TX-C03桩基人工挖孔施工方案.docx

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桩基施工方案
1. 工程概况
1.1 主要工程内容
铜旬高速TX-C03合同段，共有桥梁5座，全线折合全幅桥长共计1503.16米。其中桩基308根，总长度7930米。控制性工程黑沟1号大桥，主墩为3#、4#、5#墩，桩基直径均为1.8米，3#、4#墩桩长20米，5#墩墩桩长25米。引桥桩基分别为1.6米、2米，最大桩长60米，最小桩长20米。台尔村1号大桥，最大桩径2.2米，最小桩径1.5米，最大桩长18米，最小桩长10米。
1.2 主要地质情况
本黑沟1号大桥桥址处地质依次为粉质粘土、黄土、强风化砂岩、中风化砂岩，其中主墩位于V型沟谷区，基岩出露，节理较发育。台尔村1号大桥桥址出地质依次为粉质粘土、强风化砂岩、中风化砂岩。
2. 施工方案选择
根据地质剖面图显示，黑沟1号大桥主墩3#、4#、5#墩桩基全部入岩，2#墩桩基入岩深度6米，6#墩桩基入岩深度13米。台尔村1号大桥桩基最大入岩深度15米，最小入岩深度10米。
一般情况下桩基施工会采用旋挖钻机成孔，本合同段除入岩层的桩基外，都为粉质粘土和黄土，采用旋挖钻机成孔，成孔效率较高，成孔进度快，一般在一天内即可完成单桩钻孔工作。黑沟1号桥及台尔村1号大桥桩基入岩深度大，即使是比较先进的旋挖钻机进行施工，进度仍然非常缓慢，平均每天的施工进度一般都在1米以下。同时，由于旋挖钻机在施工时占用的施工场地较大，单个承台下的桩基础不能布置过多的钻机同时施工，每个承台的桩基础综合施工时间仍然较长。
第二种方案是可以选择冲击钻机，但每个钻机成孔时间仍然较长，尤其是入岩后的施工进度非常缓慢。同时，由于冲击钻机在施工过程中的不确定因素过多，如容易出现的掉钻、卡钻等情况，处理起来相当浪费时间，桩基施工的工期无法保证。
第三种方案是采用人工挖孔桩施工。人工挖孔桩的施工作业过程虽然没有机械作业程度高，耗用劳动力较多，作业人员劳动强度大，但需用的设备机具简单，桩身较易穿过各种复杂地质，孔底沉渣易清除，桩端嵌岩易实现，成孔直观，桩身混凝土质量容易保证，成本低，速度快，无公害，适应性强。此种方法施工的最大优点是单个承台可以多个工作面同时展开施工，在规范要求的桩间安全距离前提下，每个承台下的桩基础一般仅需要1～2个循环即可完成施工。虽然单根桩的施工时间较长，但其直观的成孔过程，多工作面能同时展开的优势，使得承台下桩基础的综合施工时间大大缩短，并且工期可控制在计划范围之内。
综合上述各方案的比较，我合同段拟选择人工挖孔桩方案施工入岩的桩基础工程，其余桩基采用旋挖钻机成孔。
3. 施工工艺及方法
3.1 施工方法
根据设计图纸提供的平面位置，先用挖掘机、装载机平整施工场地，然后精确测放孔身开挖位置，土方开挖采人工开挖，入岩部分采用风镐破碎必要时进行控制爆破，人工开挖，自上而下施工。孔渣用卷扬机提升至孔口，人工翻至卸碴溜槽，再由自卸汽车运至弃碴场。
护壁采用钢筋混凝土护壁，边开挖边防护，视地质情况每节护壁高度为1.0m左右。
孔内水量较小或干孔时采用窜筒灌注混凝土，孔内渗水量较大时采用导管法水下灌注混凝土。
3.2 施工工艺流程
挖孔桩施工工艺流程见下图（图1）
3.2.1施工前的准备工作
(1)清基：要按照设计给定的承台底标高和平面尺寸以及坑周挡护结构尺寸，将承台底以上1～1.5m的土石方用机械挖出作为施工平台。
(2)排水：在基坑上口四周设置排水沟并将地面整平压实，坑周刷坡。
(3)测量放线：按照设计桩位，采用全站仪按设计桩位进行放样，保证桩位准确。并在基坑上口设置等距离的纵横向桩轴线护桩。确保孔口平面位置与设计桩位。
(4)挖孔设备：备好提升架和胶轮车、护壁模板、搭设拌和机滑槽及灌注护壁砼用串筒，接好潜水泵和照明装置。搭建雨棚，保证雨天能保证正常施工。
(5)道路：拌和站至施工场地的道路畅通，保证雨天能照常施工。
(6)标准化管理：设立安全警示、施工配比、施工组织等标示牌。
3.2.2 锁口施工
为防止塌孔和杂物落入井内，必须在孔口设置锁口，高出地面线30cm，锁口四周设排水沟。
挖孔桩施工工艺流程图（图1）
施工准备
基础放样定位
孔口开挖
设置孔口围护及截水沟
桩身开挖
