人工挖孔.docx

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人工挖孔

XXX高架桥10#墩桩基施工技术方案

一、工程概况

XXX高架桥中心里程为K52+900，起讫里程为K52+382.400~K53+419.9，全长1037.5m。

荷载等级：

公路-Ⅰ级；桥宽净宽为12.75m。

XXX高架桥的结构形式为：

上部结构分两联：

第一联66m+3×110m+66m刚构连续组合梁，第二联66m+4×110m+66m刚构连续组合梁桥；下部结构：

0号桥台采用柱式台配2根D180桩基础，11号桥台采用重力式桥台配扩大基础，1号桥墩采用实体墩配6根D180桩基础，10号桥墩原设计采用实体墩配9根D180桩基础，2~4、6~9号桥墩采用双肢薄壁空心墩配12根D180桩基础，5号过渡墩采用单肢薄壁空心墩配9根D180桩基础。

XXX高架10#墩中心里程为K53+351，原设计采用实体墩配9根D180桩基础，共18根桩基，桩长在36~59m之间；变更后采用实体墩配4根D300桩基础，共8根桩基，桩长为59m；XXX高架桥10#墩桩基数量见《XXX10#墩桩长数量表1-1》本桥10#墩桩基全部采用嵌岩桩，要求桩基础嵌入弱风化层新鲜基岩深度不小于设计深度，并奠基在较完整的的岩面上，采用人工开挖成孔，用导管法灌注桩基砼成桩的方法施工。

二、施工进度计划

10#墩桩基施工进度计划：

在保证安全与质量的情况下，力争进度，确保工期。

本桥10#墩变更后有8根桩基，直径为3m，桩基施工采用爆破开挖成孔；计划进场16个开挖班组，2010年5月1日~6月30日人工爆破开挖出施工平台，平台标高为承台底标高。

7月1日集中力量施工左幅、右幅桩基，8根桩同时施工，10-1-1、10-1-3、10-2-2、10-2-4先行开挖10m后，10-1-2、10-1-4、10-2-1、10-2-3后续跟进，力争在11月31日10#墩桩基施工完成。

