人工挖孔桩施工方案优秀工程案例Word文档格式.docx
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本合同段为第L-06标段,位于井陉县境内,线路途经微水镇、南王庄乡,起点桩号K23+305,路线沿途经过东水村、栾家窑、南王庄村、北芦庄村、南芦庄村,终点位于苍岩山互通处,终点桩号K31+613,全长8.308千米.
平山至赞皇高速第六合同段,共计有桥梁10座,其中大桥3座,中桥3座,小桥4座.其中半沟大桥桥跨布置为8*40米/8*40米预制T梁;
南王庄大桥桥跨布置为3*40+3*40+4*30/3*40+4*40+4*30预制T梁+现浇连续箱梁;
大湾沟大桥桥跨布置为3*30+4*30+4*30+4*30/3*30+4*30+4*30+4*30预制T梁.桥梁上部结构主要为预制30米/40米T梁,下部采用柱式墩（柱式台）+桩基础,桩基为嵌岩桩,桩长15~35米,嵌岩桩桩端持力层为中风化岩层.
3.1.1地理地貌
井陉县位于河北省西部边陲,冀晋结合部,太行山东麓,北邻平山县,东部和东南部与鹿泉、元氏、赞皇三县毗连,西部和西南部同山西省盂县、平定、昔阳三县接壤.
本项目位于井陉县南王庄乡,该地区地势蜿蜒,地貌以山地为主,地质为强风化变质安山岩、强风化石英砂岩、白云岩等,地质条件复杂.
3.1.2地质条件
半沟大桥桥址区为构造侵蚀山地丘陵微地貌,桥梁跨过山间冲沟及乡间水泥路,沟长约150米,宽约30米左右,两侧为陡立土坎,地形起伏较大.地层主要为第四系上更新统坡洪积（Q3dl+pl）粉质粘土、碎石,下伏基岩为古生界奥陶系马家沟群（Q2）灰岩,在K24+700处在距地表12.5米~17.7米范围内见5.2米溶洞,粉质黏土半填充,夹少量碎石.勘探期间未见地下水.
南王庄大桥于K26+442跨过甘陶河,河内无积水,河谷宽浅,呈“U”型,河床漫滩区宽广,河底为较多卵石,桥梁走向为近南北向.主要为第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）粉质黏土、卵石,下伏基岩为古生界寒武系泥岩,地层较为简单.地下水类型主要为松散岩类孔隙水,勘探期间地下水水位深度在5.8~14.3米之间,水质较好,地下水对本项目结构物没有直接影响.
大湾沟大桥桥址区为构造侵蚀山地丘陵微地貌,桥梁于K30+557跨过山间冲沟,沟内可见卵石,沟宽约200米,沟谷两岸地形陡峻,两侧为陡立土坎,地形起伏较大.主要为第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）粉质黏土、卵石、碎石、粉土,下伏基岩为古生界寒武系灰岩,元古界甘陶河群南寺掌组（Ptn）白云岩、有断层角砾岩,地层较为复杂.地下水类型主要为松散岩类孔隙水,勘探期间沟底地下水水位深度在8.0米左右,水质较好,地下水对本项目结构物没有直接影响.
3.1.3气象条件
本项目属暖温带半湿润大陆季风气候,降水主要源于东南季风,每年随季风到来的迟早与强弱,呈现年际和季节降水量变化.境内气温年际变化不大.井陉气象站观测显示,1985-2004年,多年平均气温13.1℃,年均气温最高的1998年达14.1℃,年均气温最低的1985年为12.1℃,年均最高最低气温相差2℃.
3.1.4施工供水用电
施工用水从临近的供水管或蓄水池上,接引φ80米米供水支管接入施工各部位.
本标段在半沟大桥、南王庄大桥、大湾沟大桥桥头,分别布置630kVA变压器,总功率1890kVA,各桥址处T接引至施工现场.其它小型跨线桥、匝道桥等的用电从相应的路基施工区段变压器引出.同时配置发电机作为备用电源,保证桥梁施工用电需要.
3.2主要工程数量
主要工程量见下表.
