高速公路人工挖孔施工专项方案

1人工挖孔桩专项施工方案一、工程概况1.1工程概况进行建设，设计速度80公里/小时，路基宽度25.5米；K51+137~K52+103.834段采用一级公路标准进行建设与既有的惠特二级公路段连接，设计速度80公里/小时，路基宽度25.5米。越山间沟谷及道路而设，孔跨布置及结构形式为：左幅4×41+4×41米预制预应力(后张)混凝土连续T形梁，先简支后结构连续。全桥共2联，共计3道伸缩缝。ZK42+831小周大桥共有桩基30棵，最大桩径为2#墩2.2米，最长桩长5#墩24米。ZK42+831小周大桥桩基统计表序号墩号桩长桩径(m)桩基数(棵)122236465666721.2水文、气象、地质条件1、场地位置及地形地貌2桥址区位于花岩附近，横跨斜坡冲沟，属侵蚀中切割中山斜坡地貌，桥址区桥台地形陡倾，为原始地貌，植被发育，为林地。各桥墩位于沟谷斜坡地段，小里程桥台位处沟谷左侧斜坡上部，大里程桥台位处沟谷右侧斜坡中上部；两桥台自然坡度陡倾，一般23°~36°。桥区沟谷地积(Qal+P)卵石土，斜坡段基岩出露，为燕山期(γ52))强风化花岗岩。有一碎石公路通往场区(槟路),场地交通条件好。0ZK42+831小周大桥总体平面布置图2、区域地质构造据区域地质资料及地质调查显示，桥址区未见构造发育的迹象，除此之外亦未见滑坡、泥石流、崩塌等其他不良地质作用发育。3、桥址区水文地质条件地表水：桥位区属侵蚀中切割中山斜坡地貌，沟谷发育季节性冲沟，顺山坡向沟底汇集最终流向槟榔江。地下水：根据地下水蕴藏于岩石储体空间的特征，桥址区地下水主3要为松散孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层中，受大气降水补给，富水性弱。基岩裂隙水主要赋存燕山期(γ551)花岗岩中。地下水主要由大气降雨入渗补给，以地下径流的方式汇集、排泄据勘察区地质调查及钻探揭露，桥位区地下水总体贫乏，雨季在沟谷地段赋存有一定量地下水，水量随季节变化而变化。ZK42+831小周大桥桩基地质剖面图承载力基本容许值80kPa,摩阻力标准值20kPa;承载力基本容许值350kPa,摩阻力标准值90kPa。许值500kPa,摩阻力标准值160kPa。4线以上为全风化，承载力基本容许值280kPa,摩阻力标准值100kPa;b虚线以上为强风化，承载力基本容许值500kPa,摩阻力标准值160kPa;b虚线以下为中风化，饱和密度为2.48-2.58g/cm3/,饱和单轴抗压强度21.67-39Mpa。承载力基本容许值1500kPa。以上所有桩基均处于箐沟内，钻孔机械无法进场就位。因此项目部决定本桥桩基采用人工挖孔桩的方式施作。1.3施工要求1、采用人工挖孔应具备下列条件①在无地下水或少量地下水、且较密实的土层或风化层中。②无法采用机械成孔或机械成孔非常困难且水文、地质条件允许的区域。2、不宜采用人工挖孔的情形①地下水位高或地下水涌水量大的区域。②流沙地层或受地下水水位影响容易在浇筑护壁后的外侧形成隐形坍孔的地层。③极软地层和采空区。④孔深大于15米时，应采用机械通风和可靠的施工安全措施，否则不得采用人工挖孔桩。⑤孔内空气污染物超过国家标准《环境空气质量标准》(GB3095)规定的三级浓度限值，且无通风措施，不得采用挖孔桩。3、挖孔时的技术要求5①孔内遇到岩层需爆破时，应专门设计，宜采用静态爆破或多孔少药爆破。孔内爆破后应先通风排烟15min并经检查无有害气体后，施工②挖孔达到设计深度后，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能满足设计要求，否则应与监理、设计单位研究处理。