施工计划工期184天，起止时间为2010年5月1日～2010年11月31日。

具体进度计划安排详见以下《XXX高架桥10#墩桩基工程施工进度计划横道图2-1》

三、施工管理组织架构及主要管理人员配备

1、施工管理组织架构：

项目部主要管理及技术人员是参加过多项高速公路大桥的施工者，具有桥梁施工的管理经验，能完全胜任本项目工作。

由十一施工队负责施工XXX高架10#墩桩基施工。

施工管理机构图3-1

2、主要管理人员配备表

现场主要人员配备表3-2

序号

职务

姓名

年龄

性别

职称

备注

1

项目经理

XX

49

男

高级工程师

2

项目总工程师

XX

45

男

高级工程师

3

施工队长

XX

34

男

工程师

4

质检工程师

XX

36

男

工程师

5

测量主管

XX

32

男

工程师

6

测量工程师

X

45

男

工程师

7

试验工程师

XX

33

男

工程师

7

机械工程师

XX

49

男

工程师

8

安全工程师

XX

52

男

工程师

9

桥梁工程师

XX

39

男

技术员

10

测量员

XX

25

男

技术员

四、施工队伍安排及机械设备配置

1、施工队伍配置

本桥由十一队负责施工，下设16个开挖班，一个钢筋安制班，一个机械班。

各类专业技术人员、质检人员和管理人员按“现场主要管理人员表”所列名单按时进场到位。

劳动力依据项目的实施和施工进度计划实行动态管理。

各工期的劳动力配置详见“劳动力配置表”。

劳动力配置表4-1

2、主要机械设备配置

主要机械设备配置表4-2

序号

机械名称

规格型号

单位

数量

备注

1

挖掘机

PC220

台

1

2

装载机

ZL-50型

台

1

3

自卸汽车

10m3

台

6

4

洒水车

5t

台

1

5

发电机组

500KW

台

1

6

变压器

1250KVA

套

2

7

空压机

3.5/5

台

9

开山牌

8

风镐

B47

台

18

9

风钻

YTP28

台

12

10

砼搅拌站

50m3/h

套

1

11

潜水泵

QY10-35-2.2

台

10

12

井泵

台

2

13

砼运输罐车

8m3

台

3

14

游动绞车及吊笼

JYD-3B

台

8

15

钢筋切断机

GT－40

台

1

16

钢筋弯曲机

WJ－4

台

1

17

直流弧焊机

AB－400

台

1

18

交流弧焊机

BX－300

台

4

19

钢筋调直机

GTF－21

台

1

20

汽车吊

35t

台

1

21

鼓风机

LK-802

台

12

22

气体检测仪

KP826

台

2

23

镦粗机

ZFD32、40型

台

1

24

绞丝机

ZFJ40型

台

1

测量、试验仪器设备配备表4-3

序号

仪器设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

全站仪

尼康552c，532c

尼康532c

台

1+1

2

自动安平水准仪

索佳C32Ⅱ

台

4

3

液压力万能材料试验机

WE-1000

台

1

4

液压式压力试验机

NY-2000D

台

1

5

混凝土搅拌机

50L

台

1

6

回弹仪

台

2

7

坍落度测定仪

台

2

8

磅秤

60kg/5g

台

1

9

标准养护箱

YH-20B

台

1

10

砼抗压试模

150×150×150

组

30

11

台秤

15kg/5g

台

1

12

脱模器

5T

台

1

13

调温调湿养护箱

台

1

14

砂石标准筛

φ200

台

1

15

摇筛机

台

1

16

针片状试验机

套

2

17

压碎值测定模

φ150

套

2

18

视比重测定仪

套

2

19

气温计

支

1

20

水质监测仪

个

2

21

粉尘监测仪

个

2

22

温湿度测定仪

个

2

23

运红外温度计

台

3

24

应变式温度计

个

6

五、施工准备

1、技术准备

（1）组织图纸自审和会审，充分了解工程整体情况和设计意图，及时发现问题与设计部门交流解决，深入现场进行详细的调查，编制10#墩桩基施工方案及关键工序、特殊工序的作业指导书，并按ISO9001标准及公司程序文件的要求对特殊工序进行审定。

