贵州某桥梁人工挖孔桩施工方案.docx

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贵州某桥梁人工挖孔桩施工方案

挖孔桩施工技术方案

[摘要]依据挖孔桩施工要点，总结多年施工经验，结合本工程施工特点，编写出符合该工程施工的技术方案。

[关键词]挖孔桩施工工艺护壁厚度确定

一、工程概况

贵州省某项目风营分离式立交跨线桥，采用2-25m预应力混凝土连续箱梁桥上跨遵毕高速公路，桥梁全长62米。

桥面宽度7.5m，斜交角0度，梁高1.35m。

上部结构采用预应力混凝土连续箱梁，下部结构为柱式墩配桩基础，桥台采用重力式U型台、桩基础。

承台桩基采用直径150cm、墩桩基采用直径190cm的挖孔桩，全桥桩基共计9根，桩长24m～34m。

二、地质情况

场区位于大方县风山乡的联兴村，为乡村公路跨越遵毕高速公路而设，交通条件较好。

桥位所跨地段地形标高介于1657～1661米，岩土工程特征自上而下分别为：

①粘土层厚6～29m，褐黄色，硬塑状，含少量碎石；②碎、块石土层，组成成分主要为龙潭组全风化泥质粉砂岩、强风化砂岩及灰岩，含量大于50%，厚0～20m，块石土主要分布于小里程桥台，碎石土主要分布于大里程桥台。

③基岩为二叠系下统茅口组灰岩，呈灰白色，岩质硬，岩体较完整。

根据《中国地震动参数区划图》，场区地震基本烈度南为Ⅵ度。

场区地下水类型为第四系松散岩类孔隙水、碳酸盐岩溶裂隙水。

三、挖孔桩施工方案

（一）、施工方法

桩基采用人工挖孔桩施工。

挖掘采用人工三班制连续作业，卷扬机配三角架提升出碴。

松软土层采用人工挖掘；风化岩层采用风镐挖掘；弱风化岩层和较硬岩层采用浅孔松动爆破。

护壁混凝土采用与桩基同标号C25混凝土，厚15cm。

钢筋笼现场集中制作，汽车吊吊放入孔，串筒或导管浇筑砼。

（二）、施工工艺

挖孔桩施工工艺流程见图1，挖孔桩施工程序见图2。

1．施工准备

（1）平整场地，清除坡面危石浮土，施工现场的出土路线应畅通。

（2）施工复测后，定出桩孔准确位置，在桩外侧设置桩中心的十字控制桩，设置护桩并固桩；经常检查校核护桩。

放出桩孔四周。

（3）现场四周应设置排水沟、集水井和沉淀池；孔口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水，搭好孔口雨棚。

（4）准备卷扬机、弯切机、斗车、振捣棒、风镐、空气压缩机、潜水泵、风钻等施工机具。

安装提升设备；布置好出碴道路，合理堆放材料和机具，使其不增加孔壁压力、不影响施工。

（5）专人负责按桩位编号，做好桩孔的垂直中心线、轴线、桩径、桩长和基岩土质的记录；钢筋笼和桩身混凝土等隐蔽验收记录，并在完工后整理编册分送有关单位并送技术部门存档。

（6）护壁模板分节的高度为1m。

每节模板安装，应设专人严格校核中心位置及护壁厚度，可用十字架对准轴线标记，在十字交叉中心悬吊垂球，复核模板位置，保证垂直度。

图1挖孔桩施工工艺流程图

图2挖孔桩施工程序

2．孔井口加固处理

在正式挖掘前，保留核心土，沿四周环向开挖第一节，施工第一节护壁及锁口圈以维护加固，其高度应高出地面30cm，防止土、石、杂物滚入孔内伤人。

3．挖掘成孔

（1）挖掘方法

位于无水地层的桩基，护壁施工后，可人工直接开挖，遇到岩石采用浅层小药量爆破，人工清碴掘进，通过小型慢速卷扬机提升设备将碴石吊运出井，提升架用角钢加工，架头可在180°范围内转动，架角用地角筋锚固牢靠，手推车运送弃碴。

