人工挖孔桩施工方案
挖孔灌注桩施工方案
一、工程概况
凤凰沟大桥是本合同段的一座大桥，本桥跨越凤凰沟凹地，为旱桥，最大桥高34米。桥下有村道穿过，与村道路线交角30°。本桥上构采用30米预应力混凝土T梁，先简支后结构连续，交角90°，左幅7-30米，桥梁全长211.6米；右幅6-30米，桥梁全长190米；下构为柱式墩配桩基础和U型桥台、轻型桥台配扩大基础。桥下有改道。挖孔桩数量如下： 362m/22根（Φ200cm）。根据工程实际，全部采用人工挖孔工艺成孔。 二、地质概况
桥址处于构造剥蚀丘陵地貌区，桥台两端自然坡角约30°-40°，植被较发育；第四系全新统冲洪积粉质粘土主要分布于沟谷地段，黄褐色，可塑，有明显沙感，含少量云母碎片，厚度约0-1.8m；下伏基岩为中元古界武当山群片岩，灰绿色、灰白色、深灰色，变晶结构，片状构造，片理产状315°∠70°，强风化岩石岩心呈砂状，短柱状，RQD=0-20%;中风化岩石岩心呈短柱状，柱状，RQD=50%-70%;地表水主要为冲沟季节性流水，地下水主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水，主要受大气降水影响。 三、工程目标
1、工期目标：2010年8月30日完成。
2、质量目标：交工验收质量评定合格且大于等于93分，竣工验收质量评定大于等于90分。 3、安全目标：
（一）杜绝较大伤害事故的发生，减少一般事故； （二）无较大责任事故； （三）无重大安全隐患；
（四）事故费率控制在1.5‰以内；
（五）不得因施工对周边环境、建筑、设施等造成破坏； （六）无刑事案件发生。 4、环保目标：
努力把工程设计和施工对环境的不利影响减至最低限度，确保沿线景观不受破坏，江河水质不受污染，植被有效保护。严格按国家和地方政府有关规定及设计要求做好环保、水保工作，坚持“三同时”，防止水土流失和空气污染，控制施工噪声。
四、施工准备
我项目部所有挖孔灌注桩的机械设备、人员已按合同规定进场，性能、数量满足施工需求并已安装调试 11
人工挖孔桩施工方案
施工机具，我项目部技术人员对设计图纸的坐标及高程进行复核，工程原材料符合设计及规范要求。在挖孔桩区域设立安全警示及施工规程标志，并对其区域用防护网围护。对施工班组进行施工技术交底及安全交底。砼来源于2#拌和楼，如2#拌和楼发生故障无法搅拌砼时来源1#拌和楼。 五、施工工艺
1、测量放样 首先进行墩台位置场地平整，并修整施工便道至墩台位置，保证渣料及砼料运输的畅通；接通施工用电，架设高度距地面不小于1.2m；由测量人员进行测量放样，将桩位准确测设，在桩位处先用木桩打入，木桩打入要牢固，然后在用铁钉在木桩顶部准确钉在桩位中心处。在开挖时要注意保护桩位，在第一节护壁未浇筑之前，不要扰动桩位及其附近的土，避免造成桩位偏差过大。当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时，要采用间隔开挖。
2、第一节桩孔开挖 首先沿桩直径，在井口要设护圈，护圈用混凝土直接浇筑，护圈厚度不小于20cm，高度不小于30cm，护圈中心线与设计轴线的偏差不得大于2cm。护圈顶面要用混凝土或砂浆抹平。护圈可以与第一节护壁混凝土一起施工。第一节桩孔比较浅，采用人工直接用镐、锹进行开挖，遇到岩石时，用空压机带风镐进行破碎。达到第一节开挖深度后，及时进行护壁和护圈的施工。第一节护壁混凝土和护圈施工完成后，要对桩位进行复核，沿桩位中心线拉十字线，并在护圈上用红油漆作好四个点的标记，另外在第一节护壁内侧（护圈顶面向下20-30cm处）同样方式用红油漆标记四个点，以便于桩位中心的恢复和校核。
第一节开挖完成后，即可进行垂直运输设备的安装和调试。垂直运输设备的卷扬机提升能力要不小于1T。
