人工挖孔桩方案.docx
《人工挖孔桩方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人工挖孔桩方案.docx（57页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
人工挖孔桩方案
至高速公路
建始至段土建工程JETJ-5标
人工挖孔桩专项施工方案
第二航务工程局
建恩高速公路第五标段项目经理部
二○一六年五月
第一章编制依据
（1）《至高速公路建始（陇里）至（罗针田）段第TJ-5标段两阶段施工图设计》
（2）《至高速公路建始至段土建工程招投标文件》
（3）《省高速公路建设标准化指南》
（4）《公路工程质量检验评定标准（第一册土建工程）》（JTGF80/1-2004）
（5）《公路桥涵施工技术规》JTGTF50-2011
（6）《爆破安全规程》（GB6722-2003）
（7）宣鹤高速公路文件《关于做好人工挖孔桩施工安全管理的通知》（鄂宣鹤质安【2016】第18号）
（8）《建恩高速公路第五标段二航局项目经理部路基与孔桩开挖石方爆破设计》
（9）其它相关标准、规程和文件。
第二章工程概况
2.1工程地理位置
本标段一期土建工程路线起点接建恩TJ-4标周家湾隧道出口，桩号YK97+875（ZK97+847.9），设龙凤坝互通与G209衔接，路线向南经徐家湾、小龙潭，设清江河大桥跨过清江河，线路上跨G318后设虎岔口互通与G318衔接，再设小龙洞2号大桥下穿宜万铁路，在何功伟设停车区，最后经方家坝、松树坪与建恩3标相接，桩号K111+640，路线全长13.79km。
2.2施工自然环境
2.2.1地形地貌、地质条件
项目区地处鄂西南北部褶皱山地，山脉走向与地形地貌特征严格受地域性构造控制，总体趋势是西北及东南高，北东、西南及中部低。
本合同段地貌类型属构造剥蚀侵（溶）蚀低山-丘陵地貌区。
徐家湾大桥—龙凤坝互通—九盘沟大桥段及龙凤坝连接线路基段（K97+900-K99+600）出露地层为泥盆系上统黄家磴组与中统云台观组、志留系上统纱帽群、罗若坪组粉砂质页岩、页岩、细砂岩、石英砂岩、硅质炭质页岩夹少量灰岩。
邓家沟大桥—清江特大桥—虎岔口分离—宜万铁路下穿路基段（K99+600-K106+600）出露地层为奥系下统南津关组灰岩夹页岩、寒武系上统白云质灰岩、白云岩及少量页岩。
何功伟—方家坝大桥—小场坝大桥（终点）路基段（K106+600-K111+640）出露地层为白垩系上统组（K2z）细砂岩为主，为软岩、极软岩，岩体较破碎-较完整。
部分区域处于盆地边缘部位，白垩系红砂岩和寒武系白云质灰岩、白云岩交接部位。
2.2.2水文
1、地表水
区河流流量变化直接受大气降水影响，洪水期一般在降水量最大的6、7、8月份出现，枯水期出现于冬季。
区可溶岩类碳酸盐岩分布广泛，由于岩溶发育，地表径流匮乏，地下径流通道畅通，排泄条件极好。
路线区地表水系主要为长江一级支流清江水系。
区清江水系支流主要有茶园河、盛竹河、闸木河、马水河、太阳河及部分四级支水系，其大多与地下暗河水系有水力联系，水量较丰富，但基本不通航。
根据区域水文资料，清江流域地下暗河系统约占流域总汇水面积的30-50%。
2、地下水
根据调查区的地层岩性组合特征及其地下水在岩石中的赋存状态，划分为三种地下水类型，即松散岩类孔隙潜水、碳酸盐岩类岩溶水及碎屑岩类孔隙裂隙水。
根据采集的主要河流水样和地下水水样的分析结果，路线区地表水、地下水水质较好，地表水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
2.2.3气象
项目区属亚热带大陆性季风湿润气候区，四季分明，春长于秋，夏长于冬，雨热同季，光照充足，气候温和，雨量充沛，终年湿润。
因地形错综复杂，地势高差悬殊，又呈现出极其明显的气候垂直地域差异，一般有随海拔每升高100m，气温下降0.56-0.66℃的特征。
