福寿高速A2标人工挖孔桩施工方案.docx

1、福寿高速A2标人工挖孔桩施工方案福寿高速公路A2标人工挖孔桩专项施工方案1编制说明1.1编制依据福安至寿宁（闽浙界）高速公路两阶段施工图设计公路工程技术标准（JTG B01-2003）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004） 公路桥涵施工技术规范（JTG/T F502011）公路工程质量检验评定标准（JTG F80/12004） 公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）福建省高速公路施工标准化管理指南对本工程施工现场踏勘调查了解到的有关情况和资料根据我公司的综合施工能力及类似工程的施工经验1.2编制原则合

2、理配置各种资源，最大限度地满足业主对质量、工期、安全目标和技术经济指标的要求；全面规划，保证重点，统筹安排，精心组织；按照“精干机构、精兵强将、精良装备”和“安全、优质、快速、高效”的原则进行施工组织安排；以“高起点、高标准、高质量、高水平”为指导原则，科学组织，精益求精，争创全段优质工程，实现安全生产；积极稳妥地推行先进的、科学的施工方法和施工工艺，大力推广应用“四新”成果，即“新技术、新工艺、新设备、新材料”，增加科技含量，采用先进的、科学的施工管理模式。2工程概况2.1工程简介本合同段共有桥梁6座，分别为武曲特大桥、社口大桥、大韩大桥、主线一号桥、主线二号桥和F匝道桥，其中主线一号桥、主

3、线二号桥和F匝道桥位于斜滩互通范围内。武曲特大桥长度为1222.5m，桥梁起点桩号左右幅分别为YK14+226、ZK14+217.5，终点桩号为K15+443.5，桥型布置左右幅分别为：440+430+2(530)+ 430+340+530+2(430)、540+4(430)+ 340+2(530)+ 430mPC连续T梁、PC连续刚构T梁。下部构造采用柱式墩配桩基础，柱台、肋台及板凳台配桩基础，桩基础类型为端承桩，桩基最大长度为37m，墩柱最大高度为23.6m。桥梁平面位于R=670/1050m缓和曲线、圆曲线及直线段上。桥梁两次上跨晓汾溪，设计流量5350m3/s，流速4.57(4.48)

4、 m/s，设计水位68.169(66.235)m。社口大桥长度为332m，桥梁 起点桩号为K13+029.5，终点桩号为K13+361.5，桥型布置为：25+1030mPC连续刚构T梁。下部构造采用柱式墩、柱台配桩基础，桩基础类型为端承桩，桩基最大长度为22.5m，墩柱最大高度为32.3m。桥梁位于直线段上。桥梁跨越晓汾溪和S301省道。大韩大桥长度为157m，桥梁起点桩号为K19+263.5，终点桩号为K19+420.5，桥型布置为：530mPC连续T梁。下部构造采用柱式墩、柱台配桩基础，桩基础类型为端承桩，桩基最大长度为37m，墩柱最大高度为23.5m。桥梁位于R=720m的圆曲线上。桥梁

5、跨越沟谷。主线一号桥长度为43m，左线桥起点桩号为ZK17+870.800，终点桩号为ZK17+913.800，右线桥起点桩号为YK17+889.000，终点桩号为YK17+932.000，桥型布置为130PC简支T梁，桥台为U型台扩大基础。桥梁上跨F匝道。主线二号桥左线桥和右线桥长度分别为46m和42m，左线桥起点桩号为ZK18+368.94，终点桩号为ZK18+414.94，右线桥起点桩号为YK18+389.000，终点桩号为YK18+431.000，桥型布置为130PC简支T梁，左线桥桥台为U型台扩大基础，右线桥桥台为U型台+桩基础。桥梁上跨A匝道。F匝道桥长度为143m，桥梁起点桩号为

