明显减少，仅占全年10%左右；12-2月份多雨雪，多寒风。年平均气温14.6℃，极端最低气温为-20.5℃，极端最高气温41.5℃二、施工方案：根根据桥位处地质勘测资料，K136+020、K138+296、K139+426桩根底地质情况较好，所以拟采用人工挖孔形式成孔；更重要的是，K136+020、K138+296两桥桩基均为嵌岩桩，采用人工挖孔更便于判断地质状况、桩底沉渣清理得更彻底，能确保桩底与岩石的结合效果和桩基的入岩深度。人工挖孔施工选用混凝土护壁。先在整平的地面上支模浇筑第一节护壁，然后挖除孔内土方、护壁下沉，然后随挖随沉，直至成孔；钢筋笼在钢筋加工场地内分段加工完成，运输至现场后进行精确校正，然后经监理工程师检验合格后用吊车在孔口进行对接安放；砼在拌合站内集中拌制后，用混凝土罐车运至孔口用导管进行灌注，施工时应控制混凝土落距，预埋声测管7天后进行超声波检测。三、施工工艺：1、挖孔桩工艺流程：施工前的准备—测量放样—浇筑护壁、人工挖孔—下钢筋笼—下导管—浇筑混凝土—检测—凿桩头—接桩头。〔施工工艺框图见附表〕。2、施工准备：技术准备：收到施工设计图纸后，首先组织主要技术人员进行施工前的图纸会审工作，对桩位坐标进行复核计算，并复核各部位设计高程；同时工程部组织由驻地办监理工程师、工程总工、质检工程师、相关的现场工程师、专职平安员和施工作业队队长、施工技术操作人员参加的技术交底会，完成对施工作业队的主要施工技术人员、操作手及平安员的关于工程施工质量、施工进度、施工过程中平安问题的技术交底工作，提供详细的施工标准要求和设计技术指标以及相关的机械操作手册，将工程质量和施工平安责任落实到每个人，确保工程质量和施工平安。测量准备：按业主的要求和根据工程施工的实际需要，我合同段完成了导线、水准复测工作，原地面复测已完成，我部将尽快与监理工程师沟通，组织监理抽检。根据施工设计图纸提供的基桩桩位坐标，使用全站仪进行基桩桩位施工测量放样工作，并用钢尺对已放样的桩位进行复核，经自检合格后报请监理复检，并得到监理的认可。场地准备：施工现场应去除地表及一切杂物及障碍物，软弱、低洼地带进行开挖回填并进行整平夯实；进场便道应畅通，施工和生活用水、用电均接至现场。根据桩基准确位置，在孔口周围挖好排水沟，安装提升设备，布置好出渣道。物资准备：水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐散装水泥，水泥、砂、碎石和钢材等原材料应经自检、监理工程师抽检，检验合格前方可使用；水采用地下水，施工前应先进行检验，合格前方可使用。3、测量放样：导线按一级导线精度要求复测，高程点按四等水准测量要求闭合后引至桥两头作为该桥施工控制点。施工中采用自动安平水准仪进行标高控制。采用全站仪进行桩位控制。桩位放样测量采用莱卡全站仪主控，钢尺校核。放样采用极坐标法，直接放出各桩中心坐标，用钢尺进行丈量校核，假设经检验校核无误，那么在该桩位四周按1/4圆弧间距埋设四根方向桩并用水泥砂浆加固，使其交叉点与桩位中心点重合，以便在浇筑护壁、开挖桩孔进过程中和钢筋笼安装时对孔位中心偏位进行检验校核。施工过程中测量控制：施工前，精确放出桩位，并加以固定；开挖过程中要定期进行校核。开挖结束，安放钢筋笼后、灌注前要重新校核，如果差距较大，要重新用全站仪施放。高程测量采用自动安平水准仪进行，先对整平的原地面标高进行测量，通过原地面实测高程与设计桩底高程的差，确定孔深，以便随时对开挖深度和砼灌注深度进行检查测量，确保孔身和基桩桩长满足设计和标准要求。