孔内开挖采用镐、锹等工具施工，遇到坚硬岩层时采用风镐和爆破等方式进行开挖。每节开挖次序为：先开挖中间，再挖四周；从上到下逐层开挖的方式。弃土装入吊桶或箩筐内，用垂直运输设备吊至地面，然后用手推车或自卸车将其拉走。开挖过程中要经常量测孔径、孔壁的垂直度，孔径采用钢尺量测，孔壁垂直度用铅锤吊线与钢尺相结合的方式进行检测，每节以十字线对中，吊线锤作中心控制用，用尺杆找圆周，以基准点测量孔深，以保证桩位，孔深和截面尺寸正确。开挖按设计桩直径加2倍护壁厚度控制截面，允许尺寸误差3cm，垂直度控制在0.5%以内。
每节开挖后要及时进行孔形、孔径、桩孔中心和垂直度的检验，并现场做好记录，不符合要求的及时修整。首先在井顶护壁上将桩中心恢复，具体做法就是用木条或钢筋制作成十字架，中心悬挂铅锤，铅锤一直垂放至孔底，将十字架安放在护圈上面，调整铅锤，使铅锤中心线与桩位中心重合，然后根据在孔底的在中心线位置进行量测孔形、孔径以及桩位中心的情况。
重复以上工作，直到设计孔底标高位置。成孔后要对孔底的积水和虚土等清除干净，全部运至地面。 3、护壁 桩孔每节开挖深度为1.0米左右，由于本工程地质相对比较复杂，孔深较大，护壁混凝土厚度不得少于10cm，护壁混凝土采用与桩身同标号混凝土，护壁模板采用两块半圆形组合式模板，拆上节，支下节，循环使用；模板通过U形扣连接，上下设两钢半圆组成的钢圈将模板顶紧。
同时还要注意以下几点：
（1）上下节护壁的搭接长度不得小于50mm； （2）每节护壁均应在当日施工完毕；
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（3）护壁混凝土标号同桩身，强度达到1.2Mpa或24小时后方可拆除模板；
（4）发现护壁有空洞、渗水现象时，应及时补强加以堵塞或导流，防止孔外水通过护壁流入桩； （5）同一水平面上的井圈任意直径的偏差不得大于50mm； （6）灌注护壁混凝土时，可用敲击模板或用钢筋棍反复插捣； （7）不得在桩孔水淹没模板的情况下灌注孔壁混凝土。
4、检孔器制作 检孔可采用钢尺下孔量测方法。采用检孔器时，检孔器采用直径为25mm的二级钢筋制作，钢筋焊接在加强箍上，加强箍每两米左右设一道，以保证检孔器的刚度。检孔器保证顺直，外径大小为钢筋笼直径+100mm，长度控制在4～6倍孔径，由于现场地形复杂，检孔器取4倍孔径制作。
5、钢筋加工及安装 按照图纸要求在钢筋加工场地进行加工。钢筋加工场地设置钢筋棚，钢筋存储于地面以上0.3m的平台、垫木或其他支承上，阴雨天气加盖防雨布防止雨淋，并保护它不受机械损伤及由于暴露于大气而产生锈蚀。制作时按钢筋笼长度计算分段下料，编号放置。制作完毕暂时不安装的钢筋笼存放时放在垫木上。
钢筋笼的成型为防止钢筋笼吊放时扭曲变形，一般在主筋内侧每隔2.0m加设一道加强箍。主筋在现场对焊或手工搭接焊接。采用搭接焊时，焊缝长度不小于5d（双面焊）或10d（单面焊），钢筋在焊接之前要将钢筋端头预先扳弯5°，使焊接后两接合钢筋在同一轴线上。钢筋笼每个断面接头数量不大于50%，接头位置满足规范要求。为便于吊运，钢筋笼分段制作。为确保钢筋笼保护层厚度满足设计及规范要求，钢筋笼外形尺寸要严格控制，现场采用绑扎砼轮形垫块来保证。砼垫块半径大于保护层厚度，中心穿钢筋焊在主筋上，每隔2米设一道，每道沿圆周对称设置4块，砼垫块与桩基混凝土同一标号。
成孔检验合格后，进行钢筋笼安装，钢筋笼采用汽车吊吊装，吊放钢筋笼时，要对准孔位，直吊扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼对接时，要先用吊车调整钢筋笼的垂直度，有2个人分别从成90°的两个方向观察钢筋笼的垂直度，确保肉眼观察钢筋笼为垂直状态后再进行连接焊接。孔口连接时主筋连接部位表面污垢予以清除、擦干，上、下节各主筋位置拨正，且均保持垂直状态，经监理验收后方可进行下一节钢筋笼的安装。