表31主要工程量表
部位
墩号
桩径（米）
根数（根）
桩长（米）
桩顶高程
桩底高程
单根砼（米3）
混凝土（米3）
盖梁砼（米3）
总桩长（米）
首灌体积（米3）
半沟大桥左幅
0号
1.8
2
30
355.854
325.854
76.341
152.682
39.2
60
4.08
1号
2.2
26
372.400
346.400
98.835
197.67
43.802
52
5.88
2号
361
331.000
114.04
228.08
8号
375.9
349.9
66.162
132.324
半沟大桥右幅
382.316
352.316
371.6
345.6
360.6
330.6
375.07
349.07
大湾沟大桥右幅
14号
25
395.8
370.8
63.617
127.234
35.22
50
大湾沟大桥左幅
396.6
南王庄大桥右幅
20
350.164
330.164
50.894
101.788
40
35
343.7
308.7
89.064
178.128
43.505
70
9号
3
339.2
309.2
229.023
24.43
90
10号
346.671
320.671
198.486
32.81
78
南王庄大桥左幅
15
352.886
337.886
38.17
76.34
18
352.154
334.154
45.804
91.608
36
334.8
304.8
334.5
304.5
25.963
340.8
310.8
28.836
11号
28
349.7
321.7
71.251
213.753
35.1
84
3.3工期计划
安排10个施工班组同时开工,所有开挖工期为关键线路,其它工序不占用工期.每天每个班组施工1节,每节1米,桩长共计1216米,预计工期为126个工作日.
图31人工挖孔桩工期安排（单孔）
4人工挖孔桩施工
工艺流程见图41.
图41工艺流程
4.1施工准备
4.1.1技术准备
熟悉施工图纸及场地的水文地质资料,分析设计图纸、理解设计意图,编制切实可行的施工技术方案、安全技术方案和环境保护方案,并进行护壁支护的计算和设计,挖孔深度超过16米时,组织专家对方案进行论证.
开工前项目技术负责人分别向施工员进行技术交底,内容有工艺（工法）交底、质量安全措施交底、测量交底、结构尺寸交底、试验检测交底等,采用三级技术交底制度.
开挖前应对施工人员进行全面的安全技术交底,操作前对吊具进行安全可靠的检查和试验,确保施工安全.
4.1.2现场准备
开挖前场地应完成三通一平.地上、地下的电缆、管线、旧建筑物、设备基础等障碍物均已排除处理完毕.各项临时设施,如照明、动力、通风、安全设施准备就绪;
由于挖空施工时相邻两桩孔不得同时开挖,间隔交错跳挖,需在现场合理布设安排.
4.1.3设备材料准备
根据施工安排,已配备足够的施工机械设备和仪器,见表41,施工过程中按照进场计划分批到位.按照设备进场计划提前对已有设备进行检修维护,保障施工效率.为控制施工质量,现场已设工地试验室用于自检施工质量.
表41主要施工设备表
序号
机械名称
单位
型号
数量
功率
1
吊车
台
25吨
砼搅拌运输车
5
电焊机
BX1-500
12
500W
4
空压机
KJ-75
5.5KW
风镐
把
G10
6
潜水泵
1.5KW
7
卷扬机
8
插入式振动棒
ZX50
9
钢筋切断机
GQ50
4KW
10
数控钢筋弯曲机
3KW
11
钢筋调直机
18KW
电动鼓风机
EB08
150W
14
气体检测仪
33
钢模
套
材料的供应本着“广泛调查、及时定货、快捷运输、充分储备”的原则进行.材料从采购到运输进行系统地管理,首先通过事先大范围的调查筛选,包括材料质量、运输路途、供应能力的诸多因素要全面考虑,确定各种材料的供应商,并及时签定供应合同,在合同中要明确规定供应计划,并突出规定违反合同的惩罚措施,确保材料供应商的质量与数量.材料根据施工进度的要求分阶段进场,进场后的材料要妥善保管并及时做好各种原材料的复检工作.
4.1.4测量放线
按基础平面图,根据设计单位提供桩孔坐标,用全站仪放出控制桩位,设置桩位轴线、定位点;
桩孔四周撒灰线,适当位置设置排水沟.放线工序完成后,进行相关报验程序;
并根据总体坐标进行桩位校正.桩位须经施工人员、监理单位测量人员、建设单位在开挖前检验合格.
