水磨钻人工挖孔施工方案Word文档格式.docx
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10.1安全目标24
10.2组织机构25
10.3施工现场安全27
10.3.1施工前安全准备27
10.3.2施工中安全控制重点及应对措施27
十一、环境保护及文明施工措施29
水磨钻人工挖孔桩施工方案
一、编制依据
1.**工程施工设计文件。
2.现场踏勘、施工调查所获得的资料和信息。
3.拟投入本工程的施工技术力量和施工机械设备。
4.我公司多年积累的类似工程施工经验。
5.规范、规程、标准:
《公路桥涵施工技术规范》JTJ/TF50-2011；
《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008；
《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007；
《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2010；
《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012；
《镦粗直螺纹钢筋接头》JG171-2005；
《钢筋滚轧直螺纹连接技术规程》[BDJ13-63-2005（J10494-2005）]；
《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005；
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009。
6.本工程涉及的其他施工技术、安全、文明、质量验收方面标准和交通部颁发的规范、规程及法规文件等。
二、工程概况
1、地理位置：
**
2、岩层性质：
拟建大桥两侧自然山坡稳定。
桥址区全风化云母石英片岩、砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩较厚，桥墩、台钻孔桩持力层位于中风化云母石英片岩层。
①-1素填土:
黄褐色，湿、松散，以粉质粘土为主，夹少量的角砾等，为修建公路时堆填。
④-2砂土状强风化云母石英片岩:
灰褐色，褐黄色，全风化，风化剧烈，原岩结构完全破坏主要矿物多已风化，岩体极破碎，岩芯呈砂土状，散体状，手可捏碎，遇水软化散体，局部少量风化碎屑，属极软岩，岩体基本质量等级为V级。
④-3碎块状强风化云母石英片岩:
灰褐色，浅青灰色，强风化，裂隙发育，裂隙面见铁锰质染，岩体破碎，岩芯呈碎块状，块状，块径3-7cm，锤击易碎，部分手可捏碎，属软岩，岩体基本质量等级为V级。
④-4中风化云母石英片岩:
青灰色，中风化，鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物为石英、云母、长石等，裂隙较发育，岩体较破碎，岩芯多呈柱状，短柱状，少量碎块状，岩石新鲜坚硬，锤击声较脆，属较硬岩，岩体基本质量等级为IV级。
ROD=68%。
3、各墩台岩层情况：
考亭台地层由上而下为粉质粘土层、全风化云母石英片岩、砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩；
1#墩地层由上而下为粉质粘土层、全风化云母石英片岩、砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩；
2#墩地层由上而下为砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩；
