特大桥人工挖孔桩基础施工作业指导书.doc

人工挖桩作业指导书

一、目的
明确桥梁桩基人工挖桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。
二、适用范围
XX市XX新区至XX新区城际铁路工程11标段——XX特大桥施工，不适宜用冲击钻机的桩基施工。
三、技术标准
3.1《XX市XX新区至XX新区城际铁路工程11标段施工图》
3.2《客运专线铁路桥涵施工技术指南》（TZ213-2005）
3.3《铁路桥涵施工技术规范》（TJ 041-2000）
3.4中华人民共和国国家标准《环境空气质量标准》（GB 3095-1996）
3.5中华人民共和国国家标准《爆破安全规程》（GB6722-2003）
四、工程概况
1.0.1 XX特大桥，本桥位于3.9‰,桥长985.26m.本桥平面位于R＝650m、直线和R=1000m的曲线及缓和曲线上，桥上铺设无缝线路，全桥位于固定区,孔跨如下表：
孔跨表
序号
孔数（联数）
孔跨（m）
采用梁式
梁宽（m）
梁型
1
1
20
钢筋混凝土简支箱梁
9.7
G
2
1
25+25+25
预应力混凝土连续箱梁
9.7
A
3
1
25+25+25
预应力混凝土连续箱梁
9.7
B
4
1
25+40+40+25
预应力混凝土连续箱梁
9.7
A
5
1
23+25+25
预应力混凝土连续箱梁
9.7
B
6
1
25+25
预应力混凝土连续箱梁
9.7
A
7
1
25+25
预应力混凝土连续箱梁
9.7
B
8
1
25+25
预应力混凝土连续箱梁
9.7
A
9
1
25+25+25
预应力混凝土连续箱梁
9.7
B

1.0.2 桩基直径采用3#—7#、13#—24#、33#—34#台为1*ø2.8m，12#台为4*ø1.25m，其余台为明挖基础。本工点范围地形起伏较大，地面标高介于0.3米~16.29米，地表多为杂填土。素填土。桥址范围地势较平缓，地层结构主要由第四系全新统人工堆积层（杂填土、素填土）、第四系全新统冲洪积层（软塑及可塑性粉质粘土、中砂、圆砾）、第四系上更新统坡洪积层（硬塑性粉质粘土、角砾）、震旦系中统（石英砂岩、泥岩）组成。

五、工艺原理
人工挖孔采用C20混凝土护壁，第一挖深约一米，浇注混凝土护筒，往下施工时以每节作为一个施工循环（即挖好每节后浇注混凝土护壁）。
六、工艺流程及操作要点
（一）工艺流程（人工挖孔桩施工工艺流程图）

（二）操作要点
（1）施工现场：完成三通一平即通水、通电、通路、场地平整。安全保护设施就绪。
（2）桩位放样：测定桩位和地面高程。桩位放样的中心坐标偏差满足施工设计规范要求。同时将桩位中心点采用纵横轴线法引出4个控制桩、至影响不到挖孔桩的地方，以便挂线检查控制桩位。以桩身半径加20cm护壁厚度做圆、用石灰撒出开挖的轮廓线来。向监理人员报检，经检同意后进行施工。
（3）孔口的制作：桩孔采用人工开挖，首先浇筑孔口护圈混凝土，护圈厚度20 cm,高出地面30cm。在护圈混凝土内设四个φ10钢筋护桩，护桩埋入护圈10 cm。按照测量定位的桩位进行桩孔开挖，在开挖前孔口四周必须做好排水系统。
（4）在挖孔的过程中应根据地质情况采用不同的工具，选择不同的开挖方法。对于粘土、粉土、砾石层可采用铁锹、洋镐直接开挖，局部坚硬处采用风镐凿除，破碎后逐个清理，开挖1米后及时施工护壁。对于强风化岩石层采用风镐开挖，
对于弱风化岩、采用浅眼松动爆破法，当孔深超过5米时必须采用电雷管引爆。
（5）本桥桩基所用井圈护壁混凝土C20为保证护壁混凝土的整体性，易于坍塌地段加设钢筋用量和护壁厚度。要求上下焊接，即上层护壁钢筋与下层护壁钢筋焊接牢固。每井护壁模板采用两套组合钢模，循环周转使用。模板间采用U型卡连接，上下设两道6号槽钢圈顶紧，钢卷由两半圈组成，用螺栓连接。护壁钢筋和钢模板安装完毕后，认真检查复核结构尺寸和平面位置，合格后方可进行浇筑。浇灌护壁混凝土时、坍塌度控制在8～10cm，用振动棒插入捣固，模板外侧 采用橡胶锤敲击模板法使混凝土密实，不得在孔内水淹没模板情况下浇筑混凝土。拌合混凝土时根据天气和土质情况添加速凝剂，尽快使混凝土达到设计强度要求。护壁混凝土的达到设计强度80%后方能进行下一段施工开挖。拆模后如发现护壁有蜂窝、漏水现象，及时加以堵塞和导流，防止孔外水通过护壁进入到孔内，保证护壁混凝土强度安全。