4.1.5人员配置
根据工期安排,施工所需的管理及施工人员已经到场,为保证工程的顺利进行,对人员进行了优化配置,工程开工前一次性全部进齐.
管理组织机构见图41.
图42管理组织机构框图
每工点施工人员配置见表42.
表42施工人员配置表
工种
人员数量
工作内容
土石方作业
桩孔掘进
钢筋工
护壁钢筋、钢筋笼制作
混凝土工
混凝土浇筑
电工
现场用电
电焊工
钢筋笼制作等
合计
4.1.6护壁设计
人工挖孔桩具有承载力高,受力机理简单,方便易用,桩身施工质量易保证等优点,故广泛应用于各类工程中.由于人工挖孔桩是地下作业,地质情况及荷载等往往比较复杂,若护壁设计太薄或配筋不足,就有可能引起塌方,若护壁设计过大,又将耗费大量的材料.
护壁混凝土的厚度按下式确定.
t≥KpD/（2×
fc）
p=rH×
tan2（45-φ/2）+（r-rw）（H-h）×
tan2（45-φ/2）+rw（H-h）
t-混凝土护壁厚度,米米;
K-安全系数,取1.65;
p-土和地下水的对护壁的最大侧压力,N/米2;
D-装孔直径,米;
fc-混凝土的抗压强度设计值,N/米米2;
r-土的重度,kN/米3;
rw-水的重度,kN/米3;
H-挖孔桩护壁深度,米;
h-地下水位深度,米;
φ-土的内摩擦角,°
.
为了保障施工过程的安全,护壁厚度采用最不利的组合进行计算,土的重度取值为17.6kN/米3,水的重度取9.8kN/米3,结合桩长和强风化岩石的深度,护壁深度取30米,地下水位深度取5.8米,土的内摩擦角取20.6°
经计算护壁的厚度为32米米,考虑挖孔作业每天施作一节,护壁混凝土强度增长跟不上,混凝土通过试验确定掺入早强剂,以加速混凝土的强度增长,24h后混凝土的强度达到设计强度的25%,因此护壁的厚度设计值为128米米.
适当提高安全系数,施工过程中护壁的厚度为150米米.并在节与节之间根据桩基地质情况安放附加钢筋.护壁钢筋在现场加工,孔内绑扎,环向钢筋采用φ8,间距20厘米,纵向钢筋采用φ12螺纹钢筋连接,间距20厘米,并留足连接长度,以便下段钢筋搭接.
护壁混凝土强度与桩体相同,厚度为15厘米,护壁内放置钢筋,钢筋插入下层护壁内,使上下护壁有钢筋拉结,避免某段护壁出现流砂、淤泥而造成护壁因自重而沉裂的现象.
4.2测量控制
桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点.用十字线将中心桩点引出护壁外80厘米,用水泥砂浆打水泥钉固定,并做好保护工作.
4.3锁孔口
开挖第一节桩孔土方时,开挖桩孔应从上到下逐层进行,先挖中间部分的土方,然后扩及周边,有效地控制开挖孔的截面尺寸.为防止桩孔壁坍方,确保安全施工,成孔应设置锁口井圈,并放附加钢筋,锁口护壁应比下节护壁厚100～150米米,高出地面30厘米,便于挡水和定位,见图43,孔口四周设置排水系统.桩孔挖完一节后立即浇筑护壁混凝土,人工浇筑捣实.
图43人工挖孔桩施工示意图
4.4检查桩位（中心）轴线
每节桩孔护壁做好后,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,吊线坠向井底投设,以半径尺杆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,逐根引测,保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求.
4.5安装施工机具
第一节桩孔成孔以后,在桩孔上口架设垂直运输支架,要求搭设稳定、牢固,见图43.在垂直运输架上安装电动葫芦或卷扬机、吊桶,在安装滑轮组及吊桶时,注意使吊桶与桩孔中心位置重合,作为挖土时直观控制桩位中心和护壁支模的中心线.孔底安装照明、水泵和通风机,孔底照明必须用低压、防水带罩的安全灯具.孔壁安设安全梯.桩孔口安装水平推移的活动安全盖板,桩口上设围护栏,围护栏高度1.2米,采用红白相间的反光漆钢管制作,并设置夜间警示灯.
