倾斜桩基础施工专项方案实例.docx
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倾斜桩基础施工专项方案实例
K1304+312天桥桩基础施工专项方案
一、工程概况
青岛至兰州国家高速公路雷家角（陕甘界）至西峰段高速公路，起点位于甘陕交界的雷家角，即合水县太白镇，终点位于西峰李家寺，路线全长126.56公里，全线按四车道高速公路标准建设，设计时速80km/h，整体式路基宽24.5m。
本标段为LX05标段，路线起点桩号YK1296+100（ZK1295+900），位于蒿嘴铺乡陈家河村，终点桩号K1309+400，位于合水县蒿嘴铺乡蒿嘴铺村，路线全长13.152082km。
K1304+312天桥是我标段唯一的一座天桥，上跨主线路基，北岸以平交道形式与现有国道309线相接，北岸以路基引道形式直接与现有乡村道路连接。
桥型结构形式：
主桥下部结构为钢筋混凝土群桩基础、轻型台，上部结构为1-42.6m的钢筋混凝土下承式板拱桥；桥梁总长48.12m，引道长163.65m。
桥面宽度为：
行车道宽4.5m。
设计荷载为公路一II级。
鉴于拱桥推力较大、桩较长及等因素，后排设置为斜桩，以有效解决拱座的水平推力。
斜桩桩长27米，与地面竖直夹角20°，桩底2米范围内设置扩大头，桩底直径扩大为2米。
因该桩的桩底位置距309国道仅有3米，设计答疑中要求309国道半幅通车以减小在挖孔施工中车辆行驶对地层的扰动，防止塌孔事故的发生。
二、编制依据
2.1两阶段施工图设计（送审稿）
2.2施工图补充说明及工程技术要求和有关规定；
2.3设计答疑文件；
2.4《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
2.5《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）
2.6《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
三、施工工艺、方法
3.1施工工艺流程图：
3.2309国道、乡村农道改移方案
1、该桥桥台位置处于乡村农道的中线位置，挖孔桩开挖后影响村民的正常通行，在将既有农道该移后在进行1#桥台的挖孔桩施工。
改移农道见下图：
2、改移既有农道路面顶宽3米，两侧填方边坡按1：
1，填筑需分层压实，分层厚度30cm，压实度不小于93%。
3、施工前对309国道进行防护采取半幅通车的方式，防护长度为桥位两侧各35米，在两侧防护起点位置设置限速5km标志牌，309国道中线位置间距2.5米放置防护锥形桶。
共计防护长度70米。
在每日开工前两侧各设置防护人员1名，穿黄色反光防护背心，配备口哨，红绿手旗，在车辆通过时挥动红绿旗要求车辆减速慢行。
在施工时，除孔内作业人员外一律穿戴防护服。
每日工作收工后将防护材料回收防止丢失以备第二天使用。
防护材料数量如下:
项目
型号
单位
数量
备注
减速牌
5km
个
2
锥形桶
反光
个
28
防护背心
黄色反光
件
30
手旗
红、绿
个
4
口哨
个
2
309国道防护图如下：
3.3工作平台开挖
测量原地面高程后，根据实际地形及施工的可操作性。
将0#台原地面下挖3米并平整施工在进行桩基础的施工。
1#台则直将原地面平整后进行桩基础施工。
施工平台需夯打密实。
桩位处地面应高出原地面30厘米左右，场地四周开挖排水沟，防止地表水流入孔内
3.4施工放样
斜桩的桩位放样：
1、先按照设计坐标将桩位放样出。
2、测量两桥台斜桩间的地面横断面高程。
3、根据地面高程和桩与地面的夹角再次放样出斜桩在地面的准确位置。
进行施工放样时，施工队需配合测量，桩位放样出用钢尺校核桩间距等相关数据经检查无误后，由施工队埋设十字护桩，十字护桩必须用砂浆或混凝土进行加固保护，以备开挖过程中对桩位进行检验。