6、FK0+701.5，终点桩号为FK0+844.5，桥型布置为：430mPC连续T梁+116m钢筋混凝土现浇箱梁。下部构造采用柱式墩配桩基础、柱台和肋台配桩基础，桩基础类型为端承桩，墩柱最大高度为18.2m。桥梁跨越晓汾溪，设计水位为77.75m，流速为5m/s，流量为4850 m3/s。桥梁桩基工程主要工程数量见表2-1：表2-1 主要工程数量表序号项目单位武曲特大桥社口大桥大韩大桥主线一号桥主线二号桥F匝道桥11.2m 桩基m/根84/621.3m 桩基m/根236/1231.5m 桩基m/根185/1641.6m桩基m/根959/36290.1/16212/1646/451.8m桩基m/根

7、1816.4/80101.5/872/662.0m桩基m/根956.5/3472.2m桩基m/根603/322.2 人工挖孔桩设计 人工挖孔桩桩径为1200mm2200mm，本工程共有266根桩，对于陆地桩采用人工挖孔施工。桩顶地质较差部分采用钢筋混凝土护壁，主筋保护层厚50mm，地质较好部分可采用素混凝土护壁；根据福建高速公路施工标准化管理指南（桥梁）规定护壁厚1015cm；设计桩芯砼等级为C25，护壁也采用同桩身相同标号的C25砼现浇。2.3自然地理及气候条件本项目地处福建省北部的福安市和寿宁县境内，路线穿越社口、武曲和斜滩等三个乡镇。社口镇年平均气温17.9，最高气温41.8，最低气温6

8、.2，年平均日照1740小时，积温6963，年平均降水量1800mm，无霜期272.2天。武曲镇和斜滩镇温暖湿润，四季基本分明，累年年平均气温在1319之间，累年最热月平均气温均出现在7月份，达2229之间，最冷的一月份，累年平均气温亦在0以上。武曲、斜滩一带年降水量在1600mm左右。沿线水系较发育，主要水系为晓汾溪及其支流，其流量受季节性影响较大，暴雨季节流量剧增，武曲特大桥、社口大桥和斜滩互通F匝道桥均跨越晓汾溪，溪流大体流向由北西向南东，勘察期间溪宽50100米，水深18米，流量90400m3/s。区域内断裂构造发育，具多次性、多阶段的活动特点，场区位于北北东北东向温州镇海断裂带和政和

9、海丰断裂带之间，断裂构造发育，以北东向断裂为主，其次为北西向、南北向断裂。2.4 地形、地貌本合同段位于剥蚀丘陵地貌区，沿线地形成波状起伏，山坡坡度一般1525，局部可达3545，高程约45275米，轴线高程约72170m，场区上覆地层主要为人工填土，第四系冲洪积层，残坡积层，下伏基岩为侏罗系南园组晶屑熔结凝灰岩、晶屑凝灰熔岩、晶屑凝灰岩及其风化层，局部见花岗斑岩脉。本合同段多次跨越晓汾溪，溪流蜿蜒，流程短，落差大，流水急。不良地质及特殊岩体情况：滑坡、岩（土）质崩塌本线路自然山坡覆盖层较厚，基岩埋深较深，发育多处土质崩塌，多为人工开挖形成陡峭临空面后，在降雨的作用下，土质覆盖层在重力作用下产

10、生下滑或崩落，影响公路边坡、桥台边坡及隧道进出口边坡的稳定。软弱土层本合同段局部路段表层有薄层软土层（厚度一般小于4米）,施工过程中需对表层软土进行换填或翻晒、分层填筑、排水疏干固结、砂碎石等方法处理。高液限土根据对高边坡钻孔的坡残积层取样进行土工试验成果可知，高边坡路段坡地表层的坡、残积粘性土层为高液限土，边坡应加强支护，需做填料时，应预先作CBR实验，以确定能否作为路基填料。河流冲刷沿线局部河流两岸及河床底部地层受侵蚀作用较明显，且河床可见卵石分布，粒径320cm不等。2.5 水文地质概况拟建项目路线场址区穿越侵蚀剥蚀丘陵、山间河谷等地貌单元，按地下水的赋存条件、水理性质及水质特征分为基岩