位于有水地基时要边开挖边用水泵排水。

在孔深大于15m的井孔中作业时，要采用鼓风机通过传风管向孔底吹入新鲜空气，保障施工安全。

（2）爆破开挖

桩孔开挖至较坚硬土层或全风化、强风化及中风化岩层时，用风镐开挖，当遇中风化、弱风化岩层风镐挖掘难于作业时，用少量炸药预裂爆破。

孔口爆破时，现场其它孔内作业人员必须撤离，孔口应加盖。

爆破后，必须用抽气、送风或淋水等方法进行孔内排烟降尘后，方可继续下孔作业。

4．安全条件

挖孔桩施工必须在保障安全的前提下，不间断的进行。

同一墩台内，不宜同时开挖相邻桩孔，以对角两孔和间隔开挖为宜。

若孔较深应经常检查孔内CO2浓度，并加强通风。

5．挖掘孔径

挖孔直径应是设计桩径+护壁厚度。

挖掘时不必将孔壁修成光面，可使孔壁稍有凸凹不平（但凸点不得侵入桩体内），以增加护壁与周围孔壁的摩阻力。

在施工过程中经常检查桩身净空尺寸、倾斜度和平面位置，群桩桩位误差不得超过10cm，排架桩桩位不得大于5cm，倾斜度不超过0.5%，一次开挖深度控制在50cm～100cm，护壁施工后方可再继续开挖，进人岩层后，岩层地质较好时，开挖可不用支护。

6．防水、排水

除在墩台四周挖截水沟外，并注意防止挖孔内排出的水渗入孔内。

对于少量渗水，人工舀取或采用抽水机排出。

水量较大时，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法，组织安排合理，能达到很好的效果。

7．流砂的处理

人工挖孔时，当遇到地质突变，出现细沙、粉沙层时，特别是在地下水的作用下形成流砂，严重时会发声孔漏，要采取有效可靠的措施。

流砂情况较轻时，可以缩短循环开挖深度，减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。

当孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。

流砂情况较严重时，可以下钢套筒，加强护壁。

钢套筒与护壁钢模板相似，以孔外径为直径，可分成4～6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，每开挖0.5m左右，即可分片将套筒装入，深入孔底不少于0.2m，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m，安装后即支模灌注护壁混凝土。

