土方开挖机械破除桩头施工方案.docx
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土方开挖机械破除桩头施工方案
土方开挖、机械破除桩头施工方案
神华宁夏煤业集团有限公司400万吨/年煤炭间接
液化项目北区综合服务站辅楼
土
方
开
挖
及
破
桩
头
方
案
宁夏煤炭基本建设有限公司煤制油厂前区项目部
2014年5月7日
1、编制依据
1）本工程主要依据宁夏轻工设计研究院设计图纸；
2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
3）《地质勘探报告》；
4）《建筑施工手册（第四版）》；
5）《建筑机械使用安全技术规范（JGJ33-2012）》；
6）《施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）》；
7）《工程测量规范》（GB50026-2007）；
2、工程概况
本工程为神华宁夏煤业集团有限公司400万吨／年煤炭间接液化项目北区综合服务站辅楼工程，位于宁夏回族自治区宁东煤化工基地（A区）B6地块。
该工程由宁夏煤炭基本建设有限公司承建；设计单位宁夏轻工设计研究院；监理单位为宁夏灵州工程监理咨询有限公司。
工程结构类型为框架结构，基础类型为桩基。
本建筑长82.35米，宽37.35米，±相当于绝对标高1299.75m，设计基础底标高-2.10m；原始平均标高1298.6m,平均挖深0.95m。
3、施工准备
施工准备内容包括技术准备、施工现场准备、劳动组织准备和物资准备。
技术准备
熟悉施工图，了解桩基上部基础承台的标高，确定破桩的标高。
机械准备
本基坑开挖采用机械挖土方式，即大型挖掘机1台、自卸汽车3辆、空压机、风镐、桩头切割锯、铁锹（尖、平头两种）、簪子、铁锤、手推车、白灰和钢卷尺等工具。
具体机械型号如下表：
机械设备一览表
设备名称
规格型号
数量
技术状况
履带式挖掘机
LG6250
1
良好
重型自卸汽车
北奔
2
良好
重型自卸汽车
福田
1
良好
人力准备
本施工区域配备管理人员7人,具体人员见下表：
施工区域管理人员一览表
序号
姓名
职务
联系方式
备注
1
黄秉忠
项目经理
2
薛立军
项目副经理
兼技术负责人
3
常景召
质量经理
4
王爱军
施工经理
5
苗志伟
机电负责人
6
杨国军
安全员
7
杨文松
技术员
除以上管理人员外，本区域施工作业人员再配备挖机司机1人负责挖土，自卸汽车司机3人负责运土，破桩头工2人破桩，普工5人配合清土和清渣。
人员进场后，为落实质量、安全、工期和文明施工目标，由项目经理、主管生产施工的负责人、主管质量控制的负责人分别对全体施工人员进行技术交底和技术培训，内容包括设计要求、质量措施、进度安排、安全操作规程和各分项工程的施工工艺标准及技术措施、竣工验收标准等。
作业条件
3.4.1土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕；
3.4.2建筑物的定位控制桩、标准水平桩及基坑边的灰线尺寸，必须经过检查合格，并办完预检手续。
本工程定位控制桩及标准水平桩引自甲方给定控制网中K04、K05，在现场测设出现场二级控制点Z1、Z2，再有二级控制点测设出建筑物位置
3.4.3施工区域运行路线的布置，应根据作业区域工作的大小、机械性能、运距和地形起伏等情况加以确定。
3.4.4机械施工无法作业的部位和边坡的修整、清理坑底等，均应配备人工进行；
3.4.5在基坑四周用墨斗弹出设计桩顶标高或砼面标高的水平线，便于在凿截桩头时对桩身标高的控制；
3.4.7施工机械进入现场所经过的道路、卸车设施等，应事先经过检查，必要时要进行加固或加宽等准备工作，要符合现场实际的需求。
3.4.8桩基施工完毕，基坑的防护应当完成。
4、施工安排
工期安排
时间
部位
开始时间
结束时间