1.4技术保证条件1、建立以项目经理为组长，总工程师、工程技术部部长为副组长的技术小组，定期组织相关技术人员学习、讨论技术规范、设计图纸等文2、完善技术保障体系，编写施工组织设计及技术交底，建立逐级交底制度。建立工人夜校，对工人进行技术培训，从施工第一线提高技术水平。1、两阶段施工设计图纸；8、《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46);6人工挖孔桩专项施工方案9、危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号；理办法》云交基建[2010]200号文；11、关于进一步加强危险性较大的分部分项工程安全管理的通知》建质(2017)39号；3.1施工进度计划根据施工进度要求，结合现场实际情况，确定所有人工挖孔桩均采取跳挖的方式施工，分两轮施工完毕。第一轮1、3、5、7号墩施工时间为2017年10月5日至2017年11月5日，第二轮2、4、6号墩施工时间为2017年11月5日至2017年12月30日，该桥桩基计划完工时间为2018年1月2日。详见附件1《ZK42+831小周大桥人工挖孔桩进度横道桩基施工要采取跳孔作业施工，相邻桩基不得同时开孔。其中硝塘74-3#、4-5#、6-1#、6-3#和6-5#桩基，再进行2-2#、4-2#、4-3#、4-4#、6-2#、6-4#和6-5#桩基的施工。3.2工期保证措施方法和手段。2、本工程人工挖孔桩施工投入人员高峰期达40人，桩径1.5m的桩每2人一组，桩径1.9m的桩每3人一组，桩径2.2m的桩每4人一组。3、本工程现场设置2台吊车，用于钢筋笼的起吊和安装，保证安装进度。养、使用和修理工作。根据施工工艺结合进度计划，人工挖孔桩施工主要设备配置如表3-1所示：序号名称(单位)型号数量备注1人工挖孔支架(套)9(成套设备：包含电机卷扬机等)2汽车吊(台)25吨13自卸车(台)24地泵(台)58人工挖孔桩专项施工方案5灌注导管(套)16强制拌和机(套)27强力送风机(套)98风镐(套)99出渣桶(套)42.5硅酸盐水泥吨根据实际需要砂子吨根据实际需要碎石吨根据实际需要石膏吨根据实际需要化钙吨根据实际需要护壁模板(套)9提升卷扬机2吨1根据实际需要钢模板平米4.1施工工艺流程人工挖孔桩采用人工配合风镐开挖孔内土石方，电动卷扬机提升出渣的方式进行施工，施工过程中边开挖、边施做护壁(护壁混凝土标号检查一次。孔位检查时采用自桩顶桩中心吊铅垂确定孔位中心，自吊点以桩径成圆，以此修正桩身。按照规范的要求，同排两个相邻的桩基不9人工挖孔桩专项施工方案报送施工方案监理工程师批准场地平整桩位放样浇筑孔口护圈、挖第一节桩孔土石方支模浇筑第一节砼护壁标高、桩位复测提升、抽水、通风、照明等设备安置校核桩孔垂直度、直径等拆上节模板支下节、灌注下节护壁砼循环作业直至设计深度基底清理检查基底、进行铺底制作钢筋笼制作钢筋笼运至孔位测量砼面高度砼制备、输送安装串筒、灌注桩身砼测量砼面高度砼制备、输送人工挖孔桩施工工艺流程图4.2施工技术参数人工挖孔桩技术参数如“加工钢筋的检查项目”、“钢筋安装检查人工挖孔桩专项施工方案项目”、“挖孔桩检查项目”所示。