11、风化层空隙、裂隙水和基岩构造裂隙水两种类型： 、基岩风化层空隙、裂隙水该种地下水类型是介于第四系松散堆积层孔隙水与基岩构造裂隙水之间的一种混合类型，含水性不均匀，水量贫乏，一般低洼处汇水条件较好，水位埋深较浅，水量稍大。一般为潜水，局部为承压水。下伏断裂破碎带及破碎脉岩时，混合涌水量达100150m3/d，主要为HC03C1Na.K和HC03C1Na型中性水。在该类型含水层中，第四系坡积粘土或粉质粘土层，厚度约0.52m，基本不含水或含水性较弱，残疾层及砂土状风化岩层，厚度约212m，疏松不粘，易冲刷崩解，含少量地下水，越往深处含水性越好，碎块状强风化岩层，厚度15m，局部断裂风化深度可达80

12、米，裂隙发育，是主含水段。、基岩构造（节理裂隙、破碎带）裂隙水主要赋存于线路沿线基岩的节理裂隙、构造破碎带和风化裂隙中，主要接受大气降水入渗补给，汇水条件好水量则大，水质良好。一般富水性差，水量贫乏，其泉流量一般小于0.1L/s，但在基岩构造带、破碎带，尤其是两组断裂构造交汇地段，岩石极为破碎，影响范围大，各组裂隙可 沟通，有良好的储水空间，导水性好，是地下水富集的有利地段。、水的侵蚀性、地表水测区内地表水系较发育，主要为晓汾溪水，根据勘察结果，地下水所测的各项指标对混凝土及混凝土中钢筋有微腐蚀性。、地下水测区场地环境类型的分类为类。地下水主要受大气降水的补给，水位季节性变化大，测区内大部分路

13、段地下水主要为赋存基岩全强风化层中的空隙裂隙水，按地层渗透性分，属弱透水层中的地下水；个别沟谷及河流阶地路段地下水主要为赋存砂、砾、卵石层中的孔隙水，按地层渗透性分，属直接临水或强透水层中的地下水。勘察结果显示地下水所测的各项指标对混凝土及混凝土中的钢筋有微腐蚀性。2.6、地震情况据福安至寿宁（闽浙界）高速公路线路工程地震安全性评价报告，本合同段中硬场地地震动峰值加速度分区为0.05g。抗震设防烈度为6度，中硬场地地震动加速度反应谱特征周期为0.35s。3施工准备3.1技术准备（1）人工挖孔桩适用于持力层埋藏较浅、单桩承载力要求较高的基础。挖孔桩受力性能可靠，结构传力明确，沉降量小；成孔后可直

14、观检查孔内直径、垂直度及持力层的土质情况，保证桩的质量。工程造价相对低廉；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。（2）组建以项目经理、项目技术负责人为核心的技术管理体系，下设施工技术、质量、材料、资料、计划等分支部门。（3）审查施工图纸，提出合理化建议，取得建设单位和设计单位同意，以达到节约投资、加快进度、保证质量和施工简便的目的，并提出合理性的审图意见。（4）施工之前作好开工报告，作好桩基分部施工方案，作好分项工程技术交底。（5）建立完善的信息、资料档案制度。（6）编制钢筋、水泥、木材、等材料计划，相应编制材料

15、试验计划，指导材料定货、供应和技术把关。（7）按资源计划安排机械设备，周转工具进场，并完备相应手续。（8）建立完善的质量保证体系。（9）会同勘察设计、建设单位、监理单位等部门复核定点坐标、及验基。（10）做好对班组人员的技术，安全交底工作。开工前,必须强调劳动纪律，向工人班组进行技术交底，学习图纸及有关施工规范,掌握施工顺序，保证工作质量和安全生产的技术措施落实到人。3.2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）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1020cm，护壁可根