4、成孔及护壁施工：第一节护壁施工：在整平的场地上铺细砂找平，立内模，并根据桩位调整内模位置，再立外模然后浇筑混凝土，内外模均采用定型钢模板，确保外表光滑，利于下沉。采用C25混凝土浇筑护壁，厚度按10cm进行控制。人工挖出护筒内土质，护筒下沉，假设护筒自重较小，可采用人工配合压重法使之下沉。挖孔至护筒高出地面10cm时，即停止开挖，支模接高护筒，重复以上步骤，直至挖到岩层顶面。在挖孔过程中，经常检查桩径尺寸、平面位置和竖轴线倾斜情况，如有偏差应及时进行纠正。及时对孔壁进行支护，如有渗水采用潜水泵直接进行孔内排水。桩径挖掘和护壁两道工序连续作业，护壁到达设计强度的50%以上，并经过监理工程师的检验认可前方可连续挖掘。根据地质情况，护壁长度可设为1m，即每开挖1m即安装钢模，浇筑护壁混凝土。施工时，每浇注一节护壁必须校核桩的中心位置，以确保桩身的竖直度。挖孔到达设计底面标高后，应进行孔底处理，必须做到孔底无送渣、无泥土等杂物。5、岩石段成孔：对于岩石段桩基，可不进行护壁，相对较软的岩石段可采用空压机配合风钻成孔；岩石较为坚硬处，采用爆破开挖。爆破开挖时，另制定爆破方案进行施工。在距孔底标高50cm范围内停止爆破，采用人工开挖，以防止对孔底的扰动。应采用浅眼小爆破法进行施工，严格控制炸药用量，以防破坏孔壁，每循环进尺不超过1.0m。爆破施工方法见第四局部。6、成孔检测：挖孔桩成孔后、安放钢筋笼前应及时进行孔位、孔深、孔形和倾斜度等工程的检验。孔位检验采用全站仪放出设计位置、钢尺配合丈量的方法进行检验。孔径、孔形、倾斜度可以采用钢筋探孔器检验，探孔器外径为钢筋笼直径加10cm，长度为外经的4—6倍。成孔质量检验标准如下：7、钢筋笼制作、安装：按照图纸尺寸对每一规格的钢筋进行下料堆放。长度不够的进行焊接，主筋采用对焊、其他钢筋采用双面焊，要求焊缝长度不小于5倍钢筋直径，钢筋笼分节制作，运至现场后再进行拼接，所以接头较多，因此制作时考虑将接头错开，保证同一截面接头数量不超过50%。声测管应先对接好焊好，并将口封好。钢筋笼对接时，首先将声测管对接好。钢筋笼对接时，首先将声测管对接好。需要注意的是：声测管焊接时严禁用电焊在管体上起火。以免烧伤管壁；声测管封口一定要牢固，防止泥浆进入造成声测管堵塞。施工时应注意以下几点：①、钢筋外表应洁净，使用前应将外表油渍、漆皮、鳞锈等去除干净。②、钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直后使用。③、钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格前方可正式施焊。焊工必须持焊工证上岗。④、钢筋接头主要采用闪光对焊，对焊接头应洁净无焊渣和气孔，且钢筋轴心重合不偏移。⑤钢筋接头采用搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两结合钢筋轴线一致。⑥凡施焊的各种钢筋应有材质证明书或试验报告单。各种焊接材料应分类存放和妥善管理，并应采取防止腐蚀、受潮、防锈蚀的措施。⑦受力钢筋焊接或绑扎接头应设置在内力较小处，并错开置。⑧钢筋的交叉点应用铁丝绑扎结实，必要时，亦可点焊焊牢。安放钢筋笼：钢筋笼应提前移运至施工现场，并进行各项检验，合格前方可进行吊装,焊接安装钢筋笼时应将声测管按图纸固定在钢筋笼上。