若放入套筒后流砂仍上涌，可采取混凝土封闭孔底，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。

必要时，可以打管注浆，固结砂土后开挖。

8．於泥质土层的处理

在遇到於泥质土层等软弱土层时，一般可用方木、木板、模板等支档，并要缩短这一段的开挖深度，及时灌注混凝土护壁。

支档的方木沿周边打入底部不少于0.2m深，上部嵌入上段已浇好的混凝土后面，可斜向放置、双排布置互相反向交叉。

9．混凝土护壁

护壁模板采用组合式定型钢模板拼装而成，模板用U型卡具连接，上下两半圆型钢圈顶架。

每挖0.9m左右应校核模板，注意孔圈护壁任一方面直径偏差不得大于50mm。

浇灌护壁混凝土：

由于护壁厚度较小，应用钢筋插捣及用力拍打模板的方法振捣，注意浇筑速度要快，振捣要密实，护壁下口要凿毛，上下护壁结合密实，不渗水。

当工期较紧时，每天开挖节数可增加到2～3节，遇相应每个孔桩应备有2～3套钢模。

采取不拆模，继续下挖，支模、浇护壁，上下护壁之间应按设计搭接。

为保证钢筋笼安装就位及桩芯混凝土浇筑时定位，应在护壁上预埋钢筋，采用φ12钢筋在上下护壁搭接处预埋，每隔两节护壁间距约2m在孔圈均匀布置4根钢筋。

护壁混凝土为自拌混凝土，应按规范要求制作试块及送检，由于护壁混凝土用量较小，拌制比较零星，应按每工作台班取样一次送检。

10．终孔检查处理

挖孔达到设计高程后，应进行孔底处理。

必须做到平整，无松碴，污泥及沉底等软层。

检查孔底形状、桩径、垂直度、嵌入岩层深度应符合设计要求。

按照设计要求：

桩基底面均应置于完整同质基岩上，其frk不应小于30MPa，基底应进行钎探，钎探深度不应小于5米，若施工时实际工程地质与《地勘报告》不符时，报请监理工程师处理。

开挖过程中应经常检查了解地质情况，如有与设计资料不符的，应提出变更设计。

11．钢筋笼制作与吊装

根据现场施工条件，钢筋骨架可在孔外制作后吊入孔内，也可在孔内绑扎。

为使钢筋骨架正确牢固定位，除主筋上安设钢筋“耳环”或混凝土垫块外，也可在孔壁上打入钢钎，用铁丝与主筋绑扎使其牢固定位。

钢筋笼在起吊．运输或安装时应采取措施防止变形、扭转、弯曲。

钢筋笼吊装应对准孔位，吊直扶稳，缓慢下放，不得碰损孔壁，吊放就位时，钢筋笼必须居中设置，应特别注意钢筋笼配筋方向与设计一致，不得偏转，并应检测其水平位置和高程以及预埋检测管的位置是否达到设计要求后，方可固定钢筋笼。

钢筋笼应在清孔后立即设置，固定在孔口护筒上，并采取措施使其在混凝土浇筑过程中不上浮或下沉。

12．灌注混凝土

混凝土集中拌和，搅拌运输车运至孔口，下料采用串筒或导管，不得在孔口抛铲或倒车卸入；混凝土浇筑应连续分层浇筑，每层厚度不得超过1.5m，采用插入式振捣棒振捣。

浇筑前应将孔内积水排干净，并检查钢筋笼上预埋件是否固定牢靠，位置是否准确，之后浇筑混凝土，混凝土桩头超浇0.15m～0.3m。

当桩孔内渗水量过大（>1m3/h）时，采用水下混凝土导管法灌注，灌注后加以保护并设明显标志，以免发生意外，桩头混凝土应适时凿除。

灌注桩身混凝土时应留置试块，试块组数按照规范要求留置。

桩身混凝土施工中对混凝土的浇筑、振捣、养护等工序严格按技术标准进行操作，加强质量监督与自检，控制各工序的施工质量，为保证施工质量应注意以下问题：

每辆混凝土输送车必须有配料单和混凝土使用部位及性能的相关资料，到达施工现场后，试验人员检查混凝土的数量、坍落度、和易性、含砂率、混凝土运输时间及混凝土的温度，若不能满足要求，则不签收。

严格控制混凝土骨料粒径，保证混凝土密实度，混凝土自由倾落高度不得大于2m，否则应加串筒，防止引起混凝土离析。

混凝土采用分层连续浇筑，每层浇筑高度不得大于1.5m，中断时间不得大于45分钟，紧随分层捣实，振捣采用插入式振动器，振动器转动后方可插入混凝土内，振完后徐徐提出，不能过快或停转后再拔出来。

振动过程中应避免振动器与钢筋接触。

浇筑桩芯混凝土时，相邻孔内不得作业，孔底不得留人。

13.覆盖层护壁厚度计算：

（1）.本段内摩擦角φ=18，桩基处粘土最大覆盖厚度为29.2m，地面高程为1659.06m，桩顶高1655.348m，采用C25混凝土护壁，不考虑地下水，γ=9.8ρ＝1.82*9.8=17.84KN/m3。

最大护壁深=29.2-（1659.06-1655.348）=25.488m

无地下水时最深段的总压力为P=rHtg2（45-φ/2）

=17.84*25.488*tg2（45-18/2）

=240.02KN/m2

用C25混凝土，fc=25*0.67=16.75MPa，桩径D=150cm，则混凝土的护壁厚度为t=kpD/（2fc）

=1.65*240.02*150/（2*16.75*103）

=1.8cm

（2）.本段内墩桩基桩径190cm，覆盖厚度为27.80m，地面高程为1658.64m，桩顶高1654.35m，不考虑地下水。

护壁深=27.8-（1658.64-1654.35）=23.51m

最深段总压力P=rHtg2（45-φ/2）

=17.84*23.51*tg2（45-18/2）

=221.40KN/m2

用C25混凝土，fc=25*0.67=16.75MPa，桩径D=190cm，则混凝土的护壁厚度为t=kpD/（2fc）

=1.65*221.40*190/（2*16.75*103）

=2.1cm

一般护壁最小厚度为8cm，本标段挖孔桩采用15cm，满足施工要求。

为保证施工安全，护壁需配Φ8钢筋，间距30cm。

参考文献

[1]《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

[2]《路桥施工计算手册》

[3]本标段施工设计图