3.5桩孔开挖
在每个桩位处设孔口雨棚，铺厚木板工作平台，安装铁制绞车提升挖孔桩土石方，弃渣位置距离孔口10米以外。
在砼护壁上设软爬梯供人员上、下使用。
人员上下利用在孔壁悬挂的钢筋软梯，在孔口要预留两根钢筋钢管作为软梯的固定接点。
每隔4~5节在砼护壁间隙打入两根φ20mm的钢筋，并与软梯焊接固定软梯。
3.5.1、桩基开挖
采用从上到下逐层用镐、锹进行开挖，遇坚硬土或大块孤石采用锤、钎破碎，挖土顺序为先挖中间后挖周边，按设计桩径加20厘米控制截面大小。
孔内挖出的土装入吊桶，采用自制提升设备将渣土垂直运输到地面，堆积到指定地点，防止污染环境。
注意挖孔过程中，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加桩的摩擦力。
3.5.2、护壁
对岩层、较坚硬密实土层，不透水，开挖后短期不会坍孔的，可不设护壁，其它土质情况下，必须施作护壁，保持孔壁稳定，以策安全。
护壁拟采用现浇混凝土护壁，混凝土标号与桩身设计标号相同。
第一节混凝土护壁（原地面以下1米）径向厚度为20cm，宜高出地面30cm，使其成为井口围圈，以阻挡井上土石及其它物体滚入井下伤人，并且便于挡水和定位。
（护壁如下图示）。
每挖掘0.8～1.0m深时，即立模灌注混凝土护壁。
平均厚度15cm。
两节护壁之间留10～15cm的空隙，以便混凝土的灌注施工。
混凝土搅拌应采用搅拌机拌制,坍落度宜为14厘米左右。
模板不需光滑平整，以利于与桩体混凝土的联结。
为了进一步提高柱
身砼与护壁的粘结，也为了砼入模方便，护壁方式采用喇叭错台状护壁。
护壁砼的施工，采取自制的钢模板。
钢模板面板的厚度不得小于3mm，浇注混凝土时拆上节，支下节，自上而下周转使用。
模板由两半圆圈组成，模板间用U形卡连接，不另设支撑，以便浇注混凝土和下节挖土操作。
挖孔桩护壁图
3.5.3、斜桩出土方式
斜桩出土采用卷扬机拉轨道车的方式进行出渣。
（见下图）
出渣方式图
在每节孔护壁混凝土上预埋4根φ20螺纹钢作为出渣车的轨道固定件，轨道间距为50cm，固定件按上下每间距1m预埋。
水平间距50cm。
轨道车、预埋件见下图所示，
出渣轨道预埋件
当斜桩成孔后自下而上分节拆除轨道。
3.5.4孔内施工排水与通风
当孔内出现微少地下水时，及时抽排，可在孔内中部挖一深度为30～50cm的集水坑，一直超前进行排水。
地面做好排水沟。
通风和防毒：
孔深到15m后，正常情况每2h利用风机向孔底压风一次，每次4～6分钟；孔深到达30m后，每次通风时间8～10分钟。
配备二氧化碳仪器，若超过3‰，必须加强通风，超过5‰，禁止人员下孔，通风直至符合要求后方可施工作业。
3.5.5成孔检测：
挖孔达到设计深度后，把孔底的松渣、浮土、护壁污泥等杂物全部清理掉；并通知监理工程师对成孔质量进行检测，主要检测孔径、孔深、中心偏位、垂直度、孔底松散物以及孔内渗水量等。
检查合格后，方可进行下道工序施工。
挖孔桩锁口应准确无误，以锁口为基准，采用十字线交心悬挂线坠，钢卷尺测量垂直度及其实际孔径，指导挖孔。
检验内容及要求：
孔径：
不小于设计要求。
孔深：
不小于设计要求。
桩位：
不小于100mm。
倾斜度：
不大于1%的桩长，且不大于500mm。
斜桩的检测方法见下图所示。
4钢筋笼制作与安装
4.1因本桥的桩基础长度27米属于较长的桩基础，钢筋笼需要现场焊接，钢筋笼分为2接加工，长度为13、14米，现场焊接采用单面焊接。
4.2制作时，按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。
把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。
焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。