安放采用小型吊车分节吊装入孔后在孔口焊接,焊接应首先选用双面焊接，焊缝长度应不小于5倍的钢筋直径，如果受限制无法进行双面焊接可采用单面焊接，但焊缝长度应不小于10倍的钢筋长度。全部安放完毕后,按标高固定好。注意:钢筋骨架应设置必要的内撑,防止其在运输过程中或者就位时变形。安放时再割掉内撑。安放前要先把保证保护层厚度的垫块或定位筋牢固地固定在钢筋笼上。就位后钢筋笼中心应与桩孔中心重合。并应控制好钢筋笼顶标高。钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：主筋间距±10mm；箍筋间距±10mm；骨架外径±10mm；骨架倾斜度±0.5%；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm，骨架长度±10mm。8、桩身混凝土灌注：当孔内渗水量较小或无水时，可以先抽干孔内积水，然后按照空气中灌注混凝土的方法进行施工。混凝土采用导管法灌注，导管中心应对准桩位中心，混凝土在导管内自由坠落。施工时应尽可能加快灌注速度，以使混凝土对孔壁压力尽快大于渗水压力，桩顶或承台底部2m范围以下混凝土靠自身坠落密实，此线以上的混凝土采用振捣密实，但是要注意混凝土出口落差不应超过2m，以防止混凝土离析。孔内积水较多时，按水下灌注混凝土施工方法进行施工。本方案针对无水灌注混凝土施工方法进行介绍，水下灌注混凝土的施工方法参见?钻孔灌注桩施工技术方案?。混凝土的拌制：混凝土采用拌合站集中拌制的方法进行施工。选材：材料经试验合格前方可进场。材料进场一批检验一批，合格方可使用。水泥选用初凝终凝时间不小于2.5小时，符合要求性能稳定的42.5普通硅酸盐水泥；碎石选用级配较好，洁净坚硬的破碎石料，此外针片状含量也要符合标准要求；砂选用级配较好，坚硬洁净的中砂；水采用饮用水。各种材料进场后要按规格分类堆放成型，并在其上用牌子标出产地、品名、规格。拌制时按配合比要求准确的计量出每种材料数量，进行拌制。拌制时应控制好坍落度和搅拌时间。拌和时间一般对于桩基混凝土应选用1.5-2分钟，坍落度应控制在18cm-拌制混凝土要经常进行目测及实测检查，看拌和料是否均匀、颜色是否一致，是否有离析和泌水现象。实测检查应不定时的进行，主要是看混凝土坍落度是否适宜，以免过大或过小影响强度或影响浇注质量。砼的运输采用4台8m灌注混凝土：导管采用管径不小于250毫米标准管拼接完成，上部接漏斗，混凝土由运输车泵入漏斗进入导管连续灌注。导管安放后底部应距离桩底1m左右。灌注混凝土过程中应经常移动导管位置，保持混凝土在孔内分布均匀。施工时应严格量取混凝土面高程，做到勤量勤测。灌注至最后要超灌0.5—1米，在接桩头时凿除，以保证桩身混凝土质量。在桩顶以下2m范围内应采用振动棒振岛的方法进行施工。龄期到达7天后应对桩基进行超声波检测。桩基检测合格后，凿除多余桩头混凝土，进行接桩头工作。9、成桩检测：采用超声波检测法检查桩身是否有断桩或其他缺陷，基桩检测应由具有专业资质的检测单位按照?建筑基桩检测技术标准?(JGJ106-2003)实施逐桩检测，检测人员要具有河南省交通根本建设质量检测监督站颁发的桩基超声波检测资格证书。四、施工中常见问题的处理：对于挖孔桩而言，施工过程中控制的重点以及难点是成孔过程中保持护筒位置的准确及如何纠偏、如何控制砂性透水层不发生坍塌及岩石段爆破工艺。1、护筒位置校正及纠偏措施：采用全站仪放样，并设专人经常检查护筒位置及倾斜度；当发现护筒倾斜时，先分析原因。护壁倾斜的纠正可以采用在护壁高的一侧集中挖土，在低的一侧回填砂砾或粘土，必要时在护壁顶施加水平力予以扶正。