人工挖孔桩专项施工方案.docx
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人工挖孔桩专项施工方案
贵州省紫云至望谟高速公路工程
人工挖孔桩专项施工方案
编制:
审核:
审批:
中冶交通建设集团有限公司
贵州紫望高速公路总承包项目经理部
二零一六年十一月二十日
人工挖孔桩专项施工方案
1施工总体布置
1.1编制依据
（1）《公路桥涵施工技术规范》JTGF50-2011;
（2）《公路工程质量检验评定标准》JTGF80／1-2004；
（3）设计施工图纸及设计技术交底、招标答疑文件及相关文件要求，施工现场布置实际情况、工程特点；
（4）我项目部现场踏勘、调查所获得的有关资料；
（5）我单位拥有的科技工法成果和现有的企业管理水平，劳力、设备技术能力以及长期从事公路建设所积累的丰富的施工经验；
（6）国家、交通部、地方政府有关安全、环境保护、水土保持的法律、规程、规则、条例；
（7）《贵州省紫云至望谟高速公路工程施工总承包部施工组织设计》；
1.2编制原则
（1）根据设计图纸编制桥梁挖孔桩桩基施工计划，并据此配备劳动力、机械设备和材料。
（2）按技术先进可行、安全可靠、经济合理的原则，认真阅读、研究图纸和规范文件，结合对工期、质量、安全、环保等要求及工程实际编制。
（3）采取平行流水作业组织施工，科学合理安排各项施工程序。
（4）坚持专业化施工，安排经验丰富的专业化施工队伍。
（5）坚持高起点、高标准、高质量、高效率，严要求。
强化质量管理，努力实现质量目标。
（6）积极采用新技术，新工艺，新方法，及时解决施工难题，保证施工质量和施工安全，加快施工进度，努力降低施工成本。
（7）认真组织识别施工过程中的环境因素，采取有效措施，控制不力环境影响。
1.3编制目的
为加强人工挖孔桩工程施工项目管理，确保施工进度，防止安全、质量事故发生，明确作业流程、操作要点和相应的工艺标准，指导规范全线人工挖孔桩作业施工。
1.4适用范围
本施工方案适用于贵州省紫云至望谟高速公路K0+000～K48+683范围内的人工挖孔桩工程施工。
2工程概况
2
2.1工程简介
新建贵州省紫云至望谟高速公路工程位于贵州省西南部安顺市和黔西南州境内，是衔接在建惠水至兴仁和望谟至安龙两条高速公路的中间路段，大多桥梁桥位区地形起伏较大，路线纵断较高，交通极为困难。
结合桥位处地形、地质和场地限制等条件，考虑工程施工的安全性、经济性、可行性等，在大型设备进场困难、地下水少及无岩溶带等部分桥梁桩基成孔采用人工挖孔法施工。
2.2沿线自然地理状况
1
2
2.1
2.2
2.2.1地形地貌
项目区位于贵州高原向广西丘陵南倾的斜坡地带，海拔高程520米～1356米，一般高差小于500米；根据地形地貌及地层岩性特征，项目区总体可分为溶蚀峰林谷地地貌区和构造、剥蚀中低山地貌区、河流侵蚀堆积地貌区。
2.2.2地质构造
项目区处于望谟北西向构造变形区，属山字型构造体系。
地质构造多为紧密褶皱构造，背斜、向斜数量较多，地层分布较紧密，呈条带状分布。
线路区地表岩溶、地下岩溶为一般发育-极强发育，岩溶发育在水平上反映为岩溶循构造线呈条带状分布，自河谷向分水岭岩溶由强变弱；其主要形态主要有溶洞、溶蚀、洼地、漏斗、落水洞、暗河等。
2.2.3气象水文
气象条件：
属亚热带湿润季风气候区，夏无酷暑，冬无严寒，雨量充沛。
紫云县年平均气温15.3℃，年平均降水量1337.1毫米，雨季为夏秋两季，降雨量占全年80%以上。
望谟县年平均降水量1222.5毫米，雨热同季。
水文状况：
项目区属珠江流域的北盘江水系、红水河水系，地表河以向南流向为主。