黄花山台地层由上而下为素填土层、圆砾层、石英云母片岩残积砂质粘土层、砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩。
4、桩基情况：
本桥桩号范围***，桥长**m。
起点桥台桩径为φ2.2m共8根，桩基长度左幅4根为19m，右幅4根为20m，全断面平均进入中风化云母石英片岩2.2m；
1#主墩桩径为φ2.2m共12根，桩基长度均为24m，全断面平均进入中风化云母石英片岩6.0m；
2#主墩桩径φ2.2m共12根，桩基长度均为14m，全断面平均进入中风化云母石英片岩10.0m；
终点台桥台桩径为φ2.2m共8根，桩基长度左幅4根为15m，右幅4根为18m，全断面平均进入中风化云母石英片岩4.8m。
工程地质勘查纵断面见后附图《桥梁纵断面图2-1》。
三、组织机构及职责
1、组织机构：
本着安全、优质、高效完成钻孔桩的施工，项目经理部按照“集中领导、职责明确、提高效率、有利协调”的原则设立。
2、主要部门及职责范围
职务
姓名
职责范围
项目经理
负责项目的施工管理、安全、进度、成本的全面工作。
党委书记
负责党建、员工教育方面的管理工作及对外协调。
项目副经理
协助经理，负责项目施工生产管理，安全、质量、工期、文明施工。
项目总工
负责项目技术、施工计划、质量管理。
工程科长
负责技术管理、工程计划、施工测量、施工调度及档案管理。
安保科长
负责安全、质量及环保管理工作。
财务科长
负责经营计划、合同管理及统计；
负责资金管理及成本核算。
机料科长
负责材料、设备的采购、供应与管理及机械、设备、临时用电的管理。
综合办主任
负责对外接待、劳资、后勤、治保管理以及宣传。
试验室主任
负责原材料及施工过程所需的试验工作管理。
合同科长
负责编制项目的前期预测、工程概、预算、决算及计价、结算工作。
四、施工部署及施工计划
4.1施工部署
根据施工进度的要求，本桥2#墩桩基拟采用人工挖孔的方法进行施工。
桩基全部为φ2.2m挖孔灌注桩，共12根，桩长14m，累计168m。
考虑附近水电站的安全、入岩深度、施工速度等，不允许采用爆破、冲击施工。
根据以往施工经验，结合实际地层、地下水情况，拟采用水磨钻人工挖孔的施工方法，钢筋砼护壁，卷扬机出碴，汽车吊吊装放钢筋笼，导管法水下灌注混凝土。
施工时，2号墩12个桩同时开挖，分两班作业。
成孔后将孔内注满水，采用水下砼灌注。
水磨钻人工挖孔示意图4-1
4.2施工计划
考虑机械施工效率具体工期安排如下：
序号
项目名称
工天
计划开工日期
计划完工日期
备注
1
2号墩桩基（12根）
40
2013-2-18
2013-3-29
五、水磨钻人工挖孔桩施工方法
5.1施工工艺流程
水磨钻人工挖孔桩施工流程如图所示：
场地平整
测量放线、定桩位
施工井台和护壁
安装导管
砼灌注
水磨钻挖孔桩施工工艺流程图5-1
场地平整→放线、定桩位→施工井台→修建排水沟→场地硬化处理→架设定型井架、安装卷扬机、照明设备等→桩孔开挖→每下挖0.6～1.0米左右，进行桩孔周壁的清理、校核桩孔的直径和垂直度→绑扎护壁钢筋→支撑护壁模板→浇护模砼→拆模后继续下挖→循环挖至孔底→对桩孔直径、深度、垂直度进行全面验收→吊装钢筋笼→安装导管→浇灌砼至设计桩顶标高50cm以上。
5.2施工准备
1、现场准备工作
（1）在正式施工前，应具备以下工程资料。
主要包括施工场地的工程地质和必要的地下水位资料；
施工图纸；
主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；