16、据地质情况采用素砼护壁或钢筋混凝土护壁，护壁砼桩基直径为内径，加上护壁厚度进行桩基开挖。采用与桩基同标号的混凝土浇筑桩顶护体及顶节护壁混凝土。在浇注好第一节护壁后，将十字护桩中线固定在砼护壁上，方便经常检查较核。（3）井口四周围栏防护，并悬挂明显标志，井口护壁砼高出地面不小于30cm，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。（4）井内作业必须戴安全帽、孔内搭设软梯和掩体；掩体用2cm厚钢板作顶盖，以防落石伤到井内作业人员。出土

17、渣用的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等，经常检查更换。3.3劳动力准备首先建立施工管理架构，如下图： 项目经理：刘世龙施工负责人：郑灵强技术负责人：鞠宁工程部长： 董兰涛质检、安全组组长： 蔡伟煌材料、设备组组长： 施生昌主管技术员人工挖孔桩施工队伍人工挖孔桩施工管理架构图同一墩台的人工挖孔桩分两个小组作业，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。劳动力计划表序号施工项目人数1人工挖孔1202钢筋笼制作、安装303混凝土浇筑203.4施工机械设备准备主要机械设备见下

18、表： 人工挖孔桩主要机械设备表序号机械名称单位型号数量功率备注1吊车台QY25V532325吨中联重科2砼搅拌运输车台53输送泵台HBT80C1165KW三一拖泵4电焊机台BX1-50012500W上海申工5空压机台KJ-75205.5KW开山6风镐把G1060开山7潜水泵台301.5KW8卷扬机台409插入式振动棒台ZX502050棒10钢筋切断机台GQ5034KW11数控钢筋弯曲机台13KW12钢筋调直机台118KW13电动鼓风机台EB082150W14高压风管m50015气体检测仪台816手推人力车辆3017钢模套5018氧气瓶44挖孔桩施工方法4.1开挖顺序人工挖孔桩的主要作业流程是:

19、测量定位砼锁口施工（H300mm）开孔挖取抽排水修整护壁钢筋绑扎支模校正中心浇护壁砼养护拆模循环往复到达设计深度终孔验孔钢筋笼制作钢筋笼验收钢筋笼安装浇桩身砼。根据标准化要求，护壁采用100150mm厚C25砼。遇到不利的地质条件，除制定单桩的施工措施外，还合理安排各桩的施工顺序，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。4.2每次循环进尺深度第一节挖深约1m，浇钢筋砼护壁，往下施工时以每节作为一个施工循环，一般土层中每节高度为1m，如遇特殊地段每节高度小于500mm，必要时下钢护筒护壁，特殊地质下挖速度视护壁的安全情况而定。护壁模板采用钢

20、模板，模板一般由四块组成。4.3开挖方法 土层挖孔作业采用人工逐层开挖，由人工逐层用镐、锹进行，遇坚硬土层用锤、钎或空压机风镐破碎，若遇坚石则采用松动爆破施工。4.4出土及提升出土采用电动辊辘提运出孔外，人工用斗车运至较宽位置集中堆放，然后由自卸式汽车进行外运至弃土场。4.5钢筋笼制安钢筋笼根据桩长分24节制作，每节长度不大于9m，主筋连接采用直螺纹套筒连接，加强筋与主筋焊接，箍筋绑扎。应保证连接处钢筋笼箍筋间距符合设计要求；吊装采用吊车起吊安装。4.6混凝土浇筑方法砼由孔口设置的串筒下料至孔底，串筒底端出料口距砼筑面不超过2m，防止产生砼离析现象。当桩内渗水量较大的孔桩，桩身砼浇筑采用导管水