挖孔桩示意图
（6）桩位开挖：土质地层每挖深0.8-1.0m（如遇流沙等不良地质挖深0.5米），及时浇筑护壁混凝土；石质地段采用浅孔控制爆破技术，使用风动凿岩机钻孔，导爆管起爆。爆破后应先向孔内通风排烟15min，且经检查无有害气体后，作业人员方可下井继续作业。每次钻孔深度暂定为1.2米，接近于桩底部0.3米高度范围内预留人工修凿层，采用人工检底，以保桩底岩层的整体性。
（7）随着挖孔进行，在孔口安设垂直运输设备，安设要稳定、牢固。在垂直运输架上安装滑轮组和电动葫芦或穿卷扬机的钢丝绳，选择合适地方安装卷扬机。每掘进2米对孔身净尺寸、垂直度等进行复核检查。在每次安装护壁模板后，应用线锤检查，严格控制桩位中心点偏差不大于3cm、桩孔尺寸不小于设计和桩身垂直度不大于1%。
（8）孔内出碴采用垂直运输设备，将石碴用竹筐或橡皮桶运出孔外。每个井口安排两人，一人负责开垂直运输设备，一个负责出碴。孔内设集水坑，水量大时用潜水泵抽水，水量较小时用桶盛水提出井外；采用5.5KW小型轴流式通风机
往孔内送风。清碴外运时，井下人员应站在安全设置下，弃碴位置应尽量远离孔口，并在孔口设置围板挡护，防止孔口弃碴滚入孔内。井底照明设备必须用低压电源和带防水罩矿工灯具。
（9）终孔验收：挖孔应挖到设计高程下20cm，孔底的表面应无松碴、泥、沉淀土，并及时报请监理用符合规范要求的探孔器，对孔底标高、孔身尺寸、垂直度等检验。复核标高无误后采用C25细石混凝土封底。
人工挖孔桩允许偏差
序号
项 目
允许偏差（mm）
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
摩擦桩
不小于设计孔深
柱桩
不小于设计孔深，并进入设计土层
3
孔位中心偏心
群桩
≤100
4
倾斜度
≤1%孔深
5
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
摩擦桩
≤50mm
柱桩
≤30mm

（三）、钢筋笼制作及安装
1、桩孔钢筋骨架在钢筋加工场按预定的分节长度加工下料后，运至现场绑扎成型，在孔口处对接并整体吊放至设计位置。钢筋笼的分段长度尽量减少，钢筋焊接长度及焊接工艺必须符合规范要求，钢筋笼上设置砼垫块作保护层，经监理工程师验收合格后方可安装。
2、为防止钢筋笼起吊及运输过程的变形，须采取有效措施：钢筋笼加强箍筋处加焊临时十字支撑，以增强其刚度，并在吊放桩孔过程中依次拆除；钢筋笼起吊时，采用大小钩进行空中翻身或采用2台吊机抬吊，避免起吊过程中钢筋笼弯曲变形。
3、钢筋笼吊装采用两点吊装，吊装过程平稳，以防翘曲、开裂、戳坏孔壁，相邻钢筋笼现场焊接，相邻主筋接头互相错开，加快现场焊接速度，减少孔内沉淀。
4、钢筋骨架安装时，其底面高程偏差应控制在±50mm，顶面中心与桩孔中心重合，并采用有效的方法进行固定，防止砼浇注过程中钢筋笼上浮、倾斜和移动。
人工挖孔桩钢筋骨架允许偏差
序号
项 目
允许偏差（mm）
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100
2
钢筋骨架直径
±20
3
主钢筋间距
±0.5d
4
加强筋间距
±20
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20
6
钢筋骨架垂直度
骨架长度1%