在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架阁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。
4.3钢筋骨架保护层的设置方法如下图：
钢筋骨架的保护层厚度采用焊接钢筋“耳朵”见下图。
设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置4个。
“耳朵”采用φ16钢筋制作。
4.4钢筋加工安装检测项目：
项次
检测项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
受力钢筋间距
两排以上排距
±5
尺量：
每构件检查2个断面
同单排
梁、板、拱肋
±10
基础、锚碇、墩台、柱
±20
灌注桩
±20
2
箍筋、横向水平筋、螺旋筋间距
±10
尺量：
每构件检查5～10个间距
3
钢筋骨架尺寸
长
±10
尺量：
按骨架总数30%抽查
宽、高或直径
±5
4
弯起钢筋位置
±20
尺量：
每骨架抽查30%
5
保护层厚度
柱、梁、肋拱
±5
尺量：
每构件沿模板周边检查8处
基础、锚碇、墩台
±10
板
±3
4.5斜桩钢筋笼安装
斜桩的钢筋笼安装需制作一个固定支架，首先用吊车将钢筋笼吊放在支架上，然后顺支架缓慢将钢筋笼放下入孔。
（详见下图）。
固定支架采用钢管制作，高度2米，支架采用钢筋桩固定在桩口确保在吊装时支架的牢固。
支架制作图如下：
5、灌注混凝土
5.1在灌注混凝土前应对孔径、孔深、倾斜度等全部检查并将孔内的积水、浮土、杂物全部清理干净后报监理工程师，经检验合格后方可灌注混凝土。
因该桥的桩基础较长，为保证桩体的质量，按照水下混凝土浇筑方式进行。
5.2材料选择由试验室对各种原材料进行各项指标的检验计算。
施工中严格按要求配制C30水下混凝土。
混凝土塌落度：
180~220mm
砼初凝时间：
不小于2.5小时
混凝土的拌和由搅拌站负责集中拌合，并准确控制水灰比及用水量。
搅拌机每小时生产混凝土120立方米，计量系统采用计算机自动计量供料。
混凝土拌和时间≥1.5分。
混凝土出站和浇筑前试验人员都应检测混凝土坍落度，不符合质量要求的混凝土坚决不准灌注，应退回搅拌站重新由试验人员调制。
三、质量安全
人工挖孔桩施工过程中易出现的问题
1.地下水问题：
地下水对人工挖孔桩的施工影响最大。
当地下水位不大时可进行单桩桩内抽水；当地下水位较大时可采用多桩同时抽水法来降低地下水；如果桩设计深度不大时可考虑在场地四周设置井点排水。
2.流沙层问题：
人工挖孔桩在开挖时，如果遇到细砂、粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时发生井漏，造成质量和安全事故。
因此要采取有效可靠的措施。
在流砂情况较轻时，可缩短挖孔层深，正常的1m左右一段改为0.3～0.5m，并随挖随检随护壁；在流砂情况较严重时，常用下钢护筒的方法，钢护筒同钢模板相似，以孔外径为直径，可分为4－6段圆弧。
3.淤泥质土层问题：
在遇到淤泥质等软弱土层时，一般可用木板模板支档，同时缩短开挖深度，并及时验收浇筑混凝土护壁。
总之，人工挖孔桩施工时，一旦遇到不利的地质条件，除制定单桩的施工措施外，应该合理安排人工挖孔桩的施工顺序，对减少施工难度起到重要作用，在制定施工方案时要依据实际情况综合分析，统筹安排，在可能的情况下，先施工较浅的桩，后施工深一些的桩，先施工外围（或迎水部位）的桩，后施工中部的桩。
四、质量保证措施
1.做好桩位的复核工作。
施工过程中，实行班间量测，以防桩孔偏位。
2.由指定的料场进料，严格控制原材料的质量，不合格的材料不得使用。
进场材料及时取样检验。
及时反馈试验结果，指导施工。