项目区内的地表水主要分布于纳容河、翁道河、喜座河及其支流和山间溪流中，主要受大气降水补给，通过下部透水地层排泄及向上蒸发垂直排泄。
降雨量主要集中于夏季，此期间为汛期，河水水位受降水影响明显，冲沟溪河水位陡涨陡落，流速快。
2.3挖孔桩设计概况
表2.3-1一分部桥梁挖孔桩统计表
桥梁挖孔桩桩基工程数量汇总表
分部
桥梁名称
桩径（m）
根数（根）
最大桩长（m）
备注
一分部
王保桥大桥
1.4
28
28
1.8
10
35
2
8
30
2.2
3
20
紫云南A匝道桥
1.6
2
20
1.8
2
24
紫云南B匝道桥
1.8
2
26
2
4
28
惠兴1号主线桥
1.4
24
13
惠兴2号主线桥
1.4
4
18
紫云西B匝道桥
1.6
2
23
紫云西F匝道桥
1.2
4
30
1.4
4
34
1.6
4
32
1.8
12
38
紫云西G匝道桥
1.2
8
32
1.4
4
38
紫云西M匝道桥
1.2
8
28
1.6
4
22
格凸河互通主线桥
1.4
28
30
幸福中桥
1.4
4
14
下院大桥
1.4
24
15
1.6
12
15
1.8
10
14
摆纳大桥
1.6
4
16
表2.3-2二分部桥梁挖孔桩统计表
桥梁挖孔桩桩基工程数量汇总表
分部
桥梁名称
桩径（m）
根数（根）
最大桩长（m）
备注
二分部
本寨大桥
1.6
4
20
1.8
16
20
2.2
6
25
火花特大桥右线
1.6
28
20
1.8
16
20
2
20
20
2.2
2
20
2.4
A匝道1号桥
1.8
6
20
2
4
22
2.2
2
22
A匝道2号桥
1.8
4
18
2
2
18
B匝道1号桥
1.8
8
20
2
4
23
B匝道2号桥
1.6
8
23
1.8
10
25
2
2
23
表2.3-3三分部桥梁挖孔桩统计表
桥梁挖孔桩桩基工程数量汇总表
分部
桥梁名称
桩径（m）
根数（根）
最大桩长（m）
备注
三分部
卡秋大桥
1.4
18
22
三角田1号大桥
1.2
8
20
1.4
42
25
三角田2号大桥
1.4
18
20
1.6
16
20
三角田3号大桥
1.4
42
22
三角田4号大桥
1.6
4
15
1.8
12
20
拉乌大桥
1.4
20
26
棵鲁大桥
1.6
4
13
1.8
12
17
2
24
17
坡架1号大桥
1.6
40
23
1.8
26
15
坡架2号大桥
1.4
6
20
1.6
16
20
1.8
12
15
牛田1号大桥
1.2
8
18
1.4
28
20
1.6
24
20
牛田2号大桥
1.2
8
14
1.4
50
15
牛田3号大桥
1.4
20
22
表2.3-4四、五、六分部桥梁挖孔桩统计表
桥梁挖孔桩桩基工程数量汇总表
分部
桥梁名称
桩径（m）
根数（根）
最大桩长（m）
备注
四分部
龙塘1号大桥
1.2
4
15
1.4
18
15
1.6
6
17
龙塘2号大桥
1.6
6
12
龙塘3号大桥
1.6
14
12
1.8
6
21
纳林1号大桥
1.4
6
20
1.6
6
20
1.8
8
17
纳林2号大桥
1.6
10
24
1.8
8
18
翁道大桥
1.2
8
24.1
1.6
24
25
1.8
12
21
纳赖大桥
1.6
30
27
1.8
14
25
2
4
14
坎边大桥
1.8
44
43
2
2
22
A匝道2号桥
1.6
2
25
1.8
6
24
五分部
交迈大桥
1.5
21
13
1.6
8
14
喜座河2号大桥
1.6
16
12
六分部
纳羊大桥
2.5