21、下砼浇注。5挖孔桩施工工艺5.1施工工艺流程人工挖孔桩施工工艺流程如下图所示。 场地平整放线、定桩位施工锁口架设支架、安装潜水泵、鼓风机、照明设备等挖土每下挖1.0m左右土层，进行桩孔周壁的清理、桩孔的直径和垂直度检查绑扎护壁钢筋支撑护壁模板浇护壁砼拆模后继续下挖、支模浇灌护壁砼进入岩层一定深度后确定能否作为持力层对桩孔直径、深度、垂直度、持力层进行全面验收排除孔底积水吊装钢筋笼放入串筒、浇灌桩身砼上升至设计位置继续浇灌砼至高出桩顶设计标高，高出长度必须保证凿除浮浆后大于设计深入承台的长度，采用水下混凝土灌注时应在1.0m以上。5.2施工工艺说明5.2.1桩位定线及锁口施工（1）桩位放样。布设

22、施工测量控制网，经校核无误后，按照设计图纸测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。放样时以长300500mm的木桩或铁钎打入地下标定桩孔的中心，出露高度5080mm，中心偏差不得大于50mm。（2）锁口施工。为防止桩孔周围土石滚入孔内造成安全事故，也为了防止地表水流入桩孔，需在挖孔前浇筑筑井圈锁口，同时考虑在锁口外侧浇注一个绞盘（孔内出碴使用）的支承平台。井圈锁口采用C25混凝土浇筑，并预埋插筋与第一圈护壁砼连接。井圈壁厚不少于25cm，顶面高出施工基面30cm以上。在第一节井圈的上口作桩位“十”字控制点，该井圈的中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm。5.2.2开挖人工挖孔桩分节开挖，分节支护。

23、对于土层开挖采用人工持铁锹、尖镐开挖；风化层、中风化层岩质层，采用空压机破碎开挖；硬质岩层采用松动爆破开挖；桩孔开挖直径为设计桩径加2倍的护壁厚度。（1）挖孔作业采用人工逐层开挖，由人工逐层用镐、锹进行，遇坚硬土层用锤、钎或风镐破碎，挖土次序为先挖中间部分后周边，允许误差为30mm。（2）挖土一般情况下每层挖深1.0m左右，及时用钢模现浇砼护壁。每天进尺为一节，当天挖的孔桩当天浇筑完护壁砼。桩护壁上段坚向筋按设计要求（8200）将钢筋伸入下段护壁内，伸入长度不小于设计要求的长度。上下节护壁的搭接长度不得小于50mm。 （3）开挖通过地下水质土层时，缩短开挖进尺，随时观察土层变化情况，当深度达到

24、6m时，应加强通风，保证人员施工安全。有情况及时上报。5.2.3 垂直运输设置本项工程挖孔所使用起重的工具有：卷扬机、钢支架、钢丝绳、铁吊桶等。为了避免在施工过程中发生高处坠落、倾覆等事故，特进行以下验算，确保安全。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80KG（含水份重量），采用规格为619、直径为10mm的软钢丝绳作业。某一规格的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。钢丝绳的破断控力钢丝绳的破断拉力可由相关表格查出,考虑钢丝绳捻制使每根钢丝受力不均匀,整根钢丝绳的破断拉力应按下式计算:SP

25、=Si 式中SP 钢丝绳的破断拉力,kN; Si钢丝丝绳规格表中提供的钢丝破断拉力的总和, kN;钢丝捻制不均折减系数,对规格619绳,=0.85。但在工作现场,一般缺少图表资料,同时也不要求精确计算,此时可采用下式(仅为数据估算用,非规范公式)估算钢丝绳的破断拉力: SP=500d2式中SP 钢丝绳的破断拉力,N; d钢丝绳的直径 ,mm。所以，SP=5001010=50000N为了保证起重作业的安全,确保钢丝绳在使用过程中不断裂，一般钢丝绳应在破断拉力的基础上取一个安全系数。根据相关标准要求，当钢丝绳用语起重作业时，安全系数取56之间。所以SP现实= SP/（56）=100008333N而

