14水磨钻人工挖孔技术交底.docx

14水磨钻人工挖孔技术交底

技术交底书
表格编号

1310
项目名称
中铁五局怀化至邵阳至衡阳铁路项目经理部一分部

交底编号

工程名称
颜家冲特大桥
设计文件图号
怀邵衡施（桥）
施工部位
桩基
技术交底内容：
1、技术交底范围；
2、开始施工的条件及施工准备工作；
3、施工工艺；
4、质量标准；
5、安全、环保、文明施工等技术措施；
6、其他应注意的问题。
附件：1、水磨钻人工挖孔技术交底

接受单位
接收人
份数
日期

水磨钻人工挖孔技术交底
一、目的
明确桥梁基础水磨钻施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桥梁钢筋焊接施工。考虑施工工点紧邻既有公路及房屋，人员、车流量较大，结合实际地层、地下水情况，采用水磨钻人工挖孔的施工方法，混凝土护壁，卷扬机出碴，汽车吊吊装放钢筋笼，导管法灌注混凝土。
二、人工开挖
开始挖孔前，桩位应定位准确，安放护壁模板必须用桩心点校正模板位置，第一节井圈中心线与设计轴线偏差不得大于20mm, 且同一水平面上的井圈的任意直径的极差不得大于50mm,在地面安放模板，浇筑C20钢筋砼形成井圈，井圈上口比周围地面高出20cm ，宽度为30cm以避免井口进水或杂物坠入井口，为防止坍孔和保证操作安全。桩孔设混凝土护壁，每节高90cm，护壁上口厚20cm，下口厚15cm，钢筋按设计图纸绑扎，混凝土用C20。护壁施工采取钢模板拼装而成，拆上节支下节，循环周转使用，模板用固定卡连接，边浇筑边用铁扦插致砼密实，上下设两道支撑成圆形，混凝土用吊桶运输人工浇注，混凝土应根据气候条件在24h后且强度达到70%后方可拆模。挖孔由人工自上而下逐层用风镐、锹进行，遇坚硬土层用锤、钎破碎，挖土次序为先挖中间部分后挖周边，允许尺寸误差+5cm，弃土装入吊桶内,垂直运输，在孔上口安装机械式提升装置，用1.0t慢速卷扬机提升（施工前必须试吊，起吊能力达到要求才能进行提升作业，而且提升机开关不能用倒顺开关）,吊至地面上后,用手推车运到孔口1m外，在未影响桩孔施工之前及时对渣土用自卸车批量运出。
三、水磨钻开挖
当孔桩开挖进入强风化岩层、中风化岩层时，采用水磨钻施工方法。首先，在每个井台上搭设钢管支架，井架上安装滑轮，与卷扬机组成提升系统。然后，桩孔开挖出的石方等弃碴装入吊桶或捆绑，用电动卷扬机提升至地面，倒入手推车运到临时存碴场，最后集中统一外运至弃土场。
支架顶采用彩条布搭防水棚，防止雨水直接进入孔内，保证在下雨工人能继续作业。
电动提升定型井架及防雨棚支架示意图

水磨钻开挖法是采用水磨钻、风镐破碎开挖，分节进行，每节施工深度为0.6m，施工过程中，当桩孔内积水较深、影响到钻孔施工时，用水泵将孔内积水抽出，并及时采用通风措施，保证孔内作业人员的安全，孔内通风采用专用鼓风机，由孔底将孔内空气向上吹，与地面空气形成对流。此外，当开挖的岩层不稳定时，设置护壁支护，护壁钢筋布置、厚度除按设计要求外，还应考虑水磨钻开挖增加的工作面通过加厚护壁进行调整，以保证设计桩径。主要施工顺序具体如下：
（1）钻取孔桩四周岩石：沿桩基孔壁布置取芯点，芯点中心位于设计内径基线上，取芯直径为170mm，依次以外倾角15°向下钻取外周的岩芯，取出的岩芯高约600mm，外周岩芯取完后中间岩体便形成一个环形临空面。
（2）钻取中间岩石： 沿桩半径钻取岩芯，将桩芯岩体等分成三等份，每份占桩芯岩体的1/3，以便于岩体破裂。
（3）风镐打孔：用风镐在岩体上钻眼，再将桩岩石分成六等份。
（4）插入钢楔，击打钢楔分裂岩石：在沿桩基径向风镐钻出的孔内打入钢楔，用大锤锤击钢楔使岩体获得一个水平的冲击力，在水平冲击力作用下岩石沿铅锤面被拉裂，底部会发生水平剪切破裂，依次分裂岩体，直至该层岩体全部被破裂。
（5）人工装渣，电动提升机出渣：一次单循环施工作用后，将水磨钻钻出的岩芯进行依次出渣，出渣从桩孔的一侧进行，然后插入钢楔，击打钢楔分裂岩石后再进行一次出渣。
（6）桩孔修正及下一循环的施工：由于水磨钻钻芯后桩基孔壁成锯齿状，为保证有效桩径，要敲掉侵占桩基空间的岩石锯齿。通过锁口护桩在桩孔内标出设计桩中心，检查桩基底部偏位情况并及时纠偏，同时标出下一个循环外周水钻钻孔取芯位置，进入下一循环的挖孔桩施工。
水磨钻施工流程如下图：