18
20
2.4工期、质量、安全目标
2.3
2.4
2.4.1工期目标
开工日期2016年9月1日，完工日期2018年1月15日
2.4.2质量目标
全部工程均达到国家、交通运输部现行的工程质量验收标准、规定和设计文件要求，建设项目交工主要指标合格率达100%，且每根桩均达到I类桩标准，杜绝Ⅱ、Ⅲ类桩。
2.4.3安全目标
安全目标：
①杜绝重大、较大伤亡事故发生,避免一般事故；②无重大安全责任事故；③人员因施工负伤率小于3‰,重伤率小于0.5‰；④特种设备作业人员持证上岗率100%，重大风险源控制率100%；⑤不得因施工对周边环境、建筑、设施等造成破坏；不得影响交叉道路的交通安全畅通；⑥不发生职业病、中毒事故；⑦无刑事案件发生。
2.4.4环境目标和指标
①施工扬尘、有毒有害气体及固体排放控制在国家排放标准以内；②施工污水排放控制在沿线地方各市排放标准以内；③环境敏感地区施工现场场界噪声达标排放；④能源、原材料消耗控制在计划以内；⑤环境事故责任为零；⑥无重大环境污染事故。
3施工准备
3
3.1技术准备
3
3.1
3.1.1测量准备
用全站仪测量出各桩基中心精确位置（由测量员完成），埋设中心桩，以中心桩为圆心，孔位应比孔径大20～40cm，护壁可根据地质情况，覆盖层采用钢筋混凝土护壁（护壁厚度为20cm），强风化岩层可采用素混凝土护壁（护壁厚度为10～20cm），中风化根据石质情况可不护壁，开挖直径为桩基内径加上护壁厚度。
桩顶锁口及顶节护壁混凝土采用与桩基同标号的混凝土浇筑。
在浇注好第一节护壁后，将十字护桩中线标定在锁扣混凝土护壁上，方便经常检查较核开挖桩孔中心，并用水准仪在第一节护壁上测出绝对标高以做为孔深量测，孔深量测可用专用测量绳测量。
表3.1-1投入本工程的主要测试仪器配备表
序号
仪器设备名称
型号
数量
测试项目用途
1
GPS
18
平面定位
2
全站仪
6
平面定位
3
水准仪
26
高程
4
钢尺
6
量尺
5
钢筋探笼
6
垂直度及桩径
6
吊锤
36
垂直度
3.1.2试验准备
（1）进场所用水泥、钢筋、外加剂等须有出厂合格证书，并取样检测。
（2）石子、砂等地材使用前须取样检测。
（3）混凝土应有符合要求的配合比，由工地试验室先试配，驻地办、中心试验室验证合格后才能使用。
（4）对端承桩成孔后需对孔底做钎探试验，钎探是否有岩溶，且孔底承载力是否符合设计要求。
（5）在灌注混凝土之前，需要在被检测的工程桩内预先埋入检测用的声测管，约14天砼龄期或至少达到设计强度的70%后开始检测。
3.1.3现场准备
（1）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。
（2）井口四周围栏防护，并悬挂明显标志，井口护壁混凝土高出地面不小于60cm，防止土、石滚入孔内伤人；锁口四周1m范围内地面采用厚度不小于10cm的C25混凝土硬化；挖孔暂停或人不在井下作业时，孔口要加盖；孔口四周挖好排水沟，及时排除地表水，搭好孔口遮挡雨棚，安装提升设备，修好出渣道路。
图3.1井口围栏防护图3.2孔口加盖
（3）临时用电布置，现场所有临时用电需采用绝缘阻燃式电缆，需符合《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2012的相关要求，现场需布设明显的安全警示标牌。
（4）现场所有作业人员需做好防护措施，需穿防护服、防滑鞋、佩戴安全帽等，井下人员在上下井过程中需系安全带，并采用安全软爬梯，防止坠落；井口作业人员需系安全带。
3.1.4机械准备
确保桩基工程的施工进度和质量标准，根据工程特点和工期要求，施工中计划投入的施工机械包括：