（2）项目技术负责人、技术员应悉设计文件和有关合同文件，准备各种所需施工及验收规范、规程、质量评定标准、标准图集及各种记录表格。

（3）进行技术交底，程序为：

项目总工→项目专业工程师→施工队长→班组长，10#墩桩基技术交底以书面形式表达到施工班组，班组长在接受交底后，认真贯彻施工意图。

安全技术交底应随同任务单一起下达到班组。

（4）依据审定后的施工图及说明书、施工方案及有关的文件和资料进行施工。

（5）各种原材料的标准试验，钢筋的工艺试验、砼的配合比试验应在开工前由具有国家规定相应资质的试验室进行试验并出具书面报告。

（6）10#墩桩基变更后还没有工程地质勘察报告，提前审报超前钻，及时地收到超前钻工程地质报告，以便指导施工。

2、物质准备

对用于工程中的所有材料（包括水泥、钢筋、河砂、碎石等）在开工之前均需检验合格后方能使用。

混凝土配合比均需提前作好准备。

各种原材料及机械设备根据工程量及施工进度计划安排提前一个月报物资部和机械部统一采购或者租赁。

3、便道修建

XXX高架桥施工现场所处位置交通条件较好。

新216省道平行于XXX高架桥，距本桥大约1公里。

XXX村有一条老216省道与新216省道相连，并从XXX高架桥9#与10#墩之间经过。

在XXX高架桥左侧沿桥向在红线外修一条6米宽的施工便道，并与XXX村原有老216省道连接，根据需要每100～200m设置会车台，会车台长20m，宽3m。

所有的进场施工便道设置排水沟，必须保证施工便道排水畅通。

该施工便道作为人员、机械、材料的运输通道。

确保施工材料机械的及时到位。

有一条季节性的河流从7#～8#墩之间穿过，河流宽26米。

该处设一座宽5米、3跨、跨度为15米的钢便桥。

以确保便道的畅通。

在路基红线范围内，沿线路方向靠近左侧修一条6米宽的施工便道至11#桥台，并与S216省道连接，根据需要每100～200m设置会车台，会车台长20m，宽3m。

在K53+390处修一条之字形便道至10#墩承台处，所有的进场施工便道设置排水沟，必须保证施工便道排水畅通，该施工便道作为人员、机械、材料的运输通道。

确保施工材料机械及时到位。

叉路口设指路牌、安全标识牌，由专人看守。

4、水、电供应

项目部及施工队的饮用水：

挖井由潜水泵抽入水池经由输水管到各用水点，并在各个用水点砌筑蓄水池以保证用水需要。

施工用水主要取河道内水作为施工用水。

施工用电：

从9#墩附近1250KVA变压器接至10#墩，另配500KVA发电机一台作为备用电源。

5、旧S216省道改道

在10#墩施工前，先将旧S216省道进行改道，改道后道路布置情况详见《XXX高架桥便道布置图》，新建道路采用30cm片石+2cm厚碎石，个别地方根据实际情况加大片石回填厚度，道路宽12m，能满足当地的运输要求。

5、搅拌站设置

在XXX高架桥左侧8#和9#墩之间设一个拌和楼，拌和楼为2台50m3/h搅和机，占地大约16亩。

砼的运输主要靠砼运输罐车及砼输送泵，根据10#墩具体情况，采用砼输送泵的输送方式将砼输送至施工部位。

开工之前及早协商办理红线外土地租用手续；清表，平整场地，修筑便道。

6、施工平台、防护墙及防护网施工

K53+360~K53+400陡峭岩壁处发育的呈欠稳定巨大块体在外力作用下，掉落时会对民房产生撞击，从而危及行车、行人和村民的安全。

另外，岩壁上沿节理、裂隙易发生碎块掉落，对施工安全不利。

因此，在桩基施工前，应对陡峭岩壁上分布松散块体予以清除。

10#墩承台桩基处，岩堆发育，部分松散块石在雨水冲刷及外力作用下，存在向山坡脚滚落可能，从而危及旧S216省道行车、行人的安全，因此，应先清除存在可能滚落的块石，采用措施予以加固后，再进行施工。

10#墩附近有村民居住，施工过程中应采取一定的措施保障村民的生命财产安全。

施工平台、防护墙及防护网：

施工前，在K53+320~K53+344段（距离承台1米），人工清除场内杂物、树根及岩石间松散粘土，人工立模，混凝土采用砼输送车配砼输送泵将砼输送至施工部位，人工振捣，人工洒水养护。

平台顶标高为承台底标高，并在施工平台上预埋钢筋，施工平台采用混凝土为C25。

施工平台施工完，再施工防护墙及防护网。

防护墙断面尺寸：

底宽为2m、高为2.5m、顶宽为1m。

在平台上人工立模，混凝土采用砼输送车配砼输送泵将砼输送至施工部位，人工振捣，人工洒水养护，并在防护墙上预留孔，孔间距为0.5m，孔深为0.6m，防护墙采用混凝土为C25。

防护墙施工完后，在预留孔内插入角钢（L75×75×7），角钢长6m，在竖向的角钢上，横向焊接三道角钢，将竖向的角钢连接成为一个整体，并在角钢上铺设钢丝网，使防护网能防飞石。