基础土方开挖
2014年5月9日
2014年5月11日
破桩头
2014年5月12日
2012年5月14日
测量安排
根据本工程的具体情况，拟投入OTS全站仪1台、DJ3经纬仪1台、SZ3-1水准仪1台及塔尺等测量仪器设备，用于标高控制测量，所有测量仪器都必须有检定合格证，并在检定有效期内使用。
标高控制点的施测应结合平面控制测量进行。
施测和验核程度与平面控制测量相同，精度应达到测量规范要求。
5、桩间或桩周围土方的开挖及试验桩头施工技术措施
桩间或桩周土方开挖原则
首先将坑底整平，根据桩位平面布置图在基坑内用白灰撒出控制桩的位置，确定不同开挖高度的桩的位置；并按照先施工完成的桩基先开挖，后施工完成的桩基后开挖原则进行。
带承台或者桩帽的桩基开挖深度不得超过设计桩顶标高或承台（桩帽）的底标高。
对于单桩无承台的桩，开挖深度不超过设计砼浇筑面标高。
除因桩检需求进行桩周土石方开挖外，其余部位土石方标高必须恢复至原移交场地标高；
对于北区综合服务站附楼群桩桩间土方的开挖采用局部大开挖方式，其开挖范围为基础外边线加40cm作为基底宽度控制边线，土方开挖坡比为1：
，开挖深度视现场实际地面标高与设计设计基底标高的高差而定（详见土方开挖附图）。
施工工艺
5.2.1挖桩间土方：
确定桩位及开挖顺序→抄平→挖掘机开挖土方→人工开挖、清理；
主要施工措施
（1）确定桩位及开挖顺序：
首先将坑底整平，根据桩位平面布置图在基坑内用白灰撒出控制桩的位置，确定不同开挖高度的桩的位置；并按照先施工完成的桩基先开挖；
（2）机械开挖：
考虑现场实际情况，桩间土的开挖采用LG6250型履带式挖掘机自基坑边进行开挖，自卸汽车配合运出施工现场，土方运距为1Km内；开挖至设计基底标高以上20cm时停止机械开挖，以免机械扰动基底原土；
（3）人工配合：
在机械开挖停止后，其余部分用人工开挖至设计基底标高，并随时运走；
（4）桩间水平方向控制与桩保持100mm安全距离由人工挖除，挖除至垫层下面设计标高，并随时运走；
6、桩头破除施工技术措施
破桩头定义
浇注灌注桩时，灌注桩顶标高应高于设计桩顶标高不少于一倍桩径，以保证桩基砼强度，但高于桩顶设计标高的桩头部分在后续工序施工时必须予以凿除，凿除这部分桩头砼的工作叫作“破桩头”。
破桩头的目的
（1）砼浇灌过程中,桩头以上混合浆强度难以保证；
（2）打出桩中的主筋作为承台的配筋；
（3）再有就是砼浇筑过程中桩头部分难免落入泥土等杂质。
所以规范规定砼桩施工时桩头标高高出设计标高100mm，此部分桩头由人工剔除以保证桩身强度；
（4）防止由土的侧向力而形成的混凝土颈缩现象对桩身直径大小的影响；
施工条件
（1）应在工程桩施工完成并达到设计强度；局部大开挖至设计标高后，方可进桩头的破碎工作；
施工工艺
6.4.1工艺流程
上部混凝土破除→测定标高切割护桩→打开缺口→剥出钢筋→加深缺口→加钻顶断→吊离断体→凿除残余→清洗桩头
6.4.2施工顺序
由于本工程桩位比较多，承台顶上部超长桩头必须用风镐清除,下部必须用人工清除。
（1）桩头凿除施工前，先由测量人员准确放出每根桩的桩顶设计高程，并做好标记；
（2）施工队施工时，在设计要求的桩顶位置一道沿圆周方向的切割线（切割线以上20cm左右的带状区域暂称为关键施工区域），使用切割机沿切割线切割，切割深度视钢筋保护层厚度而定，略小于钢筋保护层厚度（围护桩主筋保护层厚度为50mm），绝不能切到桩基钢筋。
设置切割线的目的是为了下步施工即人工凿除关键施工区域混凝土的施工中，防止破坏有效桩体（即切割线以下桩体）。
（3）人工凿出关键施工区域的混凝土，形成缺口，露出钢筋。
凿除深度为钢筋的保护层厚度，凿除时不得损伤钢筋；
（4）风镐剥离缺口上侧钢筋保护层，露出钢筋，施工时要注意不得损伤钢筋。
钢筋向外侧微弯（不得超过30度），以便于施工；
（5）风镐成水平或稍向上倾斜钻进关键施工区域的中上部的混凝土，也就是设计要求桩顶10cm左右处的混凝土，不断加深该处缺口。