钢筋加工、运输、吊装机械、施工辅助机械、砼浇筑机械等，并考虑设备的完好率和其他不可见因素影响，增加足够备用量，机械及设备配置如下表所示。
表3.1-2主要施工设备选择
序号
设备名称
单位
数量
状态
用于施工部位
1
挖掘机
台
18
良好
桥梁
2
装载机
台
6
良好
桥梁
3
挖孔设备
套
36
良好
桥梁
4
砼输运输车
台
48
良好
桥梁
5
汽车式起重机
台
6
良好
桥梁
6
鼓风机
台
40
良好
桥梁
7
慢速卷扬机
台
36
良好
桥梁
8
套丝机
台
6
良好
桥梁
9
钢筋切断机
台
6
良好
桥梁
10
钢筋调直机
台
6
良好
桥梁
11
钢筋弯曲机
台
12
良好
桥梁
12
插入式振捣棒
台
36
良好
桥梁
3.2临时排水
在挖孔桩施工期间，为防止雨水流入孔内造成淤积，根据现场实际情况及时修建临时排水设施，以保持施工现场场地处于良好的排水状态。
各施工作业层面要保持2%~4%的排水横坡，层面不得有积水，并采取措施防止水流进入孔内。
3.3作业队伍和管理人员的准备
1）总承包部管理人员拟编制35人，下设6个分部，各分部管理人员拟编制40人，随工程进展管理人员陆续到位，实施项目全过程管理。
2）一分部共设置2个桥梁桩基施工队，二分部共设置3个桥梁桩基施工队，三分部共设置3个桥梁桩基施工队，四分部共设置3个桥梁桩基施工队，五分部共设置2个桥梁桩基施工队，六分部共设置2个桥梁桩基施工队。
3）作业队伍人员要求：
（1）作业人员必须有相关挖孔桩施工经验，身体健康，进入施工前必须接受安全教育培训。
（2）有精神病史、高血压、癫痫病、关节病等作业人员不得参与人工挖孔桩施工。
（3）年龄大于55周岁的人员不得下井作业。
（4）技术管理人员和安全管理人员必须对施工人员做好技术和安全交底工作，要求施工人员对交底内容进行签字并保留存档，未接受交底人员不得参与施工作业。
每天作业时，管理人员要召开班前安全交底会，班后安全总结会。
3.4劳动力需求计划
计划同一墩台的人工挖孔桩分一个小组作业，每小组分别负责4个桩孔挖孔作业，即：
在一个桩孔护壁未拆模时，开挖另一桩孔，如此循环流水作业，每孔每组3人，井下1人，井上2人（1人使用电动绞绳架，1人指挥及出渣），轮流下井。
钢筋加工在钢筋加工场统一加工，运输至现场吊装就位，制作8人，现场吊装4人，每工班共需12人。
另配备1个由5人组成的砼灌注工班。
3.5物资准备
1）根据施工组织设计及施工进度计划制定详细的季度、月度用料计划，对钢材、水泥等需求量大及紧缺材料提前备料。
钢材、水泥提前半个月采购到位，砂石料备足7天用量，提前两个月做好需求计划，并派专人组织联系。
2）针对公司、甲供材料以外的自购材料，因对当地物资市场及物资资源进行全面调查，在充分调查的基础上，选择有较强供应能力且所供物资质量符合施工设计要求的供应商报监理、项目公司、审核合格后进行采购。
主体工程所采用的砂、碎石、钢材等材料要按时按规定频率抽检，满足要求后方可使用。
3）本着“合理组织、满足施工、减少库存”的原则，在考虑汛期等可能延误供货的因素，做好材料供应计划。
4人工挖孔桩施工方案
4
4.1平整场地
开挖前，将桩基周围的浮土、一切不安全因素必须清除。
平整场地要因地制宜，挖孔桩孔口周围1.5m范围内的平台应进行环形硬化，孔口不得堆集土渣、机具及杂物，严禁随意乱倒土石方，桩孔四周应做好临时防护栏杆，高1.2m，（由钢管加工制作，并涂刷黑黄油漆）和明显的安全警示牌。
4.2测量放线定位