卷扬机提升吊桶出碴
灌注桩身混凝土
基底清理及检验
检查桩顶标高
锁口施工
反复循环至基底
设施配置
平整井场地及提升架安装
混凝土护壁浇注

3.2.3 挖孔
桩孔开挖采用分节挖土法，人工手持风镐或十字镐从上到下逐层挖掘，铁锹铲土装入活底吊桶，简易电动提升架提升(见图3)，至地面后用手推车运出孔口附近，然后由自卸车运送至弃土场。
分节开挖与护壁，每节的高度应根据土质好坏及操作条件而定，一般以0.9～1.2m为宜。挖土次序为先中间后周边。挖至基底设计标高时，及时通知监理工程师对桩孔底进行验收，符合设计要求后即确认完成挖孔施工。
安装提升设备时，使吊桶的钢丝绳中心与桩孔轴线位置一致，以为挖土时粗略控制中心线。在每节护壁上设十字控制点，吊线锤做中心线，用水平尺杆确定桩径。图2　挖孔出渣示意图

当孔内岩石须爆破作业时，采用浅眼爆破法，炮眼深度在硬岩层不超过0.4m，软岩层不超过0.8m。严格控制炸药用量，装药量不超过炮眼深度的三分之一。并在炮眼附近加强支护，防止震塌孔壁。孔内爆破采用电引起爆。当桩底进入斜岩层时，把桩底岩石凿成水平或台阶状。
为保证护壁混凝土厚度，孔径必须严格控制，检测方法采用十字线交心悬挂线坠，钢卷尺丈量。监控方法就是在开挖过程中进行2～3次校核，防止超挖、欠挖和倾斜。
开挖要连续作业，无特殊情况不得间断开挖。
人员上下采用在孔壁挂钢筋软梯，在孔口要予留两根钢管(或粗钢筋)焊接作为软梯的固定接点。
3.2.4 孔内施工排水与通风
当孔内出现地下水时，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。地面做好沉淀池及排水沟、集水井等排水设施。
挖深超过5m后,要用鼓风机连续向孔内送风,风管口要求距孔底2m左右,孔内照明采用36V安全电压及防爆灯炮,灯炮离孔底2m。
为预防二氧化碳和瓦斯中毒，确保人员的安全，每班作业人员下孔前，应先用小动物如兔、鼠、鸡等放至孔底，数分钟后观察其活动是否正常，人员才能下孔施工。
3.2.5 护壁施工
护壁采用内撑式组合模板，护壁混凝土现场拌合机拌合，钢制串筒入模，插入式振捣棒捣固。护壁混凝土厚度为20cm，上下护壁间搭接50mm，护壁用C30混凝土浇注。
人工掘进1m深后，支立第一节孔圈护壁模板，现浇护壁砼。安装护壁模板时，必须用四个桩心控制点来校正模板位置，并设专人严格校核中心位置及孔壁厚度。第一节砼护壁顶设置护壁锁口，锁口应比下面的护壁厚15cm，并高出现场地面30cm。第一节护壁完成后，重新定位孔中心，挖土、支模、现浇护壁砼。如此循环，一直挖至基底设计标高。
3.2.6终孔验收
挖孔达到设计深度后，把孔底的松渣、淤泥、沉淀等扰动过的软层全部清理掉，满足设计要求，检检合格后，及时上报监理工程师进行验收合格后进行下步工序。
质量标准
检查项目
规定值或允许偏差
孔中心位置（mm）
群桩：100；单排桩：50
孔径（mm）
不小于设计桩径
倾斜率（%）
＜0.5
孔深（m）
摩擦桩：不小于设计规定
支承桩：比设计深度超深不小于0.05
沉淀厚度（mm）
＜50
3.3 石方爆破施工
爆破由专业人员进行包括钻孔、装药前的钻孔检查、装药、堵塞、敷设网路与起爆，整个工艺过程的施工质量将会直接影响爆破安全与效果，每一道工序必须遵守爆破安全规程与操作技术规程的有关规定。
3.3.1钻孔
钻孔前应由专门的施工技术人员按设计的爆破参数进行现场布设，孔位打上桩、标明排孔编号、钻孔深度与方向，并在施工前给钻机工作人员进行技术交底。
钻孔时要根据先难后易、先边后中、先前后后的原则钻孔，避免钻机移动时压坏已钻好的孔眼。钻机必须摆正位置，保证钻孔方向、钻孔角度、钻深度准确，必须按桩钻孔，困难地段对位误差不得超过0.2米。
钻孔达到设计深度后，要吹净残渣，作好记录，进行封口，以防异物落入孔内。
3.3.2 钻孔检查
装药前必须检查孔位、深度、倾角是否符合设计要求，孔内有无堵塞、孔壁是否有掉块以及孔内有无积水和积水的深度如何。如发现孔位和深度不符合设计要求时，应及时处理，进行补孔。
孔口周围的碎石、杂物应清除干净，对于孔口岩石破碎不稳固段，钻孔时采用粘土护壁。
3.3.3 装药
如发现炮孔内因雨或少量渗水，应先以高压风吹净积水再装药。如炮孔内因地下水丰富积水则必须装乳化炸药等防水炸药。