孔桩的施工组织设计或施工方案以及桩基钢筋混凝土所用建材（水泥、砂石、钢筋）的质检报告。
（2）施工前要制定周详的质量管理措施、安全保证措施。
在施工平面图上应标明桩位、编号、施工顺序；
制定不良天气（雨季）施工的技术措施。
（3）进行场地平整政。
在桩位处用挖掘机对桩位（项目部测量班进行初放样）处进行场地平整。
场地大小要满足施工的需要，大致平整，注意保持排水坡度，通往墩位处的施工便道畅通。
2、劳动力配置
分二班制连续作业，每孔每班4人，井下2人开挖，井上1人开卷扬机，1人指挥及出渣。
3、施工机械设备
人工挖孔桩主要机械设备表
名称
规格型号
单位
数量
水磨钻机
Ф16
台
24
钻孔
2
空气压缩机
9m3/min
6
送风、风镐
3
风镐
12
破岩
4
潜水泵
40m扬程
15
抽水
5
卷扬机（含提土设备）
套
出碴
手推车
辆
运碴
7
铁锹
尖、平头
把
20
8
定型钢模
护壁
9
振动棒
只
护壁砼
10
装载机
ZL50
11
25T起重机
QY25
吊钢筋笼
混凝土运输车
10方
砼运输
13
导管
内径ф30cm
砼灌注
14
大小料斗
镦粗机
ZFD-40
钢筋笼加工
16
绞丝机
ZFJ-40
17
钢筋切断机
QB50B
18
钢筋弯曲机
GW40
19
切割机
J3G3-400
电焊机
BX-350
21
混凝土搅拌机
护壁砼拌合
5.3施工方法及措施
5.2.1定位及井台
项目部测量班根据设计图纸准确放出桩位中心，测量放样坚持“测量双检制”，即自检、互检，保证偏差在规范允许范围内。
开挖前，按桩中心向四周引出桩心护桩，护桩应埋设在不易破坏，不影响施工的地方，并在周围用混凝土保护。
然后开挖施工井台，井台除作为施工操作平台外还具有保护井口、承受施工荷载、挡水等作用，井台采用混凝土结构，直径比桩径大20cm。
井台高度60cm，宽度40cm，井台顶标高需高出原地面20～30cm左右，防止雨水流入。
井台采用C20混凝土浇筑，内放Ф8钢筋网，采用定型钢模板立模。
当井台施工完成后，将标高引到井台上，用以控制桩底标高。
复核桩中心位置，如果出现偏差，必须在第一节护壁浇筑砼时进行调整，保证第一节护壁的位置准确，以保证桩的位置准确。
挖孔桩轴线、标高示意图5-2
5.2.2排水施工措施
根据工程地质及地下水分布情况，本区域地下水较为丰富，主要赋存于砂砾、圆砾层之孔隙中，为保证施工的安全，地表主要以排为主，孔内主要以抽水为主。
将场地整平，并保证一定的流水坡度，下雨后地面的水能及时排走。
井口周围施工井台，保证地表水不流入孔内，井孔四周采用低标号混凝土进行硬化。
孔内抽水。
每个孔内放一台大功率水泵，将渗水及时抽出。
5.2.3提升支架
井台施工完成后，在每个井台上搭设钢管防雨支架，定型井架上安装滑轮，与卷扬机组成提升系统。
桩孔开挖出的土石方等弃碴装入吊桶，用电动卷扬机提升至地面，倒入手推车运到临时存碴场，集中统一运到弃土场。
支架顶采用彩条布搭防水棚，防止雨水直接进入孔内，保证在下雨工人能继续作业。
电动提升定型井架及防雨棚支架示意图5-3
5.2.4护壁施工
一般土层自稳性较差，开挖后，必须进行砼护壁施工。
护壁采用C20现浇砼，厚度0.15m，护壁的结构形式设为内八字搭接，搭接长度不小于0.05m。
护壁模板采用定型钢模板，模板由八块组成，模板间用螺栓连接。
桩护壁内设置φ8@150的钢筋网片，并预留钢筋与一下段护壁相接，伸入长度不小于设计要求的长度。
上下节护壁的搭接长度不得小于80mm。
护壁结构如图所示。
护壁结构形式5-4
护壁采用φ8@150mm、15cm厚C20钢筋砼，钢筋用Ⅰ级钢。