项目测量队复核桩位坐标，经测量监理工程师复核，满足要求后，定出各桩位中心点，每节护壁做好以后，必须将桩位十字轴线和标高测设在护臂的上口，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垂直度，随之进行修查，井深必须以基准点为依据，逐节进行引测，保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。
4.3浇筑孔口，布置出碴道路
开挖前复核十字线护桩位置并加固，施工过程中禁止碰撞，使其能保留至灌注完成。
开挖至原地面以下2米范围内时应立即施工锁口，锁口用C30混凝土浇筑完成，锁口应牢固并且高出原地面30cm，四周应挖排水沟，做好排水系统，及时排除地表水。
桩基施工完成后保留锁口结构，作为立柱或系梁施工场地硬化的组成部分。
锁口直径大于桩径120cm，厚度40cm，纵向布置φ12钢筋，水平方向布置φ8钢筋，间距均为20cm。
4.4安装提升设备
根据施工需要，采用配置自动卡紧保险装置的卷扬机作为提升设备，安装提升设备时，首先要考虑到进料出碴方便灵活，拆装容易，必须注意到吊斗容量与起重能力的适应，起重安全系数大于3。
挂钩及吊斗活门要既牢固又安全。
人员上下设绳梯与安全绳，卷扬机应高出井口约60～80cm为宜。
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.4.1提升设备荷载计算
（1）桶的直径45cm，高55cm，自重m1=18kg。
（2）桶的体积V=3.14×0.2252×0.55=0.087m3
桶内石头重量按照最大重量碎石计算：
碎石头密度为1550kg/m3，重量：
m2=0.087×1550kg=134.85kg
M=m1+m2=152.85kg（G=mg自重1.4979KN）
（3）电机自重36kgG=mg自重0.3528KN
1
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
2.4.5
2.4.5.1钢丝绳拉力计算
（1）直径6毫米，面积3*3*3.14=28.26mm2，承受拉力约为28.26*65=1836.9kg
公式f=ks
k为每平方毫米承受的拉力
s为截面积
钢丝绳起重的安全系数为5。
1836.9kg>188.85kg×5=944.25kg，钢丝绳满足要求。
2.4.5.2配重要求
提升机尾部采用长1.2m，宽0.6m，高0.2m钢筋网框，放C30混凝土块（每方2450kg），配重M=1.2m×0.6m×0.2m×2450kg=352.8kg
矩形管40x80x3.5每延米重量6.21kg。
槽钢50x37x4.5每延米重量5.44kg
矩形管：
6.21kg/m×1.9m=11.799kg
槽钢：
5.44kg/m×2m=10.88kg
桶加石渣自重：
152.8kg
尾部自重：
0.8m×3.85kg=3.08kg
电机自重36kg
其他小部件忽略不计，按照最大弯矩考虑：
152.8kg×9.8N/kg×1.38m+（11.799+10.88）kg×9.8N/kg×0.3m=2133.143KN.m<352.8kg×9.8N/kg×1.2m+3.08kg×0.4×9.8N/kg+36kg×0.8×9.8N/kg=4443.242KN.m
2133.143KN.m<4443.242KN.m
力矩满足要求，配重满足要求。
4.5桩基开挖
人工挖孔桩施工作业流程图
挖孔工人必须佩戴安全帽、安全绳。
采用卷扬机起吊出渣，提起土石渣的吊桶、吊钩、钢丝绳等机具必须经常检查，井口安全防护栏应高出地面120cm，防止土、石、杂物落入孔内伤人。