当护壁位置偏移时，可先将护筒倾斜，然后均匀挖土土层，使护筒底中心线下沉至设计中心线位置，然后再进行纠偏。2、流砂层的处理措施：人工挖孔过程中假设遇到流砂层时，为防止坍塌，应将护臂长度缩短为0.3-0.5M，随挖随沉。施工过程中应慢速挖进，及时支护。当护壁下可能出现或已经出现局部坍塌时，可采用沿护壁下插钢筋的方法进行加固，钢筋长度及间距根据具体情况确定，但间距不宜过大，然后用用麻袋将坍塌处封堵好，快速抽水、支模并灌注混凝土。3、岩石段爆破开挖：井下爆破应采用少药多炮的方法进行施工，防止超挖扩孔及爆破对孔壁的影响；打眼、放炮时孔内水位应尽量降低，以便合理准确控制炮眼位置，以防止超爆、超挖。施工时应按以下几点进行控制：施工时应采用电引起爆；严禁药包裸露，必须打眼放炮，炮眼深度应严格控制，对于软岩石段应炮眼深度不应超过0.8M，对于硬岩石段炮眼深度不应超过0.5M；炮眼的数目、位置和斜插方向应根据岩层断面方向而定，一般情况下中间一组掏心，四周斜插挖边；严格控制用药量，以松动为主；炮眼附近的支撑应加固或设防护措施，以免支撑炸坏引起塌孔；孔内放炮后须迅速排烟，可以采用高压风管或电动鼓风机放入孔底吹风进行通风，促进空气对流。五、质量保证措施：1、各级质保人员各负其责，严格坚持质量标准，互通信息、及时反应，发现质量问题及时向业务上级报告，共同把好质量关。作业队每周集中进行一次质量检查评比，经理部每月进行一次质量评比，实行重奖重罚，利用经济手段以保证优良工程的实现。2、严格工艺规程，认真执行施工技术标准、技术标准及有关操作规程。选用先进的施工工艺和方法，在工程工程开工前依据有关施工技术标准、设计要求编制工程施工管理细那么〔包括施工方案、质量控制部位及应到达的标准〕，在每项工作、每道工序施工前发到各施工班组进行详细书面技术交底，作为施工中学习和对照检查的依据，做到人人遵守，互相监督。开工前将对进入本合同段的全体员工进行有针对性的技术培训，对考试合格者才发给上岗证。使施工人员做到岗位明确、职责明确、质量标准明确、施工程序明确、操作规程明确。3、工程质量是企业的生命。我们将积极开展全面质量管理工作，增强全员质量意识，认真贯彻质量第一的方针，经常进行质量管理知识宣传教育，使每个职工工作一丝不苟，认真细致，牢固树立质量责任重于泰山的思想。在施工全过程中实行施工图审签制、技术交底制、技术监督制、质量“三检制〞〔自检、互检、交接检〕、隐蔽工程检查签证制、分项工程质量评定制、质量事故报告处理制等行之有效的质量管理制度，在具体实施过程中做到认真落实、相互监督、善始善终。4、在施工全过程中严把“三关〞。①严把图纸关：对图纸进行认真复核，彻底了解设计意图，严格按图纸和验收标准要求组织实施，层层进行技术交底；②严把测量关：严格按测量程序及标准执行。对各测点采取坐标与相对几何尺寸双向控制，建立高程控制网，坚持测量复核制，采用全站仪等高精度的测量仪器，确保位置准确；③严把试验关：采用先进的试验设备，建好工地中心试验室，完善试验检测程序，明确职责，按试验检测频率检测，精心选用配合比，确保试验数据真实可靠。凡经试验检测不合格工程，一定要及时处理，保证每道工序的产品合格。5、认真进行原材料及半成品的质量检验、保证原材料质量。对无合格证及试验不符合要求者，坚决不予使用，并立即隔离、去除出场。6、精心编制操作性强的施工方案，一经批准那么严格遵照执行。