海拔800m以下低山区年平均气温15.9℃，海拔800-1200m的中低山区年平均气温13.6℃，海拔1200m以上的区年平均气温8.9℃。
温差变化较大的月份为7、8两月，温差变化较大的地区为峡谷盆地区，极端最高气温40.8℃，极端最低气温零下12.7℃。
多年平均日照时数1158.9小时，日照时数在100小时以上的为5-9月，50-100小时的为3月、4月和10月，日照时数小于50小时的为1月、2月、11月和12月。
境降雨充沛，年平均降雨量一般在1300-1700mm，年最大降雨量为2157.2mm（1983年），年最小降雨量为978mm（1988年），每年的1月、2月和12月降雨量最少，一般在30mm以下，最小达9.8mm，最大降雨量为68.6mm；6月和7月降雨量最多，并具降大雨、暴雨的特征，其降雨量一般在200mm左右，月最大降雨量达678.2mm（1983年7月），最小降雨量105.7mm（1988年7月），降雨主要集中在每年的5-8月，降雨量占全年降雨量的65%以上，其次是4月、9月和10月，降雨量占全年的30%以上。
2.2.4地震及区域稳定性
本项目线路所在区属于地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度相当于Ⅵ度，地震反应谱特征周期值为0.35s。
2.2.5交通
标段围有G209、G318、X005及多条乡村道路，施工主便道充分考虑利用现有道路作为施工主便道，适当新修主便道至各个主要施工点。
2.3工程结构形式
1、工程结构形式
根据本标段桥址区地形、地质情况，桥梁桩基础分端承桩（嵌岩桩）和摩擦桩两种。
端承桩（嵌岩桩）按桩底嵌固设计，在桩端岩层满足嵌岩要求的情况下选用，嵌岩深度见2-1图；摩擦桩按照容许单桩轴向受压承载力计算确定桩长。
图2-1桩基嵌岩深度示意图
根据桥梁结构形式，桩基结构尺寸分为：
Φ1.2m、Φ1.5m、Φ1.8m、Φ2.0m、Φ2.2m。
2、工程数量
本标段基桩采用C30钢筋混凝土，共计667根，总长11569m。
具体见表2-2。
表2-2建恩高速公路五标桥梁桩基统计表
桥梁名称
1.2m桩径
1.5m桩径
1.8m桩径
2m桩径
2.2m桩径
桩基类型
总桩长
根数
总桩长
根数
总桩长
根数
总桩长
根数
总桩长
根数
九盘沟大桥
328
16
452
20
282
12
摩擦桩
邓家沟大桥
192
16
48
4
端承桩
家沟大桥
220
16
100
8
端承桩
大湾沟大桥
78
6
166
12
48
2
端承桩
龙凤坝互通徐家湾大桥
56
4
240
17
48
4
100
4
摩擦桩/端承桩
龙凤坝互通主桥
120
8
575
20
64
2
摩擦桩
龙凤坝互通A匝道1#桥
54
3
60
3
摩擦桩
龙凤坝互通A匝道2#桥
390
18
674
26
192
8
摩擦桩
龙凤坝互通浑水河大桥
300
12
488
16
1048
36
128
4
摩擦桩
小龙潭大桥
240
18
端承桩
龙凤坝大桥
278
22
端承桩
响水沟大桥
314
22
96
8
端承桩
虎岔口互通主线1#桥
90
9
端承桩
虎岔口互通主线2#桥
33
3
端承桩
虎岔口互通A匝道
32
4
8
1
端承桩
虎岔口互通B匝道
120
12
端承桩
虎岔口互通D匝道
32
4
8
1
端承桩
虎岔口分离式立交
160
8
端承桩
小龙洞1#大桥
48
4
320
26
64
4
端承桩
小龙洞2#大桥
390
20
234
8
摩擦桩
何功伟大桥
90
6
246
16
摩擦桩/端承桩
方家坝大桥
18
2
1063
84
端承桩
盐水溪大桥
120
8
1114
80
端承桩
总计
574
36
1812
103
6635
416
2224
98
324
14
2.4施工难点和重点
1、复杂的施工环境。
部分桥梁桩基所处地理条件差，山坡陡峭，不利于机械作业；与宜万铁路及G318国道交叉，外部干扰大。
2、挖孔桩安全。