采用反向装药法，将起爆药卷倒置于炮孔底部，使雷管聚能穴口向上(朝炮口方向)这样更充分利用了集能效应，便炸药爆轰更为完全，从而收到更好的爆破效果。
必须严格控制每个炮孔的装药量，事先必须进行技术交底，分组进行，炮孔按排、孔编号，专人负责装药，并在装药过程中检查装药高度。在装药过程中如发现堵塞时应停止装药并及时处理，在未装入雷管或起爆药包等敏感的爆破器材以前，可用木制长杆处理，严禁用钻具处理装药堵塞的钻孔。
3.3.4 堵塞
堵塞材料使用粘土或砂加粘土，严禁用石块堵塞，为保证堵塞质量每填入0.3米时，用木棍或竹竿捣鼓密实，堵塞长度必须满足设计要求，关系到爆破效果，影响爆破安全，因此，务必高度重视。
3.3.5 网路敷设与起爆
为了保证安全起爆，可以采用复式爆破网络。
网路敷设前应对所使用的起爆器材进行检验，网路敷设应按设计要求进行，并严格遵守《爆破安全规程》中有关起爆方法的规定，经检查确认起爆网路完好，具备安全起爆条件时方准起爆。
爆破指挥人员要在确认周围的安全警戒完成后，方可发出起爆命令。爆破指挥人员严格执行预报、警戒和解除三种统一信号，并由爆破指挥人员统一发出。防护、警戒人员按规定信号执行任务，不得擅离职守。指定专人核对装炮、点炮。起爆后由爆破作业人员检查结束，确认安全后，方可发出解除信号，撤除防护人员。如发生瞎炮要设立防护标志，由原装炮人员当班处理。特殊情况下如不可能时，装炮人员应在现场将装药情况、炮眼方向、装药数量交代给处理人员，在对瞎炮孔内的爆破线路、导爆管等检查完好，并检查了瞎炮的抵抗线情况，重新布置警戒后，才能重新起爆。
3.4 桩基钢筋笼的制作及吊装就位
3.4.1钢筋笼的制作
所有进场的钢筋按规定取样试验，其性能要符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB1499.1)和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499.2)的规定。钢筋在制作前进行调直和除锈，钢筋调直及除锈均保证钢筋无损伤。
钢筋笼骨架焊接前先根据设计图纸放样下料，做好焊接平台，在平台上固定加强钢筋，并根据设计的主筋布置在加强钢筋四周划出标记，焊接主筋，然后焊接螺旋箍筋，钢筋骨架一般分两段进行加工，并在钢筋笼上做好吊点和孔口固定处的加强处理。
3.4.2 钢筋笼吊装就位
在确认清孔完成并符合设计要求后，将焊接好的钢筋笼骨架分段用汽车吊吊入桩孔，吊入下段后将其临时固定在孔口位置，再吊放上段钢筋笼，并在孔口与下段钢筋笼进行对接；对接完成后下放至设计深度，并在孔口牢固定位，以免在灌注砼过程中发生浮笼现象。钢筋笼吊装完毕定位牢固后，立即进行混凝土的灌注。
3.5 灌注混凝土
成孔下放钢筋笼后，立即灌注桩基混凝土，桩基混凝土均按照水下混凝土采用导管法进行灌注。混凝土在拌合站集中拌合，输送车运输。
导管法灌注水下混凝土施工程序详见下图3。
3.5.1 导管的安装
导管用Ф300mm的钢管，壁厚3mm，每节长2.0～5.0m，配1～2节长1.0～1.5m短管，由管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水，并对导管作水压和接头抗拉试验，保证不漏水。混凝土浇注架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗。
3.5.2 桩基混凝土的制备
混凝土采用集中拌和，要确保桩基混凝土灌注的连续性，混凝土运输采用混凝土搅拌输送车运输至各桩位。
图3　导管法水下混凝土灌注示意图

3.5.3 水下混凝土灌注
先灌入桩尖首批混凝土，首批混凝土要经过计算，使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深；桩尖最先灌注的0.5～1.0m3混凝土采用稠度和强度与设计混凝土相同的灰浆。
开导管用混凝土隔水栓，隔水栓预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口，当混凝土装满后，剪断铁丝，混凝土即下沉至孔底，排开泥浆，埋住导管口。