加工钢筋的检查项目差全长(mm)总数30%抽查弯起钢筋各部分尺寸(mm)尺量：抽查30%箍筋、螺旋筋各部分尺寸5～10个间距钢筋安装检查项目检查项目规定值或允许偏差检查方法两排以上排距查2个断面梁板、拱肋柱灌注桩箍筋，横向水平钢筋、螺旋筋间距(mm)查5～10个间距钢筋骨架尺寸(mm)长数30%抽查高、宽或直径人工挖孔桩专项施工方案弯起钢筋位置(mm)保护层厚度柱、梁、拱肋尺量：每构件沿模板周过边检查8处基础、锚碇、墩、台板挖孔桩检查项目规定值或允许偏差混凝土强度(MPa)在合格标准内按附录D检查桩位(mm)群桩全站仪或经纬仪：每桩检查排架桩允许极值孔深(m)不小于设计值测绳量：每桩测量孔径(mm)不小于设计值探孔器：每桩测量孔的倾斜度(mm)<0。5%桩长，且不大于垂线法：每桩检查钢筋骨架底面高程(mm)水准仪测骨架顶面高程后反算：每桩检查4.3锁口、护壁和人工挖孔施工依据导线控制点和施工设计图上桩位坐标，放样桩位坐标和高程基准点，确定好桩位中心，以桩位中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部圆周，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线，桩位线定好后，经人工挖孔桩专项施工方案监理复查合格后，从圆心引出四点做为护桩，并用混凝土包裹保护，方便开挖后检查孔径大小及桩位偏位情况，作好护桩方可开挖。2、锁口施工桩基须按照设计尺寸施作锁口。锁口应按照设计图纸配筋，高度宜高出周边地表30厘米，以保护孔口、阻挡孔口周边杂物掉进孔内，同时避免地表水进入孔内。锁口施工前需平整锁口处场地，并适当压实。平场完后测量放样桩基轴线或四个角点。根据测量放样的角点拉线确定锁口内侧模板边线。根据放样边线安装内、外侧模板，模板尺寸必须准确。模板安装完成后按照设计图纸加工安装锁口钢筋。最后加固模板并浇筑锁口混凝土。锁口混凝土采用现场拌合的方式生产。水泥、砂和碎石等原材料应验收合格。拌和时严格按配合比投料，搅拌均匀。浇筑时应注意振捣密实，浇筑完毕后应注意养护。确保护壁混凝土的强度。开挖桩孔应从上到下逐层开挖，先预留中桩及相邻土不动，挖中间部分的土方，然后向周边扩挖，有效控制桩孔的截面尺寸，挖出的土石方应用运输车辆集中运送，严禁随意乱堆乱弃，孔口四周挖排水沟及时排除地表水。每节的开挖高度应根据不同土质和设计而定，每节开挖高度不宜大于1米。桩基土石方开挖前应在锁口上重新放样桩基角点并做好永久标记，后续土石方开挖时据此吊线控制下部尺寸。护壁钢筋构造图D锁口锁锁口人工挖孔桩基锁口平面图、剖面图人工挖孔桩基锁口平面图、剖面图①更12①人工挖孔桩基锁口钢筋构造图施工便道挖孔桩单桩施工平面布置图3、锁口周边防护3.1锁口施工完毕正式开始桩基开挖前应做好孔口防护措施。3.2桩基锁口防护方式为在锁口周边设置扣件钢管围栏，钢管高度不得低于1.2米，打入土体深度30cm.立杆间距1米，设置两层水平杆，四周设置安全网围挡。同时制作钢筋网，以备覆盖孔口之用。钢筋网采用中32钢筋做骨架，中16钢筋做网格，网格大小为15cmX15cm。人工挖孔桩专项施工方案孔口防护示意图4、支模浇筑第一节护壁砼为防止挖孔桩孔壁坍塌确保安全施工，应设置护壁，浇筑素混凝土与孔壁能紧密结合，整体性和稳定性均佳，护壁厚度不小于15cm,砼强度必须与桩基砼相同，护壁模板采用拆上节支下节重复周转使用，模板人工挖孔桩专项施工方案用槽钢或者角钢制作的钢圈作为内支撑，顶紧模板，防止模板应受张力而变形，不设水平支撑，以方便操作，桩位轴线和高程均应标定第一节护壁上口。护壁模板支好后应立即浇注护壁砼，砼强度达到5Mpa以上方可拆模。如图：人工挖孔桩基护壁构造图人工挖孔桩基半月板示意图每循环开挖成型后必须及时施作护壁，以避免围岩长时间暴露风化引起塌方。