只所以要求在桩顶上方10cm出加深缺口，是为风镐钻进是预留可能损伤空间，防止破坏有效桩体；
（6）在缺口深度达到约4cm（根据桩径大小确定缺口深度，本工程桩径60cm）时，风镐加钻顶断，钻头水平或稍微向上。
该步操作是整个破桩过程的关键。
加钻顶断的原理在于：
混凝土属于脆性材料，脆性材料的特性就在于在外力的作用下，仅产生很小的变形即破坏断裂，并且断口表面平齐。
在风镐钻头顶进过程中产生的竖直向上的作用力足以上方的无效桩体断裂，且断头平齐。
（7）挖机吊离已被顶断的无效桩体；
（8）人工凿除关键施工区域的其余桩体，达到设计要求的桩顶标高，清楚桩头浮渣，并冲洗干净；
6.4.3施工注意细节
（1）工程桩桩顶设计标高；
（2）施工时，桩体主筋保护层厚度为50mm，严禁切割机切到钢筋；
（3）风镐破除钢筋保护层时，钢筋可稍微弯曲，但不得超过30度；
（4）关键施工区域的施工必须由人工操作，不得对有效桩造成破坏；
（5）桩钢筋锚入承台或桩帽不得少于40d。
质量控制
6.5.1质量要求
6.5.1．1土方开挖允许偏差
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
表面标高
-50
用水准仪检查
2
长度、宽度
-50+200
用经纬仪，检线和尺量检查
3
边坡偏陡
不允许
观察或用坡度尺检查
4
基坑土性
设计要求
观察和土样分析
6.5.1．2破桩允许偏差
（1）桩头顶面必须达到设计标高；
（2）桩身顶面无松散层及松散残余，桩身（保护层）无破损，保持完整；
（3）桩顶中心偏位在规定范围内；
（4）钢筋无损伤，弯折小于规定值（弯曲不得超过30度）；
（5）本工程桩筋锚入承台内40d；
6.5.2成品保护
（1）严禁使用机硬性将桩头拉断，防止断桩出现；
（2）不得随意弯曲桩体钢筋；
（3）桩头清理干净后，注意保持；
桩头质量缺陷及处理办法
6.6.1常见桩头缺陷
桩头缺陷是常见和重要的钢筋混凝土钻孔灌注桩质量问题。
一般的，当基槽开挖、破桩头到设计桩顶标高时，如果设计标高以下桩身（可见部分）出现以下情形，即为桩头缺陷：
（1）主筋锚固长度不满足设计要求；
（2）夹泥、混凝土强度不够；
（3）保护层不够，漏筋。
桩头缺陷必须进行处理，否则不可以与上部结构连接处理桩头缺陷要根据缺陷的性质，有针对性的采取相应的措施；
6.6.2缺陷处理措施
（1）主筋锚固长度不满足设计要求
现象：
主筋断裂、主筋露出桩头过短
措施：
双面搭接焊
工艺流程：
清理桩头→凿桩→清渣→焊接→补混凝土
施工顺序：
将桩头清理干净桩头缺筋部位的混凝土用錾子凿去使原主筋露出不少于5d，凿去的混凝土地面应留成平直面或略向桩中心倾斜，不得留成向桩外倾斜的坡度，用钢丝将待焊接的钢筋刷干净，用双面搭接焊将钢筋焊接，焊接长度不小于5d。
将基槽内残留混凝土清理干净，浇筑压顶梁垫层，经监理验收后使用C30混凝土浇筑；
（2）保护层厚度不够、漏筋
现象：
桩身主筋外漏
措施：
补浇混凝土
工艺流程：
人工挖槽→清理桩身→绑钢筋→浇筑混凝土
施工顺序：
人工挖槽，挖槽宽度沿桩身向外扩20cm，挖槽深度为露钢筋部位下10cm，将原桩体混凝土面用钢丝刷清理干净，将基土夯实，浇筑垫层。
经监理验收后，浇筑C30混凝土，（必要时需使用防水混凝土）；
（3）夹泥、混凝土强度不够
现象：
桩顶混凝土夹泥
措施：
清除夹泥部位并补浇混凝土
工艺流程：
凿桩→清理桩头、钢筋→浇筑混凝土
施工顺序：
将桩头夹泥部分下凿至新鲜混凝土面层，保证新鲜混凝土面层距离最低夹泥面5cm，将桩头凿平，并将桩头及钢筋清理干净。
再将桩底的土分层回填并夯实，人工修坡，浇筑混凝土垫层。
防止杂物进入桩坑内，经监理验收后浇筑C30混凝土；
7、安全文明施工
安全组织机构
.安全生产责任制