钢筋笼放到设计位置时，应立即固定。用2根16号槽钢制横担穿过钢筋笼顶部加强箍，悬挂在孔口混凝土护壁上再卸钩，如为两节，再同法将上节钢筋笼吊到下节钢筋笼上，使主筋对准，采用搭接焊接，最后再用台吊车将整个钢筋笼吊起，抽出横担后，缓慢放入桩孔内就位。
钢筋笼就位后，根据钢筋笼标高将吊筋对称焊接在钢筋主筋上，按照护圈顶面或第一节护壁混凝土上的护桩标记恢复桩位中心，用横杆吊铅锤作中心线，然后用撬棍慢慢调整钢筋笼位置，使钢筋笼中心与桩位中心重合，用2根槽钢或圆钢穿入钢筋笼吊环中，吊车再慢慢下放，直至钢丝绳松下。再次检查钢筋笼的顶面标高和中心位置，发现偏差及时调整，确保准确无误后，然后用Φ20以上短钢筋沿钢筋笼最上面的加强箍外侧设6-8根支撑筋，一段焊在加强箍上，另一端支撑在孔壁上，防止钢筋笼移动，最后摘掉吊车挂钩。钢筋笼安装完毕后要预埋超声波检测管，以备桩基检测使用。 6、混凝土灌注
（1）无水干浇法 从孔底及附近孔壁渗入的地下水的上升速度较小（参考值小于6mm/min）时，采用导管式串管灌注混凝土，导管底部与桩基础高度不超过2m，以防止混凝土离析。孔底若有积水应在孔底中间挖
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个小孔，用潜水泵抽出积水，积水抽完后及时拆除潜水泵并回填小孔后开始浇筑砼。砼的坍落度宜控制在7-9cm，桩身砼从导管式串管自由倾落，分层振捣高度不超过1.0m，振捣时振捣器移动间距不超过振动器半径的1.5倍；振捣上层混凝土时应插入下层混凝土50-100mm，每一次振捣完毕后应边振边徐徐提出振动棒。砼灌注应连续进行，砼浇筑过程中按规范要求制作试块，每个构件做2组试块，并做好记录。砼浇筑至设计桩顶标高时孔桩浇筑完毕。
（2）水下混凝土灌注法 导管和料斗采用25T吊车协助提升和拆卸。料斗的储料容量不得小于1.5 m，并且在混凝土充满储料斗后，混凝土灌车保持继续向储料斗中输送混凝土状态方能进行首罐混凝土的灌注。导管采用φ250mm快速螺旋口的导管，施工之前要对导管的接头抗拉和密闭性试验。试验按照《公路桥涵施工技术规范》上要求进行试验。导管安装要计算好长度，导管底口距离孔底0.2~0.4米。混凝土拌合符合要求，具有良好的和易性，坍落度控制在18-22cm，碎石粒径不大于4cm。含砂率采用0.4~0.5，水灰比采用0.5~0.6。
混凝土灌注之前要进行再次检验孔深，检测方法是用测量绳在孔内沿钢筋笼内侧检测4-6点。标高符合要求后进行灌注，不符合要求的要查明原因。灌注首批混凝土时，要按照水下混凝土的要求进行计算首批混凝土的方量，计算方法见《桥涵施工技术规范》。总的原则就是要保证混凝土充满导管后并能将导管底口向上埋深1米以上。混凝土灌注过程中要每灌注一车或6m左右就进行量测混凝土面的上升高度，并做好现场记录。每侧测量混凝土面至护圈顶面之间的距离。计算好导管的埋深及时拆卸导管，并控制混凝土埋深导管深度在2-6米之间。
在灌注过程中，控制最后一次混凝土的灌注量，不使桩顶超高或偏低过多。控制在设计桩顶标高以上0.8m以上，此范围内的浮渣和混凝土及时清除并注意防止损坏桩身。在最后灌注时导管不急于拆短，而要加大高度，漏斗底口应高出桩顶或护筒内水面4~6米，以增加混凝土压力，提高混凝土密实性。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