护壁施工顺序为先安装钢筋，再安装模板，最后浇筑混凝土。护壁钢筋严格按照设计图纸下料和加工。护壁钢筋安装时应控制好护壁钢筋各向保护层厚度。钢筋安装的尺寸间距均应严格按照设计图纸进行，钢筋接头全部采取绑扎搭接，搭接长度不得小于35d。由于每次浇筑量小，混凝土采用现场拌合机自拌的方式生产。自拌混凝土浇筑需使用强制搅拌机拌和。护壁混凝土用砂石料、水泥等原材料需严格控制进货质量。混凝土现场拌和时注意投料顺序为：石子一水泥—沙—水。水泥应采用42.5硅酸盐水泥并配以4%石膏与3%化钙，以达到快硬效果。投料前须有切实可靠的计量措施以保证配合比准确。混凝土入模后用小型振捣器进行振捣密实。护壁混凝土终凝后即可进行下一阶段开挖，一般混凝土龄期达到24小时便可拆除模板。5、标高、桩位复测在地面上设十字控制网、基准点，将桩控制轴线、高程测到第一节护壁上，每节以十字线对中，吊线锤作中心控制，用尺杆找圆周，以基准点测量孔深。(1)施工方法第一节桩孔成孔后，在桩孔口上架设垂直运输架，要求搭设稳定、牢固。提升架与地面接触处要用打夯机压实，连接要牢固，或砼进行硬化并埋设连接钢筋处理。安装提升设备时，尽量使吊桶钢丝绳中心与桩孔中心重合，以便挖土时能直观控制桩位中心和支模中心。桩口上设围护栏，当桩孔深大于8米时，应用通风机通过胶管向孔中送风，加强空气对流，必要时输送氧气，防止有毒气体危害。桩孔上人员密切观察桩孔内人员情况互相呼应。桩孔内设置防水带罩灯泡照明，电压为36V安全电压，电缆应为防水绝缘电缆，并设置漏电保护器。当桩孔内有人挖土时，及时清除孔口旁杂物，防止杂物掉下伤人。人工挖孔桩示意图塑警L人工挖孔桩基安全防护示意图(2)提升设备a、设备组成结构提升设备由动力装置和支架两部分组成，渣土提升设备应设置提升行程限位开关。动力装置由电动机、加速器、离合器、制电器、绳筒和钢丝绳组成。电动机位傍磁式单相电容电动机，设计有断电即制动机构；电机还装有热敏开关，可防止电机过热而烧坏；减速机位两级齿轮减速，固连于电机、离合器、制动器于绳筒装为一体，但离合器处于脱离状态时，可实现快速下降，操作制动器可控制下降速度以免发生冲击。动力装置外壳正面所所开的圆孔可用来安装吹风机，可根据需要配备吹风机进行强制人工挖孔桩专项施工方案冷却。在臂端设有形成开关以防操作失误或按钮失灵而造成的起吊过位操作按钮启动器实现电动机正反转可将钢丝绳卷绕、放开，并通过支架部分滑轮起吊下方物料来完成吊运作业。主要技术参数：型号CD300-A、电压380v、电动机功率1000w、提升度7-14m/min、提升高度1-100m、起重500-1000kg。b、多功能电动提升机抗倾覆计算把(1)式代入(2)式得同时除以10001.52*t2>1.62*t1,t2>1.62*t2/1.52,t2>1.07要求。C、提升设备构造图配重电动提升机示意图出渣采用电动提升机将渣土垂直运输到地面，出渣桶用厚度不小于3mm的钢板制作而成。出渣时，桶内渣土不得装载过满，至少留出不少于20cm的空间，以防渣土掉落伤及孔内作业人员。7、挖下一节土石方开挖过程中作业人员通过带软梯进出。软梯应随着开挖深度的加深从第二节开始利用提升设备运土，桩孔内人员应戴好安全帽，系好安全带，每天浇注井壁前，采用吊锤法用钢尺检查孔的偏位及直径与井壁圆弧度，修整孔壁，使上下垂直平顺。开挖渣土必须使用密闭铁桶通过地面上的起重卷扬机提升至地面并转移至弃渣处妥善倾倒。盛放渣土的容器不得装满。