4.6逐层往下循环作业
4.6.1开挖出渣
土层及强风化层采用风镐开挖分节支护的施作方法,根据地质情况（主要是保持稳定状态的能力）,一般地层考虑1.0米为一节.中风化层及部分强风化层采用深孔松动爆破的形式进行开挖,采取接近内部作用药包的装药量,用塑料导爆管非电起爆系统设计成内外微差网络,使得各个炮孔起爆有足够的时间间隔,成为独立的作用药包,炮孔中回填足够长度密实度的堵塞物,以保证爆破后的岩石开裂、松动而不飞散.后采用人工挖掘出碴方法成孔.挖至地下水位时,在孔内挖集水井,小型潜水泵将水排至场地排水沟内.随着挖孔加深,安装通风、照明、通讯等设备.
从第二节开始,利用提升设备运土,出碴筒装填量严禁超过筒沿,控制在容量的2/3,桩孔内人员应戴好安全帽.吊桶离开孔口上方1.5米时,推动活动安全盖板,掩蔽孔口,防止卸土的土块、石块等杂物坠落孔内伤人;
桩孔挖至规定的深度后,用支杆检查桩孔的直径及井壁垂直平整度,并修整孔壁.
4.6.2护壁混凝土工程
1每挖完一节,经检查断面尺寸符合设计要求,报监理工程师检验合格后,立即浇筑护壁混凝土,坍落度控制在100米米,确保孔壁稳定性;
2钢筋绑扎：
钢筋由地面钢筋加工棚加工成型,运至孔底,孔底绑扎成形;
3支设护壁模板：
护壁模板采用两块半圆形5米米厚钢板通过螺栓连接而成,为一上大下小的楔形圆环模板.对于模板加固,可以采用φ25的螺纹钢筋焊成的钢支撑架进行加固.护壁模板采用拆上节、支下节重复周转使用.模板之间用卡具、扣件连接固定,也可以在每节模板的上下端各设一道圆弧形的、用槽钢或角钢做成的内钢圈作为内侧支撑,防止内模因受涨力而变形.护壁中心线控制,将桩位轴线和高程均标定在第一节护壁上口,每节以十字线对中,吊大垂球控制中心点位置,用尺杆找圆周,然后由基准点测量孔深;
4设置操作平台,用来临时放置混凝土拌合料和灌注护壁混凝土用;
5浇筑护壁混凝土：
混凝土用吊桶运送,护壁混凝土要人工浇筑振捣密实,混凝土可由试验确定掺入早强剂,以加速混凝土的硬化,严禁用插入振动器振捣,以免影响模外的土体稳定;
护壁混凝土强度与桩体相同,厚度为15厘米,护壁内放置钢筋,钢筋插入下层护壁内,使上下护壁有钢筋拉结,避免某段护壁出现流砂、淤泥而造成护壁因自重而沉裂的现象;
6拆除模板继续下一段施工：
上下壁搭接50~75米米,浇筑完下节混凝土后,马上将上下节护壁之间连接处浇筑密实.护壁混凝土达到一定强度（按承受土的侧压力计算）便可拆模,再开挖下一段,然后继续支模灌注混凝土,如此循环,直到挖至设计要求的深度;
7每节桩孔护壁做好以后,将桩位轴线,和标高测设在护壁上口.然后,用十字线对中,检查孔壁的垂直度,随之进行修整.
4.6.3施工过程控制
从桩中心位置向桩四周引出4个桩心控制点,以桩孔口的定位线为依据,施工过程用桩心点来校正模板位置,有专人严格校核中心位置及护壁厚度,逐节校测.对桩的垂直度和孔径,发现偏差,随时纠正,保证位置正确;
桩孔开挖后,当天一次灌注完毕护壁混凝土,护壁混凝土拌和料中掺入早强剂;
护壁拆模后,若发现护壁有蜂窝、漏水现象要及时加以堵塞或导流,防止孔外水通过护壁流入孔内.
4.7检查验收
每段循环高度决定于孔壁自稳状态的能力,以1.0~1.5米为一施工段,特殊地段0.6~0.8米,逐层往下循环作业,将桩孔挖至设计深度,清除虚土或虚碴,桩底应支承在设计所规定的标高或设计认可的持力层上.当检验桩底承载力达到设计要求则经监理与设计院同意可提前终孔.并进行清底与封底,
成孔以后对桩身直径、孔底标高、桩位中线、井壁垂直、虚土厚度进行全面测定.做好施工记录,进行隐蔽工程报验程序.