挖孔桩的施工是一项比较古老而又原始的桩基施工方法，因地形和地质水文条件的复杂，施工人员麻痹大意，容易出现质量安全事故。
第三章施工总体部署
3.1施工管理体系
施工管理体系见图3-1。
3.2施工总平面布置
1、办公生活区
项目经理部下设三个工区，负责全线桥梁桩基施工生产。
工区以租用民房为主，并在现场搭建临时房屋，作为施工人员办公生活区。
2、施工道路布置
本工程交通条件较为便利，标段围有G209、G318、X005及多条乡村道路，充分考虑利用现有道路作为施工主便道，适当新修便道至各个主要施工点。
3、施工用水用电
本标段线路水系比较发育，河溪众多，各施工点用水可就近抽取河溪水使用。
本标段高压线路密集通过，各主要施工地点可以方便接引当地电力使用。
4、混凝土拌合站
全线共设置2个砼拌和站，其中1#砼拌合站设置在主线K100+000附近红线外侧，2#砼拌合站设置在主线K107+285附近（停车区）。
5、钢筋模板加工场
根据本标段结构物分布位置设置2个钢筋加工场，负责全线所有构造物的钢筋加工，其中1#钢筋场设置在K100+000主线路基上，2#钢筋场设置在K108+400主线路基上。
钢筋集中加工后，通过平板车运至各个工点。
6、炸药库
本标段设置一个3t炸药库，选择租用市龙凤镇店子槽村石门子组现有炸药库，远离居民区和施工生产生活区，供应本标段全线的爆破工点，由专业民爆公司负责炸药库建设和日常炸药配送、管理工作。
库房建设满足公安部门的相关要求，设置三防系统，确保安全。
7、通讯设施
为确保整个工程管理信息系统有效运行，主要施工人员均有移动联系，并配备对讲机作为施工联络工具。
图3—1人工挖孔桩施工管理体系图
3.3资源配置
1、人员配置
人员配备根据施工技术、进度质量、安全等要求，拟配置的人员见表3-2。
表3-2人员配置一览表
序号
职务
人数
工作容
1
项目经理
1人
全面负责施工生产质量、进度、安全
2
项目书记
1人
负责协调工作
3
项目总工
1人
全面负责施工技术工作
4
项目副经理
4人
负责现场施工生产、进度工作
5
质检人员
5人
负责施工质量管理工作
6
技术人员
6人
负责技术管理工作
7
测量人员
9人
负责测量检测工作
8
试验人员
3人
负责现场试验检测工作
9
安全员
6人
负责现场安全管理工作
10
桥梁桩基施工队
3个
负责现场施工
2、设备配置
为确保工期、质量达到预期目标，结合现场施工安排及施工技术要求，计划投入的主要机械设备见表3-3。
表3-3机械设备配置一览表
序号
机械名称
规格型号
功率或容量
单位
数量
1
空压机
KJ-75
5.5KW
台
10
2
手风钻
YT24
台
20
3
挖掘机
PC220
1.2m3
台
3
4
装载机
ZL50
3m3
台
3
5
自卸汽车
15t
台
6
6
汽车吊
QY25
25t
台
3
7
平板车
台
3
8
砼运输罐车
8m3
台
6
9
潜水泵
1.5kw
台
30
10
弯曲机
台
8
11
切断机
台
6
12
电焊机
BX1-500
500W
台
10
13
通风机
台
10
14
插入式振动棒
ZX50
台
20
15
卷扬机
台
40
16
手推人力车
辆
40
3、施工材料需求
本标段紧邻市城区，G209、G318、X005均从辖区穿过，交通便利。
根据项目总体施工进度计划组织材料进场，施工材料需求见表3-4。
表3-4施工材料需求一览表
序号
材料名称
技术规格
单位
数量
备注
1
钢筋
HPB300
吨
286.4
2
钢筋
HRB400
吨
2915.4
3
水泥
P.042.5
吨
13222.6
4
外加剂
减水剂
吨
105.8
5
碎石
5-31.5mm
吨
34959.2
6
砂
0-5mm
吨
25316.4
3.4施工进度计划
桩基施工安排总体思路：
根据本项目具体施工容、工程结构组成、现场实际情况、预制T梁架设顺序及工期要求，并充分考虑合同总工期及阶段性工期要求，本合同段人工挖孔桩工程分为三个施工区段平行进行（三个工区），各个区段任务随实际完成情况进行动态调整，以满足总工期的实现。