遇到不利的地质条件，除制定单桩的施工措施外，还合理安排各桩的施工顺序，在可能的情况下，先施工外围（或迎水部位）的桩，后施工中部的桩。
圆孔护壁厚度计算：
t≥（k×
N）/Ra
式中：
t─护壁厚度，内齿式护壁最小尺寸，m；
N─作用在护壁截面上的压力，kp/m
N=P×
d/2
P─石英片岩及地下水对护壁的最大压力，kpa；
d─挖孔桩桩身直径，m；
Ra─混凝土的轴心抗压设计强度，kpa；
k─安全系数，取1.65。
石英片岩的γsat=30kN/m3；
中风化至原地面L=10m；
d=2.2m；
Ra=13.4N/mm2=13.4×
103MPa
d/2=30×
10×
2.2÷
2=330kp/m
N）/Ra=1.65×
330/13.4×
103=0.0406m
考虑挖孔作业每天施做一节护壁混凝土增长跟不上，24小时护壁强度最多达到20%护壁厚度按15cm施工，所以t取15cm。
进入中风化岩层前，按岩层松散考虑，最不利荷载出现在与上层与中风化岩面的交界处，验算如下：
土力学中坚硬土K0为0.2-0.4，本工程处地质为强风化石英片岩，K0小于0.2，计算中取0.2。
δ01=γZK0=30×
0×
0.2=0Kpa;
δ02=γZK0=30×
0.2=60Kpa
即砼护壁强度达到60Kpa以上时满足要求。
采用成熟度法推算C20混凝土强度：
Ｍ＝∑（ｔ＋15）×
△Ｔ
ｔ——养护温度（℃）
△Ｔ——ｔ温度养护持续时间（ｈ）
R——推算强度（MPa）
f—修正系数
ab—按标号、水泥，外加剂确定的常数如下表：
系数ａｂ及ｆ值
水泥品种
砼强度
外加剂
a
b
f
普硅
C20
Ⅰ
25
-1280
0.884
养护温度取25℃，养护时间为6h。
=0.884×
25×
4.828×
10-3=106.7Kpa＞δ02=60Kpa
即采用C20混凝土浇筑护壁6小时后满足外侧土压力荷载要求。
5.2.5桩孔开挖
人工挖孔桩分节开挖，分节支护。
围护桩穿越地层由上至下依次为：
素填土层、强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩。
对于土层开挖采用人工持铁锹、尖镐开挖；
强风化层、中风化层岩质硬，采用水磨钻、风镐破碎开挖。
开挖第一节桩孔土方，深度不超过1m，绑轧护壁钢筋，安装第一节桩孔护壁模板时，必须用桩心点校正模板位置（由专人负责），支护牢固，并检查护壁厚度、位置正确、质量符合要求后方能浇捣护壁。
第一节护壁轴线偏差不大于2厘米。
往下施工时以每节作为一个施工循环，一般土层中每节高度为1m，进入强风化、中风化岩层每节施工深度调整为0.5-0.6m。
护壁模板采用定型钢模板，模板由八块组成。
进入强风化、中风化层后采用水磨钻、风镐配合施工。
钻孔布置图如下：
水钻布孔示意图5-5
钻机沿孔壁内边线钻孔，钻孔直径为16cm，钻孔深度为60cm，每个桩孔可根据桩径大小设置钻机。
钻机取出岩芯后，中间岩石与周边岩壁形成了临空面，然后采用3cm钻机于顺向下钻孔30cm后使用撬棍取出中间岩层。
根据地质情况不同，岩层阶理斜面上的钻孔个数可适当增加或减少。
当桩孔内由于裂隙渗水而导致积水较深、影响到钻孔施工是，用水泵将孔内积水抽出。
钻至5米深度后，必须采用通风措施，保证孔内作业人员的安全。
孔内通风采用空压机的高压风，由孔底将孔内空气向上吹，与地面空气形成对流。
5.2.6挖孔桩终孔检查
当开挖至设计标高后，进行终孔检查。
质检人员先进行自检，自检确实达到设计规定标高、桩径、垂直度。
孔桩开挖岩层与设计岩层相同，将桩底沉渣清理干净，孔内水抽干净后，再及时通知监理，进行终孔检查处。