当挖孔工作暂停时，孔口必须罩盖（孔口井盖用螺纹16的钢筋加工而成，钢筋网网口为10cm，长宽为均大于桩基直径30cm为宜）。
挖孔时，需用气体检测仪进行孔内气体检测，如孔内二氧化碳超过0.3%，或孔深超过10m时，需用空压机工作通风，送风量不小于25L/S。
排水采用潜水泵直接排水。
挖孔的顺序视土质及桩孔布置形式而定。
采用跳跃式间隔开挖，当土质紧密时，同一侧的全部桩孔可同时开挖。
挖孔顺序严格按照规范要求错开桩位间隔开挖，并控制爆破用药量和进尺深度且距离桩底标高2m范围内不得实施爆破作业（使用凿岩机施工），不得影响到自身和相邻桩孔护壁质量，及相邻桩基的成桩质量。
挖孔桩的桩位偏差控制在5cm之内，桩孔的倾斜度＜1%H。
孔径、孔深必须符合设计要求，孔壁不必修成光面（人工挖孔桩护壁露出地面范围，护壁需平整，否则需整修，为保证混凝土外观，采用宝丽板作为模板面板），以增加桩壁摩擦力，坍孔较大时，采用浆砌片石回填。
如孔内或孔底地质情况与设计资料相差较大时，通知设计单位重新验算，确定桩长。
孔底必须平整，无松碴等。
4.4.2土层的开挖方法
土质较软采用人工直接挖孔，混凝土护壁跟进施工。
4.4.3全（强）风化岩层开挖
由于强风化岩层、全风化岩层较厚，为了加快施工进度，采用风镐开挖，混凝土护壁跟进施工。
4.4.4中风化岩层开挖
由于中风化岩石岩质硬，不利于人工开挖，采用浅眼松动爆破法进行开挖。
爆破时要严格控制炸药用量，并在炮眼附近加强支撑和护壁，防止震蹋孔壁，同时混凝土护壁施工要及时跟进。
4.4.5开挖要求
挖孔顺序严格按照规范要求错开桩位间隔开挖，并控制爆破用药量和进尺深度且距离桩底标高2m范围内不得实施爆破作业（使用凿岩机施工），不得影响到自身和相邻桩孔护壁质量，及相邻桩基的成桩质量。
锁口、护壁应严格按照规范要求施工,其混凝土应满足规范要求且不低于桩基混凝土标号，挖孔完成后应检查护壁并修补，保证其完好。
必要时应抽查护壁混凝土的强度。
自身和相邻桩孔护壁质量，及相邻桩基的成桩质量。
4.4.6爆破设计
当挖孔过程中遇到有岩层时，采用挖孔爆破施工。
当爆破施工时，进行专门的爆破设计，采用浅眼松动爆破。
现以南坑大桥Φ1.6m的孔桩进行爆破设计，其它规格的孔桩爆破参数对照调整。
（1）桩径为Φ1.6m的爆破设计参数
Φ1.6m孔桩炮孔布置图
Φ1.6m孔桩剖面图
全断面开挖爆破参数计算表（循环进尺1.0m）
序号
炮孔
名称
炮孔深度（m）
孔数（个）
钻孔角度
单孔装药量（kg）
段装药量（kg）
雷管段别
备注
1
中心孔
1.2
1
不装药
2
掏槽眼
1.2
4
相向向内倾斜
0.4
1.6
1
3
辅助眼
1.0
6
直孔
0.1
0.6
3
距桩中心0.5m
4
周边眼
1.0
14
向轮廓线外偏斜3°
0.1
1.4
5
孔间距0.4～0.5m
合计
4.4
25
3.6
单耗1.1kg/m3
每立方岩石装药量
3.6÷（3.14×1×1）=1.1kg/m3
（2）装药结构与堵塞方式
采用连续装药结构，根据炮孔的部位严格按各自的装药量及雷管段别进行装药。
起爆药包置于孔底，药包的聚能穴向外反向装药，每个炮孔都用黄泥或细沙堵塞，堵塞长度孔口不小于0.3m。
装药与堵塞示意图
（3）起爆网路
孔内选用毫秒导爆管雷管，孔外采用“大把抓”进行分组（每组不大于20发），再将各组并为一束捆扎起爆雷管。
要求每个“扎头”必须将传爆雷管置于中央，每根导爆管排列均匀，捆扎严实，外接击发针和母线，用起爆器充电起爆。
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