桥梁桩基施工具体进度计划见图3-5。
图3-5桥梁桩基施工进度计划横道图
序号
施工时间施工部位
2016年
2017年
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
1
邓家沟大桥
2
家沟大桥
3
大湾沟大桥
4
小龙潭大桥
5
九盘沟大桥
6
龙凤坝互通主线桥
7
徐家湾大桥
8
浑水河大桥
9
龙凤坝互通A匝道2号桥
10
龙凤坝互通A匝道1号桥
11
龙凤坝大桥
12
响水沟大桥
13
虎岔口互通主线2号桥
14
虎岔口互通主线1号桥
15
虎岔口分离式立交桥
16
虎岔口互通A匝道桥
17
虎岔口互通B匝道桥
18
虎岔口互通D匝道桥
19
方家坝大桥
20
盐水溪大桥
21
何功伟大桥
22
小龙洞2号桥
23
小龙洞1号桥
第四章施工方法
在山区地理条件下，人工挖孔桩不需要大型机械设备，施工操作工艺简单，因此被广泛应用于大直径灌注桩施工。
结合本项目实际情况，选用人工挖孔灌注桩施工工艺。
4.1施工准备
4.1.1施工技术准备
1、测量准备
①测量人员及设备进场后，会同设计、监理进行施工现场交桩，并进行控制点加固保护。
②工程开工前，对设计提供的导线、水准点进行复测，并报监理验收。
③要据工程施工的需要，适当加密导线、水准点，联测满足精度要求后报监理验收。
2、试验准备
①根据施工需要，会同物资部门调查确定合格的材料供应商。
②按设计要求，作相关原材料检验、砼配合比试配及报验工作。
3、技术准备
①进场后，组织技术人员熟悉图纸，进行图纸会审，并参加设计交底会。
②根据设计文件和工程特点，编制施工组织设计、作业指导书，并建立质量目标、质量体系和质量计划。
③施工前，对全体施工人员进行全面的技术交底。
④为保证桥梁桩基础安全，根据相关规及设计要求，对岩溶区基础补充勘探，岩溶区地质桥梁桩基地质钻探深度为桩长加8米，若遇到溶洞，地质钻探深度为溶洞底加8米。
4.1.2施工现场准备
1、开挖前场地完成三通一平。
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。
2、平整场地，清除坡面危石、浮土，坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护，铲除松软的土层并夯实。
4.2施工工艺流程图
采用人工边开挖、边施工做护壁进行桩孔开挖，预制钢筋笼通过吊车吊装至孔，砼采用集中拌制、串筒入模的施工工艺。
详见图4-1《人工挖孔灌注桩施工工艺流程图》。
图4-1人工挖孔灌注桩施工工艺流程图
4.3施工方法
4.3.1测量定位
在开挖前，根据控制点采用全站仪极坐标法放样，测放每个桩位中心点，并设置护桩。
4.3.2锁扣井圈施工
待挖孔桩开挖完第一节段后设置锁口井圈，井圈顶高出地面线1.0m，防止土、石、杂物或地表水掉入孔。
圈顶通过测量准确测设四个控制点以铁钉做标记，通过这四个控制点校核孔中心位置和垂直度。
4.3.3卷扬机架设
出渣采用卷扬机，安装前对卷扬机的自身运转情况进行全方位检查。
卷扬机必须设有限位器、防脱钩器等装置，并且自刹系统良好，以排除各种安全隐患。
由于该设备比较轻，故施工前必须在尾部加以配重，卷扬机配重采用混凝土预制块，不得用石头堆码。
卷扬机钢丝绳采用6*19、直径6.2mm。
为了避免在施工过程中发生高处坠落、倾覆等事故，特对卷扬机钢丝绳及配重进行计算，确保安全。
1、钢丝绳容许拉力计算
根据作业队施工工作实际及吊桶承载力，吊桶出土的允许最大重量为100KG（含吊桶重量），即1000N。
卷扬机采用6*19类公称抗拉强度1400N/mm2、直径为6.2mm的钢丝绳作业。
钢丝绳允许承受的最大拉力是有一定限度的,超过这个限度,钢丝绳就会被破坏或拉断,因此在工作中需对钢丝绳的受力进行计算。
钢丝绳允许拉力按下列公式计算（《建筑施工手册》）：