在旧S216省道与改道间沿旧S216省道方向修一座片石砼挡墙，挡墙断面尺寸：

底宽为2.5m、高为2m、顶宽为1m，以防石块滚落，危及旧S216省道上行车、行人以及山坡脚下民房、村民的安全。

六、施工方法

本桥10#桥墩变更后采用实体墩配4根D300桩基础，左、右幅共8根桩基，桩长为59m；10#墩在山坡上，山坡较陡，机械、材料运输困难。

10#墩桩基全部为嵌岩桩。

采用人工爆破开挖成孔，采用导管法灌注桩基砼成桩的方法施工，10#墩桩基施工之前，必须先施工平台，设防护墙和防护网。

1、承台基坑开挖及边坡危石处理

（1）施工平台、防护墙、防护网和旧S216省道与改道间挡墙施工完后，开始开挖承台基坑。

首先测量放出承台开挖轮廓线。

原地面用风钻凿孔眼，采用浅孔松动爆破，人工整平，开挖成机械、人员行走自如的工作平台，平台的尺寸比承台大1米以上。

孔的位置预先按设计爆破参数测量放出孔位以白石灰标定编号，钻凿顺序由内向外顺序进行。

承台周围临时截水沟先行施工，以拦截地表水。

（2）爆破设计原则：

原则采用人工配合机械开挖，如无法利用机械开挖，则才采用浅孔松动爆破；

（3）浅孔爆破设计，采用手持式YTP28风动凿岩机钻孔，孔径42mm，孔深1.5m，根据承台开挖深度分二个台阶进行爆破，基坑边坡采用预裂爆破。

主炮孔为垂直孔，边坡预裂孔与承台开挖边坡坡率相同。

1）主爆孔爆破参数设计

以台阶高度H=1.5m、底板抵抗线Wp=1.0m

超钻深度h=0.2× Wp，取h=0.2m 

炮孔间距a=1.2×Wp，取a=1.2m

炮孔排距b=0.84×a，取b=1.0m

单位用药量灰岩取q=0.200kg/m3，则炮孔单孔装药量为：

Q=qWpaH=0.200×1.0×1.2×1.5=0.360kg，取Q=0.360kg

2）预裂孔爆破参数设计

钻孔间距取a=0.4m

孔深H=（1.7+0.2）×1.04（按1:

0.3边坡率计）=2m（注：

增加的0.2m为预裂爆破超深）

线装药密度q′=250～350g/m,取q′=260g/m，则预裂孔的单孔装药量为：

Q=260×2=0.52g，装药量取0.52kg。

3）装药与堵塞

主爆孔采用φ32mm药卷装药，炸药为二号岩石硝铵炸药，预裂孔采用φ22mm药卷进行不偶合间隔装药。

为克服孔底部位岩石的夹制作用，增强孔底药包，根据底部岩质及抵抗线大小，在底部加强段的线装药密度可为设计值的1～3倍。

预裂孔的堵塞长度取为0.5m。

在施工过程中，根据具体情况酌情修改爆破参数，爆破时必须覆盖，防止飞石。

4）起爆网路

采用塑料导爆管——非电毫秒雷管进行多排孔内微差爆破，采8#火雷管起爆。

承台基坑周围为陡峭岩壁，从上至下人工清理坡面松散块石，坡面突出的大岩石和与坡体分离的危石采用爆破清除，使坡面大体平整、顺直。

爆破采用松动爆破，控制装药量，防止有飞石。

石碴采用人工配合机械装运，运至弃土场。

待承台周围陡峭岩壁的危石清除后，对坡面进行喷锚加固。

采用4m长φ22砂浆锚杆再挂20×20cmφ8钢筋网防护，锚杆呈梅花型布置，间距为100cm×100cm，为了使锚杆具有最佳效果，施工时可适当调整锚杆方向，使之与岩层面具有最大交角，喷10cm厚C25混凝土。