四、挖孔桩终孔检查
当开挖至设计标高后，进行终孔检查。质检人员先进行自检，自检确实达到设计规定标高、桩径、垂直度。孔桩开挖岩层与设计岩层相同，将桩底沉渣清理干净，孔内水抽干净后，再及时通知设计院、监理，进行终孔检查处。
施工过程中需要对每米开挖留取碴样，成孔后通知现场技术员请设计院相关人员进行验基，如果入岩深度与设计不符时，需要等设计院进行确认是否需要对桩长的调整后方可进行后续施工。
五、钢筋制作安装
钢筋笼安装前应检查钢筋根数、直径、间距、钢筋笼是否变形，焊接点、焊接长度、宽度、厚度是否满足规范要求，并应控制主筋间距在±0.5d（d为主筋直径）以内，箍筋间距在－20mm以内，骨架直径在±20mm以内，骨架倾斜度在1%以内，骨架保护层不小于设计值，骨架顶端高程在±10mm以内，骨架底高程在±50mm以内。
吊放钢筋笼:在吊放钢筋笼前，用与桩基直径相同的钢筋笼检孔器检孔，以保证钢筋笼能顺利地安放在桩孔内。为防止钢筋笼变形，必须加焊加强筋。在钢筋笼主筋上每隔2m左右设四个混凝土圆饼，确保桩身钢筋保护层。钢筋笼用吨位适宜的吊车吊入孔内，要对准孔位、扶稳，缓慢下放，避免碰撞孔壁。为避免钢筋笼起吊过程中局部受力发生变形。在其顺直状态下加绑沙木杆，在钢筋笼入孔时，解除木杆的捆绑线，取出下次接着使用。钢筋笼超过20m的分段制作，在孔口焊接，采用搭接焊，搭接长度不小于10倍钢筋直径，要求焊缝饱满平顺，搭接焊确保其上、下两段成一直线，均匀入孔，并随时调整钢筋笼位置，避免碰挂孔壁及发生塌孔现象。钢筋笼达到设计位置时，应立即固定。
六、灌注混凝土
对于渗水量小的桩基采用常态混凝土干灌法灌注，对于渗水量较大的桩基，采用水下砼灌注法灌注。
1、干灌法
先在桩顶安设漏斗和串筒，ZX70型插入式专人振捣器进行振捣，要求振捣均匀密实。砼浇筑应连续进行，分层浇筑，振捣器插入砼中要做到快插慢拔，并要插至前一层砼中30cm，以保证新浇砼层与上层结合良好，插入式振捣器平面移动间距不得超过有效振捣半径内。
①混凝土面和串筒下口的高度保持在2m以内；
②混凝土坍落度宜为180-220mm；
③混凝土采用罐车直接入斗或泵车泵送入斗；
④每次测量注入混凝土厚度（按1m控制）然后进行振捣，以防振捣深度不够产生漏振，并做好现场记录。
2、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，水下灌注砼，孔深底面得到监理工程师认可和导管下好后立即浇筑砼，连续作业不中断。
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。同时混凝土拌和前精确测量骨料含水量，以调整拌和用水量。混凝土的出盘坍落度应符控制在160～200mm之间。
混凝土采用拌合站集中拌和，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。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作记录，并随时测量并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口至孔底的距离宜在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。
混凝土浇筑过程中，提升储料斗和导管的钢丝绳以及吊车的吊装能力，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，并有一定的安全储备。
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。
在灌注砼过程中应经常测量检测砼面高程和埋管深度，及时上拔导管（2m≤埋深≤6m），当砼面高出设计桩顶标高高度1.0m时终止灌注水下砼。清除桩顶浮浆，便于桩头凿除。
七、施工注意事项
在进行人工挖孔桩施工时，首先应做好孔口围护措施。井孔周边必须设置安全防护围栏，高度不低于1.2m，围栏须采用钢筋牢固焊制，正在开挖的桩孔停止作业或已挖好的成孔，必须设置牢固的钢筋网覆盖，非工作人员禁止入内。孔内作业时，孔口上面必须有人监护。挖出的弃渣应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1m范围内，砼井圈上不得放置工具和站人。孔内作业人员必须头戴安全帽，特殊情况下还应戴上防毒防尘面具。提升弃渣时，必须采取相应的防范措施，以防落物伤人，卷扬机运土应检验其安全起吊能力后方可投入运行。施工中应随时检查垂直运输设备的完好情况和孔壁情况。