26、实际工作中，钢丝绳起重的最大重量为800N远远小于钢丝绳的破段拉力，所以在实际操作中，不会发生断丝引发高处坠落事故。卷扬机的抗倾覆力为了保障挖孔桩施工中卷扬机不发生倾覆事故，在实际操作中我们采取用土包配重的方法保持卷扬机两端平衡。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。根据现场实际情况及能量守恒原理，卷扬机的受力情况即为实际重量（80Kg）。为了保障卷扬机在使用过程中不发生倾覆，根据实际情况取1.5的保障系数即，实际配重为 801.5=120Kg。所以，在实际操作中，只要配重120Kg（卷扬机自重忽略不计）卷扬机就不会发生倾覆事故。5.2.4护壁施工桩体每挖掘1米就必须要浇筑砼

27、护壁，护壁砼标号不得小于桩体砼标号即C25。护壁采用内齿式护壁，每节1米,模板为钢制,拼装紧密,支撑牢固不变形,护壁厚度为1015cm。上下护壁搭接510cm,以保证护壁的支撑强度。模板底应于每节段开挖底土层顶靠紧密。如地质情况不好或在全风化层及地下水位较多的强风化层，在护壁砼中加配光圆钢筋，配置规格为：环向钢筋8，间距200mm；纵向钢筋12，间距300mm；上下护壁间连接钢筋采用8，间距400mm。环向筋、纵向筋、连接筋间绑扎连接，纵向筋、连接筋两端弯钩。渗水量不大的强风化层，采用素混凝土护壁；中风化及弱风化岩层地层较好，可不支护。为加快挖孔桩施工进度，可在护壁砼中加入水泥用量1%2%的早

28、强剂，对地下水较多的地层，还可加入速凝剂。每节挖土完毕后立即立模浇筑，浇筑采用吊桶运输，人工撮料入仓，钢钎捣实，混凝土坍落度控制在810cm范围内。混凝土浇筑完毕24h后，或强度达到2.5 Mpa时方可拆模，每节护壁均应在当日连续施工完毕。拆模后发现护壁有蜂窝、露水现象时，应及时用高标号水泥砂浆进行修补。每节护壁做好后，必须在孔口用“十”字线对中，然后由孔中心吊线检查该节护壁的内径和垂直度，如不满足要求随即进行修整，确保同一水平上的护壁任意直径的极差不得大于50mm。5.2.5通风照明挖孔至一定深度后，应设置孔内照明系统。孔内照明使用36V安全矿灯，所用电线、电缆具有足够的强度和绝缘性能。孔深

29、超过6m时应向井下送风，出风管口距操作人员应不大于2m。挖孔时，应经常检查孔内有害气体浓度，当二氧化碳或其他有害气体浓度超过允许值或孔深超过l0m、腐殖质土层较厚时，应加强通风。5.2.6土石方提升、浅眼爆破桩孔开挖出的土石方等弃碴装入吊桶，用电动辊辘提升至地面，倒入手推车运到临时存碴场，采用自卸卡车集中统一运送走。孔内遇到岩层时，能用风镐挖除，用风镐凿岩至设计深度。极硬岩时，孔内爆破应采用浅眼爆破。炮眼深度硬岩层不得超过0.5m,软岩层不得超过0.8m；装药量不得超过炮眼深度的1/3。孔内爆破采用电引爆。爆破前，对炮眼附近的支撑采取防护措施，护壁混凝土强度未达到2.5MPa时，不得爆破作业无论是挖土还是岩石都要修整孔壁使上下垂直平顺。5.2.7钢筋笼制作与安装（一）钢筋笼制作（1）技术人员应先进行图纸会审及技术交底，并做好交底记录；（2）制作钢筋笼前，应先进行钢筋原材的验收、复