根据本工序管理人员规模，工程项目经理负责制的全体系设置拟以项目经理为主，项目副经理为辅，各级施工经理、质量经理、技术员及安全员为主要执行者的前提下设立制定的。
1）项目经理：
全面负责施工现场的安全措施，安全生产等各种情况。
保证施工现场的安全生产。
2）项目副经理或分包商派出的项目经理：
直接对安全生产负责，并督促。
安排各项安全工作，随时检查。
3）项目技术负责人：
制定项目安全技术措施和分项安全方案，督促安全措施落实，解决施工过程中的不安全的技术问题。
4）安全员（包括分包商的安全员）：
督促施工全过程的安全生产，纠正违章，配合有关部门排除施工不安全因素，项目内安全活动及安全教育的开展，监督劳防用品的发放和使用。
5）机电负责人：
保证所使用的各类机械的安全使用，监督机械操作人员持证遵章作业，并对安全用电进行检查。
6）物资部长：
保证消防、安全用品及时到场。
7）施工经理：
负责上级安排的安全工作的实施，进行施工前安全交底工作，监督并参与班组的安全学习。
，
安全文明施工
（1）作业人员进入施工现场必须佩带安全帽并系好帽带；
（2）作业之前必须检查作业环境是否符合要求，机具是否完好，安全设施及安全用品是否齐全；
（3）作业机具连线必须由电工操作，严禁私自接线；
（4）操作空压机的人员必须穿绝缘鞋戴绝缘手套；保证一机一闸一漏一保护；
（5）空压机应在无载状态下启动，启动后低速空运转，检查各仪表指示值是否符合要求，运转正常后，逐步进入载荷运转；
（6）注意输气管的畅通，防止造成人身伤害；
（7）严禁擅自移动、拆除、破坏安全防护措施、警示牌、安全标志；
（8）作业过程中，应安排专人对破除的桩头状态进行巡视，严禁使用挖机硬性将桩头拉断，防止断桩出现；
（9）断桩作业时，由专人指挥挖机起吊作业，施工人员严禁站在吊车起重臂和起吊后的桩头；
7．4雨季施工措施
1）针对现场制定合理有效的排水措施，保证现场无积水，施工道路畅通。
2）备足雨季施工工具和材料设备，如铁锨、洋镐、帆布、胶鞋、水胶管等。
3）对施工现场及材料堆放场应根据地形，对场内地表水系统进行疏通，以保证排水畅通，并防止道路上的水倒入场地。
4）对易受潮变质的材料，要入库存放，临时少量露天要加帆布垛底要高于地面500mm以上。
5）及时掌握天气情况，调整施工部署。
8、重要环境因素：
1、现场土方存放、运输产生的扬尘。
2、施工现场潜在的火灾。
3、运输产生的扬尘进行洒水降尘处理。
9、危险源辨识及预防措施：
1、基坑开挖危险源辨识
序号
危险源类别
预防措施
1
车辆伤害
卡车现场倒车派专人指挥，严禁超载，严禁疲劳、酒后驾车，车辆停驶要熄火。
2
触电
施工用电按要求编制施工方案，并要严格执行；无证电工不得上岗；挖到不明电缆及时上报处理；严禁私拉私接电线；电动工具的绝缘性能要保持良好；动力设备严格按“一机、一闸、一漏、一箱”的要求；电器线路经要常检查。
3
高处坠物
基坑顶部严禁堆土及材料，并在四周设防护栏杆。
5
机械伤害
机械使用要规范并要经常检查；机械维修时要拉闸；机械使用要配备必要的安全装置。
6
坍塌
定期对支护、边坡进行监控、测量；按要求做好临边防护及隔离措施；按要求设置人员上下通道；做好对施工人员的安全教育及安全技术交底。
2、基坑开挖危险源辨识要求
1）、施工机械经验收合格后方可进场。
2）、挖土机械作业时不允许有人员进入挖土机作业半径内。
3）、挖土机作业位置必须牢固、安全、符合要求。
4）、挖土机司机持证上岗不准违章作业。
5）、其他人员不准进入挖土机作业区域。
6）、基坑开挖按比例放坡、安全边坡符合要求。
7）、临边防护及其他防护符合要求。
8）、基坑周边积土、料具堆放距坑边距离大于2m。
11）、施工现场所用施工机械经验收合格，施工时有专业的安全员和技术员在现场进行监督，检查挖土机操作人员上岗证。
10、附图：
1、土方开挖示意图
2、土方开挖及运输路线图
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