8、校核桩孔垂直度、直径等每节桩孔护壁做好以后，必须将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线锤向井底投设，以半径尺竿检查孔壁的垂直平整度，随之进行修整，井深必须以基准点为依据，逐根进行引测，9、拆上节模板支下节、灌注下节护壁砼先拆第一节、支第二节护壁模板，护壁模板采用拆上节支下节依次吊桶运送，人工浇筑，人工插捣密实。将桩孔挖至设计深度，检查土质情况，桩底应支承在设计规定的持力层上。重力锚边坡上的人工挖孔桩施工时由于渣土不能直接向坡面倾倒，人工挖孔桩专项施工方案因此采用钢管支架搭设吊架，通过吊架将孔内渣土运输至开达古隧道洞口一侧倾倒，并运走。起吊渣桶的钢丝绳，必须有6倍的安全系数。钢丝绳端头必须使用5个配套绳卡卡牢固，并在最后两个绳卡之间留下安全弯，以方便使用过程中观察绳卡有无失效。图4-11、钢丝绳索扣固定示意图11、基底清理、检查基底终孔前把孔底清理干净，要求孔底无积渣，基底修整平整。然后测出桩的中心点，量好各个断面的具体尺寸，并做好记录。自检合格后通知监理工程师，配好仪器设备，对孔位、孔深、孔径，竖直度、孔内积渣等进行检查，做好检查记录，核对地质资料，签认检查记录，符合要求后方可进行下道工序施工。12、爆破作业如需采取爆破施工，应先履行相关的审批手续。只可以采取小药量松动爆破，切不可使用大药量爆破。爆破的实施须由具有持有相应上岗证的专业技术人员进行。采用爆破开挖时应加强孔壁支护，确保孔壁稳人工挖孔桩专项施工方案孔中爆破前，所有孔中施工人员必须撤离，所有人员疏散至安全区如果孔深小于10米，爆破时还应对孔口进行覆盖。13、人工挖孔桩风、水、电的布置情况(1)人工挖孔桩的通风布置每个桩孔应配备一套通风补氧设施。孔深超过8米时，作业全过程不间断送风，鼓风机送风不得小于孔底凿岩时要加大送风量。孔深超过8米时，人员下井前先送风，送风时间不得少于15分钟。孔深超过8米时，每天下井前进行毒气检测。风管通风布置情况(2)人工挖孔桩的孔内降水地下水是深基础施工中最常见的问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。A、地下水量不大时人工挖孔桩专项施工方案可选用潜水泵抽水，抽水一段，开挖一段，成孔后及时浇筑相应段用定额流量80m3/h(实际出水量一般小于此值)、扬程22m、电机功当用施工孔自身水泵抽水，也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流，对基础平面占地较大时，也可增加降水管井的排数，一般即可解决。有时施工周围环境特殊，一是抽出地下水进出时周围环境，基础设施等影响较多，不允许无限制抽水；二是周围有江沙、湖不可能无限制达到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠的措施。处理这类问题最有效的方法是截断水源，封闭水路。桩孔较浅时，可用板桩封闭；桩孔较深时，用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水，以保证在正常抽水(3)人工挖孔桩的用电布置井内照明采用36V安全电压，灯具采用防爆带罩灯泡。水泵和其他孔中用电设备必须接漏电保护器，每班前检查，保证其灵敏可靠。孔中用电设备，定期检测绝缘电阻。孔中挖孔作业人员和电井底抽水时，原则上应在挖孔作业人员上到地面以后，再合闸抽水，抽水后即关闭电源，严禁带电作业。未级电箱应装有可靠的漏电和接零保护；漏电保护器的动作电流的动作时间应选用控制范围为15MA和0.1S的型号。