（四）、桩身混凝土灌注
1） 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土使用的导管，在使用前先进行气密性试验，备有充足的顶丝及胶圈，必须密封绝不能漏水，导管底口距孔底距离不得大于40cm.水下灌注混凝土，孔深底面得到监理工程师认可和导管下好后应立即浇筑混凝土，且连续作业不得中断。
浇筑混凝土前检查水泥砂石料质量和数量，不合格的材料坚决不予使用。混凝土拌和严格按试验室提供的配合比进行，混凝土拌和前检修拌和设备，检查计量系统的准确性，特别要经常检查用水计量系统，否则将会影响混凝土强度。同
时混凝土拌和前要精确测量集料含水率，以调整拌和用水量。混凝土的出盘坍落度应控制在180~200mm之间。
混凝土采用拌和站集中拌和，气温较低时，采取保温措施，保持混凝土灌入温度控制在5~10℃,拌和时间适当延长，钻孔桩混凝土用罐车统一运输到现场，用吊车配合吊斗进行灌注混凝土。当现场条件允许时，混凝土可直接通过混凝土罐车将混凝土直接注入到导管口漏斗中进行灌注。浇筑混凝土的数量由现场技术人员做记录，并随时测量、记录导管埋置深度和混凝土的表面高度。
首批混凝土灌注时，应注意导管下底口与孔底的距离在25~40cm之间，储料斗容量应保证首批混凝土能使导管初次埋置≥1m和填充导管底间隙的需要。在“剪球”时，罐车同时连续将混凝土送入储料斗；在首批混凝土灌注后，测量混凝土面高程。
灌注时，采用钢板制作的外径略大于导管内径和饼状物（直径为30.0cm、厚度为1.0cm），用钢丝绳悬吊作合页型“剪球”装置。
混凝土浇筑过程中，提升储料斗和导管的钢丝绳以及吊车和吊装能力，要满足导管和充满导管内的混凝土的总重力及导管壁与导管内外混凝土间的摩阻力，并有一定和安全储备。
混凝土运送至灌注地点时，由试验人员对混凝土的均匀性、坍落度进行检测，符合要求后进行混凝土灌注。混凝土灌注开始后应连续进行，并尽可能缩短拆除导管的时间。当导管内混凝土不满时，应徐徐地灌注混凝土，防止在导管内形成高压空气囊。
在灌注过程中拆卸导管时，用测深锤探测井孔内混凝土面位置，及时调整导管埋深，导管埋深一般不宜小于2m或大于6m.
当灌注至桩顶时，适当用敞车提升导管（提升时必须保证导管在混凝土内埋深大于2m）。
灌注到桩基顶高程预加0.5m,预加高度在开挖完承台基坑后凿除，凿除时防止损毁桩身。
2） 在空气中浇筑混凝土桩
在空气中浇筑混凝土桩，混凝土的坍落度宜为7~9cm,并可在导管中自由坠落。开始浇筑时，孔底积水不宜超过5cm,浇筑速度应尽可能加快，使混凝土对孔
壁的压力大于渗水压力，防止水渗入孔内。桩顶2m以下的混凝土，可依靠自由坠落捣实，此节以上浇筑的混凝土必须用振捣棒捣实。混凝土浇筑宜一次性浇筑完成，若施工缝不可避免时，应按技术规范规定进行处理，并一律插上下层锚固钢筋，其钢筋截面面积可在1%配筋面积内扣除；若钢筋骨架总面积超过桩截面积的1%，则可不设锚固钢筋。混凝土浇筑到桩基顶面20cm以后，应及时将表面已离析的混凝土混合物和水泥浆等清除干净。