1、挖孔桩施工方案

桥梁挖孔灌注桩采用人工以风镐、风钻，辅助适当的爆破开挖成孔，配以简单提升机具设备，成孔后灌注混凝土成桩。

挖孔桩施工工艺流程见图9所示。

挖孔桩挖孔施工程序见图10所示。

图9挖孔灌注桩施工工艺流程图

图10挖孔桩挖孔施工程序图

⑴施工准备

平整场地，清除坡面危石浮土。

施工现场的出碴路线应畅通，满足环保要求。

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，桩位放样示意图如下图11所示。

图11桩位放样示意图

现场四周做好排水系统，孔口四周挖排水沟，及时排除地表水以免深入孔内。

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，布置好出渣道路，合理堆放材料和机具，使其不增加孔壁压力、不影响施工。

技术人员按桩位编号，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报监理检查签证。

护壁模板分节的高度为0.5～1m。

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。

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20～30cm，防止土、石、杂物滚入孔内伤人。

⑵人工挖孔施工

本桥挖孔灌注桩地质情况自上而下依次为粉质粘土、强风化泥岩或砂岩、中风化砂岩，挖孔过程有微量地下水。

粉质粘土层采用人工挖掘，强风化泥岩或砂岩层采用风镐挖掘，中风化砂岩层采用浅孔松动爆破，卷扬机提升孔碴方式进行施工。

粉质粘土层和强风化泥岩或砂岩层挖孔均施工混凝土护壁，有地下水时采用潜水泵抽水。

挖孔工人必须配有安全帽、安全绳。

提取土石碴的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具，应经常检查。

孔口锁口高出地面30cm，防止土、石等杂物落入孔内伤人。

挖孔工作暂停时，孔口采用钢筋网罩盖。

挖孔时如孔内有水，则采用机械排水。

挖孔时，当挖孔深度大于10m时，采用机械通风的方式向孔内输送新鲜空气，保证井下施工人员的安全。

①挖掘方法

位于无水或极少量水地层的桩基，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，人工清渣掘进，通过小型慢速卷扬机提升设备将渣石吊运出井，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。

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，可采用爆破方法开挖。

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，孔内必须通风排烟15min并经检查无有害气体后，方可继续下孔作业。

a、爆破技术设计

由于人工挖孔桩入岩爆破施工时，自由面狭小、作业面较深、岩石的夹制力较大，中风化层以上地段成孔时，受流沙、流泥的影响，有些地段护壁质量较差抗震能力小。

所以孔桩入岩爆破采用小直径浅孔微差爆破。

钻孔方法：

采用机械钻孔，钻孔设备采用手持式风动凿岩机。

爆破方法：

了解岩层性状、节理、走向和地下水情况，确定所需钻孔参数、钻孔分布和爆破程序。

钻孔参数的确定：

桩基入岩爆破参数不同于自由面大的隧道爆破参数，但可参照矿山竖井开拓时的一些爆破参数。

其实际值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、内聚力、裂隙性、特别是岩石的变形性及其动力特性、以及所用炸药的性能来确定。

（a）单位用药量系数

孔桩入岩爆破的岩石为中风化砂岩，孔桩直径为Ф1.2-2.0m，周边对所爆破岩石的约束力大。

根据我单位施工经验，得出单位用药量系数K如下表：

岩石类别岩石坚固性系数（f）单位用药量系数（g/m3）

强-中风化4-61200-1600

中风化6-71600-2000

中-微风化7-82000-2400

微风化8-102400-3000

（b）炮眼间距

孔桩入岩采用手持式气动凿岩机钻眼，炮眼直径d=32-42mm，即a=（15-20）d，a=500-800mm。

（c）炮眼深度与循环进尺

在小直径孔桩入岩爆破中，岩石的周边夹制力大，炮眼利用率低。

一般炮眼深度L取孔桩直径D的0.6-0.8倍，即L=（0.6-0.8）D。

其中掏槽眼应比周边眼加深100-200mm。

孔桩爆破炮眼利用率η一般可以达到85-95%，则循环进尺Lˊ=ηL=（0.85-0.95）L。

（d）炮眼布置

在小直径孔桩爆破中，工作面通常按掏槽眼3-4个，周边眼7-13个。

其中掏槽眼按照锥形布置，倾角10-15°；周边眼多用垂直眼，距孔桩护壁100-200mm均匀布置，但遇上有扩大头的孔桩，则周边应比扩大头倾角小5-10°，以保证扩大头围岩的稳定性及避免超挖。