7、桩基检测 待混凝土强度达到7天后进行破除桩头凿除桩头使桩顶标高符合设计要求，同时注意保护主筋不受损伤，不得随意弯曲主筋，桩头的断面尽量平整，并确保是新鲜混凝土,粗骨料外，进行小应变无破损检测。当对检测结果有怀疑时按照监理工程师的要求进行钻芯取样检验。 六、挖孔桩爆破技术设计
由于人工挖孔桩入岩爆破施工时，自由面狭小、作业面较深、岩石的夹制力较大，中风化层以上地段成孔时，有些地段护壁质量较差抗震能力小。所以孔桩入岩爆破宜采用小直径浅孔微差爆破。 1、爆破参数 桩基入岩爆破参数不同于自由面大的隧道爆破参数，但可参照矿山竖井开拓时的一些爆破参数。其实际值应根据所爆破的孔桩直径、岩石的物理力学性能、岩石的风化程度、岩石的结构组分、内聚力、裂隙性、特别是岩石的变形性及其动力特性、以及所用炸药的性能来确定。
（1）单位用药量系数 孔桩入岩爆破的岩石为中、微风化，孔桩直径为Ф1.2-2.0m，周边对所爆破岩石的约束力大。根据以往类似工程入岩的爆破参数类比、修正，估算出单位用药量系数K如下表： 岩石类别 强-中风化
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岩石坚固性系数（f） 4-6 单位用药量系数K（g/ m3） 1200-1600 44
备 注 人工挖孔桩施工方案
中风化 中-微风化 微风化 6-7 7-8 8-10 1600-2000 2000-2400 2400-3000 如果孔桩的开挖直径超过2m，在爆破同样岩石的条件下，单位用药量系数K值可降低20-30%。 （2）炮眼间距 孔桩入岩采用手持式气动凿岩机钻眼，炮眼直径d=32~42mm，即a=（15-20）d，a=500-800mm。 （3）炮眼深度与循环进尺 在小直径孔桩入岩爆破中，岩石的周边夹制力大，炮眼利用率低。一般炮眼深度L取孔桩直径D的0.6-0.8倍，即L=（0.6-0.8）D。其中掏槽眼应比周边眼加深100-200mm。
孔桩爆破炮眼利用率η一般可以达到85-95%，则循环进尺 Lˊ=ηL=（0.85-0.95）L。
2、炮眼布置 在小直径孔桩爆破中，工作面通常按掏槽眼3-4个，周边眼7-13个。其中掏槽眼按照锥形布置，倾角10-15°；周边眼多用垂直眼，距孔桩护壁100-200mm均匀布置，但遇上有扩大头的孔桩，则周边应比扩大头倾角小5-10°，以保证扩大头围岩的稳定性及避免超挖。 3、装药量计算
（1）每循环进尺所需用药量Q
式中：Q——每循环进尺用药量（g） K——单位用药量系数，见表1（g/m3） D——孔桩掘进直径，（m） L——炮眼的平均深度，（m） （2）单孔理论装药量q
q= QN
式中：q——单孔理论装药量（g） Q——每循环进尺用药量（g） N——工作面炮眼数量，（个）
4、装药量的分配 一般情况下，掏槽眼的药量qt比周边眼药量qb多装20-25%
qt=(1.2-1.25)q qb=(0.85-0.95)q
式中：qt——掏槽眼装药量，（g） qb——周边眼装药量，（g） 5、爆破器材选型
（1）、炸药 人工挖孔桩入岩段爆破施工总是存在岩层裂隙水及成孔护壁时下滴的渗水，选用防水性好的乳化炸药，另外为了保证成孔护壁在爆破施工中的稳定性，选用爆炸威力适中的炸药。本工程选用岩石乳化炸药，其抗水性好、药卷易于分割、威力适中。
（2）、雷管 孔桩掘进爆破应用电雷管网络，禁止使用导火索、火雷管起爆网络。电雷管起爆网络的接头一定要有良好的绝缘性，接点应离开泥水面。同时，为取得较好的爆破效果，保护护壁的稳定性，应选用微差爆破使用的秒延期雷管，周边眼滞后掏槽眼起爆0.1s以上。
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人工挖孔桩施专项施工方案