随着浇注连续进行，随拔管，中途停歇时间不超过15min。在整个浇注过程中，导管在混凝土埋深以2～6m为宜。由专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差，及时填写水下混凝土浇注记录。
利用导管内的混凝土的超压力使混凝土的浇注面逐渐上升，上升速度不低于2m/h，直至高于设计标高1m，在浇注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水；同时，对浇注过程中的一切故障均记录备案。
考虑桩顶混凝土将被凿除，灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程的1m左右控制，以保证桩顶混凝土的强度质量，避免因此而造成桩头强度不满足要求的质量问题。
4. 安全措施
4.1施工作业前，应认真检查工作台板、升降用的支架或辘轳架、卷扬机、轮轴、绳索、提引钩的自锁装置、制动装置、桶(篮)是否固定牢固并完好。如发现绳索断股、断丝超过规定要求应及时更换；提升绳索放至桩孔最深处时，应在轮轴上保留3圈以上。应保证提升设备机件运转灵活，操作使用方便，装有安全装置，刹车动作灵敏可靠，以防升降途中万一出现供电故障，能稳妥即时刹住吊物不致坠落。
4.2工具必须放在吊斗内。上班时先送工具后人入井，下班时，人员先出井后吊工具。工作人员上下井时，必须空手扶稳钢筋梯。严禁借用起吊绳索或吊斗上下。
4.3井口必须设专人值班看守防护，不准任何料具小石块落入井内伤人。
4.4注意检查木支撑和已成护壁有无变形，如有问题，立即撤出工作人员，并报告有关部门。
4.5放炮后，施工人员下井前，应事先测定孔底有无毒气，如有毒气，应迅速排除。
4.6在距桩孔口1m范围内的地面上，不得堆放任何物资，防止落入孔中伤人。
4.7搞好孔口防护规划，防止地表水流入孔内。在开挖井口周围应设置积水坑并及时清理坑内积水。
4.8为防止孔内潜水泵、震动棒漏电伤人，应采用三相五线制，“三级配电”，“两级保护”，实行一机一闸一保险，设备的照明线分开关安装，放在孔口处，遇有紧急情况可随手拉闸。
4.9每个施工队配一名专职安全员，24小时检查安全。
5. 环境保护措施
为了加强公路建设的环境保护工作，减少因公路建设而导致的环境污染，切实做好防治措施，保护自然资源，改善生态环境和人民生活环境，在施工过程中，严格遵守部颁技术规范、料场管理和设计说明、环境保护规定条例。
5.1按设计要求堆放砂、石料等施工材料，运送砂、石料等流散物资时设置挡板，加盖彩条布，做到不丢不散。
5.2拌合站选择远离居民的地域设置，设置除尘设备收集粉尘，并采取措施净化空气，避免造成空气污染。
5.3不任意破坏农田和水利建设及交通设施。
5.4施工便道及辅道注意经常洒水，防止扬尘、污染环境。
5.5对废油、废水、废渣按指定地点存放，避免污染空气和水源，并不得任意排放倒农田。不在施工现场焚烧水泥袋、油毡、橡胶等产生有毒、有害烟尘和恶臭气体的物质。
5.6生活垃圾和剩余混凝土集中处理,不得乱堆、乱倒。
5.7施工污水不得排入农田灌溉沟渠,采取外运或集中处理。
5.8严格按照环保部门的要求规范施工。

目录
1. 工程概况 1
1.1 主要工程内容 1
1.2 主要地质情况 1
2. 施工方案选择 1
3. 施工工艺及方法 2
3.1 施工方法 2
3.2 施工工艺流程 3
3.2.1施工前的准备工作 3
3.2.2 锁口施工 4
3.2.3 挖孔 4
3.2.4 孔内施工排水与通风 6
3.2.5 护壁施工 6
3.2.6终孔验收 7
3.3 石方爆破施工 7
3.3.1钻孔 7
3.3.2 钻孔检查 8
3.3.3 装药 8
3.3.4 堵塞 9
3.3.5 网路敷设与起爆 9
3.4 桩基钢筋笼的制作及吊装就位 9
3.4.1钢筋笼的制作 9
3.4.2 钢筋笼吊装就位 10
3.5 灌注混凝土 10
3.5.1 导管的安装 10
3.5.2 桩基混凝土的制备 11
3.5.3 水下混凝土灌注 11
4. 安全措施 12
5. 环境保护措施 13

命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中
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