3.按规范加工钢筋笼，控制好钢筋的焊接质量（焊缝长度、饱满度等），钢筋取样试验和焊接接头试验合格后，方可开始制作钢筋笼。
钢筋笼就位要求准确。
4.严格按配合比拌制混凝土。
5.作好各道工序间的自检和报验工作，上道工序不合格，不得进入下道工序的施工。
未经检查，下道工序不得开工。
6.认真填写施工原始记录及有关检查、试验资料，并及时整理，签字齐全后，及时上报。
五、安全保证措施
1．孔口用混凝土护壁，高出地面至少20cm，孔口外50cm施工范围内不得有砖头、石块，以防落入孔内伤人。
挖出的土方不得堆在孔口四周1米范围内。
机动车辆的通行不得对井壁造成安全影响。
2．现场所有人员必须佩带安全帽，上下井配带保险绳，另备一条备用绳，吊土用的绳子要定期检查，适时更换，吊出的土向固定地点堆放，不得随处乱倒，确保施工安全。
挖孔工作暂停时，用钢筋焊制井盖覆盖井口。
井口设置安全警示标志。
3．地下特殊土层中往往含有CO2,SO2,H2S或其他有毒气体，故每次下孔前，必须对桩孔内气体进行抽样检测（可用快速检测管），发现有毒气体含量超过允许值时，应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度卫生标准，并采用足够的安全卫生防范措施，如设置专门设备向孔内通风换气，通风量不少于25L/S，以防止急性中毒事故发生。
当挖孔深度大于15m时，下井前应先检查井内空气指标，以防井内缺氧或含有毒气体而发生事故。
必须加强机械通风和安全措施。
4．为了确保施工人员安全，不论地质松紧和地下渗水情况，均需加强护壁的支护工作。
挖孔桩施工时一定要注意护壁厚度和强度，必需加设钢筋，以确保施工安全；孔口要加强保护，晚上或停工时要有人值班，孔口要覆盖；孔深超过15米时注意送风，送风时间不低于20分钟，监理工程师下孔检查前必须送风。
5.孔内岩石风化程度较轻需爆破开挖时，爆破施工委托具有相关资质的单位，及时办理有关爆破手续。
爆破施工时要确保现场和孔壁安全，必须严格控制用药量，以松动爆破为主，必须打眼放炮，严禁裸露药包，采用导爆管引爆，不得采用电引爆。
引爆时井口用炮被覆盖，以免飞石伤人。
有水眼孔用防水炸药，尽量避免瞎炮，如有瞎炮要按安全规程处理，炮眼附近的支撑要加固或采取防护措施，以免支撑损坏或塌孔。
一孔内进行爆破作业时，临近孔内的施工人员必须撤离到地面安全处躲避。
6.孔壁上松动的土、石块必须及时清除。
新挖出的土必须随挖随清走。
在挖孔施工范围外集中堆放、清理。
7.井口设置安全警示标志，并设专人负责现场安全，晚上或白天不作业的井口，用木板或钢筋制作的井盖覆盖孔口，以防人畜落入发生事故。
8．施工现场一切电源、电路的安装、拆除必须由持证电工操作，施工现场电源、线路按“三相五线制”，TN—S系统要求布置，并按“三级配电”，“二级漏电”分级分段保护，各孔井用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用，必须一机一闸一漏一箱进行敷设，孔上电线电缆必须架空20米以上，孔内电线电缆必须采用护套等有防磨损，防潮，防断等保护措施，配电箱应有严密的防雨措施，安装位置合适，安装牢固。
井下照明应采用12V以下安全灯。
9.建立安全管理体系，项目经理部成立安全领导小组，负责安全领导工作，定期召开安全会议，发现问题及时处理。
现场设安全员进行现场安全管理。
六、文明施工措施
1.施工现场入口处设置醒目警示标志，非施工人员不得进入施工现场，进入施工现场必须佩戴安全帽，不得赤膊及穿拖鞋施工。
2.现场机械、物料堆放整齐，产品标识明确有效。
3.挖出的废渣及时清运，施工现场及时清扫。
4.抽水时不得将水随意排放至施工现场或便道上，应用软管顺至雨水口。
5、当停止或暂停作业时，孔口必须盖上钢筋网片防护罩。
如图：
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