（e）装药量计算

每循环进尺所需用药量Q=K*0.7854*L*D2

式中：

Q——每循环进尺用药量（g）

K——单位用药量系数，见表1（g/m3）

D——孔桩掘进直径，（m）

L——炮眼的平均深度，（m）

单孔理论装药量q

q=Q/N

式中：

q——单孔理论装药量（g）

Q——每循环进尺用药量（g）

N——工作面炮眼数量，（个）

（f）装药量的分配

一般情况下，掏槽眼的药量qt比周边眼药量qb多装20-25%

qt=（1.2-1.25）q

qb=（0.85-0.95）q

式中：

qt——掏槽眼装药量，（g）

qb——周边眼装药量，（g）

根据岩层特性，通过计算确定1.8m直径挖孔桩爆破参数如下：

孔径：

32-42mm，孔距：

500-800mm，孔深：

1.0-1.3m。

每m3用药量15kg左右。

炮孔布置及爆破程序：

沿护壁四周400-600mm打一圈垂直炮孔，再由孔桩中心向护壁方向打斜孔，如下图12所示。

图12炮眼布置图

b、爆破器材

炸药采用2#岩石硝铵炸药，周边眼爆破采用专用光爆炸药，有水地段选用防水炸药，雷管采用非电毫秒导爆管。

爆破严格按照爆破作业规定进行，桩孔爆破时，现场其它孔内作业人员必须全部撤离现场。

c、飞石控制

本工程爆破作业时，为防患于未然，对周围建筑物不构成危害，井口采用钢筋网片覆盖，上面堆放砂袋的方法，确保爆破飞石基本都控制在井孔内，不外逸，确保施工安全。

③出碴

于孔口安装半圆形防护罩，安设垂直提升架、起重卷扬机、活底吊土桶及排水、通风、照明等设施，并检查其安全性能。

在使用过程中，施工现场所有设备、设施、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品等必须经常进行检查，确保完好和使用安全。

开挖时由人工逐层用镐、锹进行开挖，挖土顺序为先中间，后周边，开挖土石方由起重卷扬机配吊土桶起吊出孔外，挖孔所出土石方利用自卸汽车外运至指定弃土场。

④混凝土护壁

第一节桩孔开挖完成后，进行锁口、护壁混凝土施工，护壁竖筋用φ6＠200沿周边布置，φ6＠250沿环向布置（详见图13所示）。

护壁混凝土需振捣密实，防止渗漏水，桩孔分段开挖完成后应尽快灌注护壁混凝土，且同段必须一次灌注完毕。

护壁模型采用组合式钢模板，模板用U型卡连接，上、下由两半圆组成的钢圈顶紧，并用桩心点校正模板位置。

护壁混凝土采用C20早强混凝土，现场自行拌制，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。

锁口砼顶面高出现场地面30cm，以防杂物掉入伤人及地表水流入孔桩内。

待第一节孔圈护壁完成以后，重新布设桩心控制点，将孔桩中心点用十字线布设于护壁顶面，标高基点布设于护壁上，并检查复测其准确性和精度。

在挖孔桩成孔过程中，以此为标准来检查其垂直度和几何尺寸。

护壁混凝土强度等级按照设计要求，混凝土坍落度30～50cm，并按照设计要求进行配筋。

设计有护壁钢筋，土方开挖前应开始护壁钢筋的制作，进行钢筋绑扎时，注意竖向钢筋的间距和箍筋的间距竖向钢筋应锚入土层300mm。

绑扎护壁时应注意整节护壁钢筋的位置，以免偏差过大影响模板安装及出现露筋现象。

每挖0.9m左右校核模板，注意孔圈护壁任一方面直径偏差不得大于50mm。

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