7、结合工程实际积极推进技术进步，开展QC小组及技术攻关活动，推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料。对新工艺、重要或复杂工序，进行典型施工。8、做好拌和场材料堆放场地和进场便道的硬化处理，使原材料不受污染，确保施工质量。9、工地试验室派专人从事施工现场的试验检验工作，保证试验的及时准确，便于加强现场的质量管理。10、加强现场的计量管理，对计量器具及检验仪器坚持按规定进行校验，不合格的计量器具及过期未经校验的器具不得用于施工计量。六、平安保证措施：人工挖孔桩的施工，施工平安直接关系的施工人员生命，因此确保施工平安是施工过程中的头等任务。1、执行施工平安检查工作程序，以预防为主，实行平安生产一票否决制。健全各工种、各工艺、各施工环境下的平安规章制度，严格按要求施工。做好上岗前职工平安施工培训工作，并通过播送、黑板报、标语牌、平安知识竞赛等形式，时刻提醒警示全体职工。特殊工种必须持平安考核合格证上岗，严禁无证操作、违章作业。确保人员及工程平安双达标。2、经理部每月进行一次平安措施落实情况检查、评比，奖优罚劣；作业队每星期进行一次平安评比活动，大力宣传平安施工，作业队长和班组平安员要天天讲平安，让职工时时处处注意平安。在全工程形成一种保护自己更要保护他人、保护自己财物更要保护他人和国家的财物的良好风气，使人人懂得平安为了生产、生产确保平安的重要性和必要性，全员做到平安施工。3、加强与当地气象部门之间的联系，在大风、大雨、暴雨前，做好钻机、门架、临建工棚等设备、设施的平安防范工作。4、开挖井口周围必须搞出原地面30-50cm，以防止地面水流入孔内或其他杂物掉入孔内；当地面不满足该条件是，可以采取四周支护的方法进行施工。井口周围1M范围内不得有任何杂物，挖出土方应堆在井边1.5M以外，并随时清走。5、开挖提升设备应采用电动机械设备，并设反锁制动装置。提升架应固定牢靠。开挖前，应对提升设备进行调试检验，确认合格并经过平安员的检验认可前方可投入使用。提升设备每次运行之前，必须由井上人员与井下人员进行确认。6、正在开挖的井孔，暂停施工时，必须覆盖井口，并要派专人看护施工现场，防止施工设备受损。在施工车辆与地方交通干扰大的交叉地点以及开挖井口周围，必须设立明显标志和防护栏杆、隔离栅、防护网等，采取改移通行便道、设立警示绕行标志，设专人指挥交通。7、每天上班前应随时注意检查卷扬机、支架、钢丝绳、挂钩、提桶等装置，并应对井壁、混凝土护壁进行检查，发现问题及时进行处理，确保施工平安。8、现场施工人员必须配带平安帽、平安绳；平安绳由孔上人员负责加长，井下作业时，井上人员必须时刻坚守岗位，不得擅离职守。需要调离或走开时，应有人员替换交接，并告知井下作业人员，交接时应填写手续，并签字认可。9、开挖至地面以下4M以下时，施工人员下井之前，应对井内空气进行检测，并做好记录。空气质量应符合?环境空气质量标准?(GB3095-1996)规定。当发现有害气体含量超过允许值是，应用鼓风机向井底通风，待空气质量到达标准前方可下井作业；井深超过10M后，必须不间断的通风。各项污染物的浓度限值污染物名称取值时间浓度限值(mg/m3)(标准状态)一级标准二级标准三级标准二氧化硫SO2年平均0.020.060.10日平均0.050.150.25Lh平均0.150.500.70总悬浮颗粒物TSP年平均0.080.200.30日平均0.120.300.50可吸入颗粒物PM10年平均0.040.100.15日平均0.050.150.25氮氧化物NOx年平均0.050.050.