4、混凝土施工工序图

5、施工质量控制、应急预案
质量控制：
（1）挖孔过程中做好详细的地质编录，仔细核对滑动面和岩层分界与设计地质是否一致，有疑问及时上报有关人员。
（2）施工人员和作业人员在每天施工前应仔细对护壁沉降和收敛进行观测，确定护壁变形情况。
（3）挖桩孔严格控制孔身净尺寸、垂直度等。在每次支架护壁模板时，应用线锤检查，严格控制桩位中心、桩孔尺寸和桩身垂直度，保证成孔质量。
（4）施工用砂、石料、钢筋、水泥等原材经试验室和监理单位检验合格批准方可使用，施工用混凝土严格按试验室提供配合比执行。混凝土强度符合规范和设计要求。
（5）严格执行项目部的三级报检制度，即施工队自检、施工队向项目部质

检部报检、项目部质检员向监理报检。施工中需要报检的工序有：桩位放样、护壁钢筋、模板安装、混凝土浇筑、桩孔终孔，桩身的钢筋加工制作安装、桩身混凝土浇筑。
（6）钢筋绑扎、焊接必须符合设计和规范要求。焊接应相互错开，35倍钢筋直径区段范围内接头数量不应超过钢筋总数的一半。预埋件要求预埋位置准确，与钢筋绑扎牢固。
6、施工中的应急案：
（1）施工人员必须熟悉所挖孔的地质情况，并要勤于检查，注意地质结构层变化，当遇到流沙、大量地下水等影响挖土安全时，要立即采取措施后，才能进行施工。
（2）如遇流动性淤泥或流沙时，孔壁应采用钢护筒进行施工。对较易塌方施工段要、即挖、即校对、即验收、即灌注护壁混凝土，要保证混凝土密实度，避免渗漏。
（3）对于少量流沙桩位，先将附近无流沙的桩孔挖深，使其起到集水井作用，集水井应选在地下水上游地方，用水泵抽水时，将桩孔和附近的地下水位降至井底下，使井底部免除水淹状态施工。
（4）发现流沙层，应减少每节护壁高度，混凝土加入速凝剂。
七、安全保证措施
1、现场所有人员必须正确地佩带安全帽，孔口操作人员及孔内上下人员必须系安全带。
2、挖孔桩设工程标示牌，标明所施工桥名，桩位，设计桩长等，并做好相应的挖孔记录。桩孔施工范围必须采用围挡措施，并设明显警示标志。
3、施工现场用电必须按照安全用电操作规程用电，禁止私接乱拉，实行“一机、一闸、一漏、一箱”。
4、挖孔桩提升设备和孔底降水设备由专人负责,严禁酒后操作。操作人员及时检查提升设备的电缆、钢丝绳是否有损伤，降水设备是否正常运行。
5、挖孔桩深度超过5米，必须进行机械通风排除孔内有害气体的浓度，通风
量不应少于25L/S，不准在孔内吸烟和使用明火作业。每天作业前，采取必要措施进行孔内有毒气体检测，保证孔内作业人员生命安全。
6、井底照明设备必须采用低压电源和带防水罩的矿用灯具。
7、挖孔桩支护必须按相关施工技术要求进行支护,保证孔壁安全性。挖孔出碴不得堆于孔口四周，出碴后及时运输至弃土场，不得乱弃。当孔深超过5米深时，在井下3米处设置钢筋做成的密眼防护网，在出碴时井下人员占在设置防护网下，并停止挖土石作业，防止砸伤人员。
8、挖孔桩必须设置紧急提升设备，防止出水孔突然停电，以备孔内人员紧急逃生。
9、相邻孔位灌注混凝土时，必须停止挖孔作业，施工便道距离孔口保证安全距离。
10、孔内作业人员必须穿戴保护用品，设置紧急报警设备，并与地面必须保持紧密联系。孔口人员密切关注孔内作业人员，不得擅离岗位。
11、及时清除井口周围的弃土，孔口四周排水系统完善，孔口采用混凝土浇注保持高于周围地面30cm。
12、挖孔桩现场夜间必须有足够照明，在施工间歇期或成孔后，孔口用Φ16钢筋网覆盖，周围设围挡，非施工人员不得入内。
13、工人严禁疲劳作业，各类机械操作人员必须持证上岗。
14、成立专职安全员和施工队长突发事件处理小组，保证24小时正常在岗