1、防人员坠落的预防措施
为了防止施工人员在上下时坠落，不得乘坐吊桶或脚踩凸缘上下桩孔，而必须采用专用吊篮上下，另配钢丝绳及滑轮且有断绳保护装置，或使用安全爬梯上下。孔内必须设置应急时使用的安全绳和安全爬梯，并随挖孔深度增加延长至工作面，供人员应急使用。
2、防坠物的预防措施
有些工人挖孔为图方便，常常将挖出的弃渣在孔边堆得很高，造成严重的安全隐患。因此，在对工人进行管理的同时，应安排专人把挖出的弃渣及时运离孔口，且不得堆放在孔四周1 m范围内。在桩孔口或孔内装设半圆防护板（网），并随着孔深增加而往作业面下引，吊渣时，孔下作业人员应避于护板（网）下。
3、起重工具失灵的预防措施
在开工前应该检查起重工具的各个部位是否完好，防止施工过程中吊索断裂导致的物体打击。使用的电葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置，电葫芦宜用按扭式开关，上班前、下班后均应有专人严格检查并且每天加足润滑油，保证开关灵活、准确；铁链无损，有保险扣且不打死结；钢丝绳无断丝。支架应稳定牢固，使用前必须检验其它安全起吊能力。
4、孔内有害气体含量超标造成事故的预防措施
地下特殊地层中往往含有CO、SO2、H2S或其它有毒气体，孔桩深度超过5m时，每天开工前应进行有毒气体的检测。发现有害气体含量超过允许值时，应立即将人员吊出，设置专门设备向孔内通风换气（通风量不少于25L/S）等措施，以防止急性中毒事故的发生。在施工过程中，还应随时检查空气中的含氧量，防止出现施工人员缺氧窒息事故。
在施工过程中，施工人员每隔2小时出孔休息并用鼓风机向孔内送风5min；当挖孔桩深度超过5m时，应配备专门的向孔内送风的设备，风量不宜少于25L/s；孔底凿岩时应加大送风量。根据在工程实践中反馈的情况，这一项措施施工人员基本上都了解，但是容易产生麻痹心理而不能按制度执行，往往是做过几次没有异常后就嫌麻烦而不做了，结果有些工地出现了挖孔人员窒息的事故。人工挖孔作业一旦发生人员中毒、窒息等事故，必须在现场按应急措施规范要求实施抢救，根据情况及时送医院进一步抢救治疗，并报当地建设行政主管部门和劳动、卫生部门，以便采取相应措施。
5、防触电措施
在施工过程中常常使用潜水泵进行抽水，一般的预防触电的措施是抽完水后才允许挖孔，并且采用动作电流为15mA的漏电保护器。但是如果地下涌水量较大，工人挖桩时往往会一边抽水一边开挖。因为如果抽水时工人在桩外等候，待抽干水后再进入内挖桩，此时桩内的水又冒了上来，根本无法往下挖，这样施工就很容易触电。因此，为保证安全施工，解决挖土与抽水的矛盾，可用深水泵代替潜水泵抽水，因为深水泵抽水时是将抽水管伸到桩内抽水，管不带电，这样就可以边抽水边挖。
施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作。用电设备必须严格接地或接零保护且安装漏电保护器，各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m以上，严禁拖地相埋压土中，孔内电缆、电线必须采用护套等有防磨损、防潮、防断等保护措施。孔内照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。孔中操作工应手戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋。
6、塌孔的预防措施
塌孔是人工挖孔桩施工中对作业人员的生命安全最大威胁之一，其产生的原因及应对措施如下。
（1）孔桩内积水、孔桩间互相渗水，都有可能导致塌方，在作业面，要设置积水坑，利用以挖好的1～2个深孔桩积水，并用高扬程水泵及时抽水。
（2）孔的检测、机械振动、车辆通行对护壁的影响
由于施工场地的限制，施工道路距离边桩很近，车辆的通行，尤其火车的通行产生的振动对护壁的安全造成不利的影响。当孔内有作业人员时，3m以内不得有机动车辆行驶或停放。在下孔施工前、施工中设专人观察护壁有无裂缝，如有裂缝，则应报告，待查明情况，采取安全防护措施，确保安全后下方可继续施工。
7、遇到岩溶、溶洞处理
在施工过程中若遇到溶洞，及时通知现场技术员，对溶洞的位置、大小进行探明，等待具体处理措施，溶洞处理完成后方可继续施工。
8、施工废水处理
施工过程中产生的废水或孔内积水不随随意排放，有条件的可抽排至皮水沟内，条件不允许的抽排至废水坑内，由水车运走集中处理。