如果入岩深度与设计不符时，需要请设计进行确认是否需要进行桩长的调整。
六、钢筋笼制作、运输及安装
6.1概述
本大桥桩基钢筋直径≥25mm的需采用机械套筒连接，要求必须符合中华人民共和国行业标准（JGJ107-2010）《钢筋机械连接通用技术规程》中Ι级接头要求。
I级接头不得采用通过剥除钢筋肋使钢筋头母材或把钢筋头镦粗使钢筋头母材有效截面增强的压园（压肋）滚轧直螺纹接头及镦粗直螺纹接头。
采用滚轧直螺纹机械连接，其中：
压圆（压肋）滚轧直螺纹接头还必须符合建筑工业行业标准《滚轧直螺纹钢筋连接接头》（JGJ163-2004）和《钢筋滚轧直螺纹连接技术规程》【BDJ13-63-2005（J10494-2005）】中I级接头要求，套筒长度、套筒外径尺寸必须严格按《钢筋滚轧直螺纹连接技术规程》【BDJ13-63-2005（J10494-2005）】中表6.1.2《标准型连接套筒的基本参数》规定执行；
镦粗直螺纹接头还必须符合建筑工业行业标准《镦粗直螺纹钢筋接头》（JG171-2005）中I级接头要求，套筒长度必须≥2d+10mm（d为钢筋直径）、套筒外径尺寸必须严格按《钢筋滚轧直螺纹连接技术规程》【BDJ13-63-2005（J10494-2005）】中表6.1.2《标准型连接套筒的基本参数》规定执行。
标准型连接套筒的基本参数表
钢筋直径
套筒长度（mm）
套筒外径（mm）
螺距（mm）
Φ25
≥66
≥40
≥3
Φ28
≥72
≥44
Φ32
≥78
≥50
钢筋笼采取在钢筋场分节同槽加工制作，用炮车运至施工现场，用吊车分节吊装。
6.2钢筋笼加工
6.2.1钢筋的验收及管理
钢筋应具有出厂质量证明书、材质单、检验报告等。
进场后按有关规定、批量、规格进行复检、送检，并由检查部门出具试验报告。
对于需要焊接的材料还应有焊接试验报告。
确认该批材料满足设计、施工要求后，物资部门方可将该材料入库、登记、造册，不合格的材料应立即清退出施工现场。
钢筋进库后须按不同钢种、等级、牌号、规格批号及生产厂家分别堆存，不得混杂，且应挂牌以资识别。
钢筋在运输、储存过程中，应避免锈蚀和污染。
钢筋宜堆置在仓库内，露天存放时，应垫高并加遮盖。
使用部门应按原材料的使用部位登记造册,做到原材料具有可追溯性。
6.2.2主筋下料及钢筋笼成型
钢筋笼根据长度分节加工制作，基本节长9m或12m，最后一节为调整节。
将每根桩的钢筋笼按设计长度分节并编号，保证相邻节段可在胎架上对应配对连接。
钢筋下料完成后，钢筋笼制作之前，进行主筋直螺纹加工包括以下几道工序：
1、钢筋下料
钢筋采用切断机下料，钢筋下料前检查端部是否有弯曲现象，如有应先用调直机调直，如果发现钢筋端面不平齐的要用无齿锯切掉2-3cm，以确保钢筋端面与钢筋轴线垂直。
必须采用无齿锯进行切割下料，严禁使用气割和其它热加工的方法切断钢筋。
为保证钢筋连接时钢筋丝头在连接套筒中的对顶效果，下料切割端面应与钢筋轴线垂直，钢筋端部不得产生马蹄形。
2、端头墩粗
镦粗机通过调节油压表来调整镦头压力，镦粗压力根据设备厂家提供的压力值进行调整。
在每批钢筋进场加工前应做镦头试验，以镦粗量合格为标准来调整最佳镦粗压力和缩短量，镦粗头不合格时应切去重镦，不应在原镦粗段进行二次镦头。
镦粗头的基圆直径d1应大于丝头螺纹外径，镦粗头长度L0应大于1/2套筒长度，过渡段坡度应≤1：
5，且镦粗头不得有与钢筋轴线相垂直的横向表面裂纹。
钢筋镦粗用的镦粗机能自动实现对中、加紧、镦粗等工序，每次镦粗所需时间为30s-40s，镦粗加工操作中要保证镦粗头与钢筋轴线不得有大于4°