穿密封绝缘服),井上有专人监护并设置专门保护电源时方可进行孔中作业且孔中作业人员作业时间不得超过1h。4.4钢筋笼的制作与安装1、材料、试验(1)带肋钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)的规定，光圆钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB1499.1-2008)的规定。(2)钢筋进场对外观检查，确定有无识别标签，以及提供化学成分、力学性能检验合格证明。2、钢筋的连接钢筋接头采用滚扎直螺纹套筒连接，套筒连接标准采用《钢筋机械连接其连接标准为：中20套筒链接长度50mm,外径为31mm。中22套筒链接长度54mm,外径为33mm。中25套筒链接长度60mm,外径为37mm。中28套筒链接长度67mm,外径为41mm。中32套筒链接长度75mm,外径为47mm。3、其余钢筋采用搭焊钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。的场地进行。冬期钢筋焊接时，应有防风及保温措施，并选用韧性较好的焊条且环境气温不得低于0℃,当气温低于-20℃时，不得施焊。每次改变钢筋级别、直径、焊条型号或调换焊工时，应预先用相同材料、焊接条件和参数，制作2个拉力试件。当试验结果均大于该级别钢筋的抗拉强度时，方可正式施焊。(1)钢筋电弧焊①电弧焊接时，首选双面焊接，仅在施工条件受限制时方可采用单面焊接。②连接钢筋的接头，要符合设计要求。当设计无要求时，应符合下列规定：钢筋接头采用双面焊时，圆钢筋焊缝长度不小于直径的4倍，螺纹钢筋焊缝长度不小于直径的5倍；钢筋接头采用单面焊时，圆钢筋焊缝长度不小于直径的8倍，螺纹钢筋焊缝长度不小于直径的10倍。③光圆钢筋和带肋钢筋的接头采用搭接、帮条电弧焊接时，必须满足强度要求，此外，还要符合下列规定：搭接接头钢筋的端部要预弯，搭接钢筋的轴线应位于同一直线帮条电弧焊的帮条，要采用与被焊钢筋同级别、同直径的钢筋；当采用同级别不同直径的钢筋作帮条，且被焊钢筋与帮条钢筋均为I级钢筋时，两帮条钢筋的直径应大于或等于被焊钢筋的0.8d,当被焊钢筋与帮条钢筋为Ⅱ级钢筋时，两帮条钢筋的直径应大于或等于0.9d。帮条和被焊钢筋的轴线应在同一平面上。帮条与被焊钢筋间应采用4点固定；搭接焊时，应采用2点固定。定位焊缝应离帮条端部或搭接端部20mm以上，焊缝高度应等于或大于0.3d,焊缝宽度应等于或大于0.7d。④焊接时应在帮条或搭接钢筋的一端引弧，并应在帮条或搭接钢筋端头上收弧，弧坑应填满。第一层焊缝应有足够的熔深，主焊缝与定位焊缝应熔合良好。接地线要与钢筋接触良好，不得因接触不良而烧伤主⑤采用电弧搭接焊、帮条焊的接头，应逐个进行外观检查，并应符合下列规定：用小锤敲击接头时，钢筋发出与基本钢材同样的清脆声。电弧焊接接头的焊缝表面应平顺，无缺口、裂纹和较大的金属焊瘤，其缺陷及尺寸的允许偏差应符合电弧焊接钢筋接头缺陷和尺寸偏差允许人工挖孔桩专项施工方案值表规定。⑥电弧焊接用的焊条应符合设计要求。焊条等焊接材料应分类存放和妥善管理，并应采取防止腐蚀、受潮变质等措施。4、钢筋机械连接钢筋机械连接采用滚轧直螺纹套筒，严格按照《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2010)与《钢筋机械连接用套筒》(JG/T163-2013)施工、试验、检测。(1)流程图：钢筋端面平头→剥肋滚压螺纹→丝头质量检验→带帽保护→丝头质量抽检→存放待用(2)操作要点