[Fg]＝αFg/K
式中[Fg]——钢丝绳的允许拉力（KN）；
Fg——钢丝绳的钢丝破断拉力总和，（KN）按表4-2取用；
α——换算系数，按表4-3取用；
K——钢丝绳的安全系数，按表4-4取用。
表4-26*19钢丝绳的主要数据
直径
钢丝总
断面积
参考
重量
钢丝绳公称抗拉强度（N/mm2）
钢丝绳
钢丝
1400
1550
1700
1850
2000
钢丝破断拉力总和
（mm）
（mm2）
（kg/100m）
（KN）不小于
6.2
0.4
14.32
13.53
20.0
22.1
24.3
26.4
28.6
7.7
0.5
22.37
21.14
31.3
34.6
38.0
41.3
44.7
9.3
0.6
32.22
30.45
45.1
49.9
54.7
59.6
64.4
11.0
0.7
43.85
41.44
61.3
67.9
74.5
81.1
87.7
12.5
0.8
57.27
54.12
80.1
88.7
97.3
105.5
114.5
表4-3钢丝绳破断拉力换算系数
钢丝绳结构
换算系数
6×19
0.85
6×37
0.82
6×61
0.80
表4-4钢丝绳的安全系数
用途
安全系数
用途
安全系数
作缆风
3.5
作吊索、无弯曲时
6-7
用于手动起重设备
4.5
作捆绑吊索
8-10
用于机动起重设备
5-6
用于载人的升降机
14
根据以上公式可得：
[Fg]=0.85×20÷6=2.83KN＞1000N
故挖孔桩施工卷扬机采用6.2mm直径6*19类公称抗拉强度1400N/mm2钢丝绳是安全的。
在使用过程中应经常检查钢丝绳完好情况，如有断丝、磨损应进行报废处理。
2、卷扬机的抗倾覆力计算
为了保障挖孔桩施工中卷扬机不发生倾覆事故，在实际操作中采取用混凝土预制块配重的方法保持卷扬机两端平衡，混凝土预制块重200kg。
图4-5卷扬机示意图
在实际操作中，卷扬机通过定滑轮改变方向从桩孔中提升渣土。
计算式如下：
渣土重量*L1*安全系数=配置*L2。
根据现场实际情况，卷扬机的受力情况即实际重量约100Kg，安全系数根据实际情况取2.0，拟定L1为1.0m，拟定L2为1.2m（L1、L2取值以现场卷扬机实际尺寸为准），配重=100*1.0*2/1.2=167kg＜200kg。
因此，卷扬机混凝土预制块配重200Kg是安全的。
4.3.4挖孔施工
桩基开挖应采取间隔开挖，避免施工时相互影响，保持孔壁土体的稳定。
对于地表及上层多年沉积粉质粘土和全风化岩石由工人用锹、铲等工具直接挖除。
对于中层强风化岩层用风镐开凿挖除。
对于下部弱风化岩层采用风镐开凿困难时，采用小直径浅孔微差爆破施工方法，具体施工如下：
1、挖孔桩石方爆破开挖方案
①桩基入岩后采用自上而下分层开挖爆破方案，多循环小进尺，循环进尺控制在1.0米以。
②采用楔形掏槽，多段孔毫秒延时起爆，起爆顺序为掏槽孔、辅助孔、周边孔，以降低爆破振动、保护桩壁、控制飞石。
③采用毫秒延期导爆管雷管，簇联爆破网路，激发笔起爆的起爆方式。
④井口进行整体覆盖，严防爆破飞石飞出井口造成危害。
2、桩基开挖石方爆破参数设计
①爆破参数设计原则
桥梁桩基开挖石方爆破采用Φ42小直径炮孔，进行浅眼分层爆破。
钻爆参数应根据所爆破的孔桩直径、岩石的物理力学性能、岩石的风化程度、岩石的结构组分、聚力、裂隙性、岩石的变形性以及炸药的性能来确定。
②单位用药量系数
孔桩入岩爆破的岩石为中、弱风化，孔桩直径小，对所爆破岩石的约束力大。
根据对以往类似爆破施工经验，得出单位用药量系数K见表4-6。
表4-6单位用药量系数K表
岩石类别
强—中风化
中风化
中—弱风化
弱风化
岩石坚固性系数f
4--6
6--7
7--8
8--9
单位用药量系数K（g/m³）
1200--1600
1600--2000
2000--2400
2400--3000
说明：
如果孔桩的开挖直径超过2m，在爆破同样岩石的条件下，单位用药量系数K值可
升级会员 