的偏斜，不得出现与钢筋轴线相垂直的横向表面裂缝。
发现外观质量不符合要求时，应及时割除，重新镦粗，不允许将带有镦粗头的钢筋进行二次镦粗。
镦粗头示意图如下：
3、端头车丝
加工丝头前应先调整好滚丝轮之间的尺寸。
a、初调：
根据加工钢筋的直径用相应规格的调径通、止光规，放入滚丝头四轮之间，旋转外套，收滚丝轮与调径通、止光规接触，取出通光规，使通光规能通，止规能止，而后锁紧外套。
把行程调节板上相应规格的刻线对准护板上的“0”刻度线，而后锁紧行程调节板。
b、精调：
通过实际滚轧丝头，用螺纹环规检验，通环规能顺利旋入有效扣，止环规旋入不大于3P（P为螺距），用长度卡板测量丝头长度，应符合要求，如果有误差再次调整。
丝头调整应遵循直径从大到小、由短到长、循序渐进的原则，严禁一次调过，以免丝头报废和损坏机床。
c、装夹钢筋：
装夹钢筋时将机床置于停车极限，把待加工的钢筋放入夹钢筋钳中，伸出长度应以钢筋端面与滚丝轮架外端面对齐为准，而后夹紧（向里向外都会影响丝头加工长度）。
d、滚轧丝头：
在调整丝头直径和长度合格后进入正常加工，逆时针搬动进给手柄，使滚丝轮缓慢接触钢筋，并施以适当的力，当滚轧2P后即可自动进给，严禁用力过猛或用脚踏进给手柄进给。
丝头质量检验要求
检验项目
量具名称
检验要求
外观质量
目测
牙形饱满、牙顶宽超过0.25p的秃牙部分累计长度不超过一个螺纹周长
外形尺寸
卡尺或专用量具
丝头长度应满足图纸要求，标准型接头的丝头长度公差为+1P
螺纹大径
光面轴用量规
通端量规应能通过螺纹的大径，而止端量规则不应通过大径
螺纹中径及小径
通端螺纹环规
能顺利旋入螺纹并达到旋合长度
止端螺纹环规
允许环规与端部螺纹部分旋合，旋入量不应超过3P
螺纹长度
检验螺母
对标准丝头，检验螺母拧到丝头根部时，丝头端部应在螺母中部的凹槽内。
螺纹牙形
目测法观测螺纹齿底不得宽，不完整齿累计长度不得超过1扣。
注：
P为螺距，丝头检验合格后，应用塑料帽或连接套筒保护。
4、钢筋连接:
连接前的准备：
先回收丝头上的塑料保护帽和套筒端头的塑料密封盖，并检查钢筋规格是否和套筒一致，检验螺纹丝扣是否完好无损、清洁。
如发现杂物或锈蚀要清理干净。
套筒质量检验示意图见下图。
连接套筒质量要求
质量要求
出厂检验方法及要求
进场抽检方法及要求
螺纹牙型完整饱满，不得有牙顶宽度大于0.2P的不完整螺纹，表面光洁不得有裂纹，无严重锈蚀，油渍等缺陷或杂物。
逐一检查，全数合格
抽查10%，合格率100%。
游标卡尺或专用量具
长度及外径应满足设计要求
抽查10%，抽检合格率应不小于95%，当抽检合格率小于95%时，应对该批产品重新检验，当两次检验的总合格率不小于95%时，该批产品合格，若合格率仍小于95%，应对该批产品逐个检验，合格方可使用。
螺纹尺寸
通端螺纹塞规
通端塞规能顺利旋入连接套筒并达到旋合长度
止端螺纹塞规
止端塞规从套筒两端部分旋入，旋入量不应超过3P
同节内钢筋主筋连接使用标准型接头连接，把装好连接套筒的一端钢筋拧到被连接钢筋上，然后用扳手拧紧钢筋，使两根钢筋头顶紧，使套筒两端外露的丝扣不超过1个完整丝头，连接即告完成，随后立即画上标记以便检查。
钢筋笼分节处使用长短丝接头连接,先将标准套筒按顺序全部拧在加长丝头钢筋一侧，将待接钢筋的标准丝头靠紧后，再将套筒拧回到标准丝头一侧，并用扳手拧紧，连接即告完成。
接头连接完成后，用目测法检验两端外露螺纹长度是否相等，且不超过一个完整丝扣（加长螺纹除外）并符合直螺纹质量检验标准。
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