4.8钢筋工程
图44钢筋工程工序框图
4.8.1材料抽检
制作前每批进场使用的钢筋应具有出厂证明书和检验报告单,同时应做机械性能测试抽验,焊接用的钢材,应做可焊性和焊接质量试验,对生锈的钢筋在使用前应认真除锈.
4.8.2钢筋笼制作
钢筋笼制作分为钢筋下料、成形、钢筋笼组装、安装保护层垫块等.
1按照地面标高算出每个钢筋骨架实际长度,并编制钢筋配料单.配料单中要明确桩号、钢筋编号、型式及尺寸、钢号、数量及重量等内容.加工时要对施工图中各类钢筋及构件进行编号,并注意挂好标牌,防止用错,主筋必须平直,无局部弯折.
2主筋与箍筋的相交点应点焊1/3以上,其余应用铁丝绑扎.钢筋焊接时,在同一截面内的钢筋接头数不得超过主筋根数的一半,两个接头间距不小于35d,并不小于50厘米.钢筋笼的竖向主筋连接采用搭接焊连接.桩主筋与箍筋焊接成笼,主筋搭接长度单面焊接长度大于10d,双面焊接长度大于5d,焊缝要求饱满、均匀、密实.钢筋焊接的中心线对直线的偏差不得超过其全长的1%.
3钢筋笼成型采用钢支架成型法.支架由固定部分和活动部分组成.支架用2厘米～3厘米厚的钢板制作,其上部有半圆形凹槽,圆弧半径为主筋中心至桩心的距离;
按主筋的位置和直径在圆弧面上割出支托主筋的半圆形凹槽;
固定支架用打入地下的支柱固定.制作钢筋笼时,每隔2米左右设置支架一个,各支架应相互平行,圆心应在同一直线上;
先把主筋逐根放入凹槽,然后将箍筋按设计位置放在主筋外围,并与主筋点焊连接.焊好箍筋后,再绕焊螺旋箍筋.钢筋笼根据长度不同采取分节制作方法,孔口拼接.为防止钢筋笼在运输、下设过程中发生变形,在钢筋笼内侧暂时设置支撑梁加固,在钢筋笼下设过程中依次卸掉.
4为确保桩体保护层厚度,在钢筋笼周边安装保护层垫块,垫块的间距在竖向为2米,在横向圆周对称设置不少于4处,错开、分散设置,以确保钢筋保护层厚度达到要求.圆柱形,直径10厘米,中间预留1厘米孔,见图45,穿在箍筋上.
图45圆柱形保护层垫块
5根据图纸要求,钢筋笼在相应灌注桩孔内埋设超声波检测管,以便做灌注桩无破损试验,与检测管绑定的主筋应通长到底.声测管的埋设技术要求：
1）每根桩设通至桩底的检测管,当桩径不小于1.5米检测管为4根,桩径小于1.5米设3根,沿钢筋笼内侧等间距布置.
2）声测管应采用钢管,其内径为51米米,壁厚3米米.钢管焊接连接,保证管内光滑.声测管不得破漏,下端及接头应严格封闭,管顶在检测前应加盖,以免异物入内,堵塞通路.
3）在下放钢筋笼之前将声测管绑扎在钢筋笼的内侧主筋上,必须将声测管插到底部.声测管之间应在全长范围内都必须保持互相平行,各管垂直度偏差不大于1%,才能保证声测时的准确性.
4.8.3钢筋笼运输
每个钢筋笼制作好后要挂上标志牌,在笼中加设十字钢筋撑,绑扎方木加固,防止钢筋笼变形,便于使用时按桩号装车运出.采用平板车进行钢筋笼运输.钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形.采用汽车运输时要保证在每个加劲筋处设支承点,各支承点高度相等.
4.8.4钢筋笼吊装
1钢筋笼安放前,应再次检查成孔质量,质量合格后方可进行钢筋笼安放.
2灌注桩钢筋笼下设采用人工配合1台汽车吊的方式,为防止骨架弯曲变形用槽钢或工字钢作成简易扁担梁吊装.下设时钢
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