人工挖桩基础施工方案.doc

新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线
张掖至红柳河段工程LXS-17标段

人工挖孔桩基础施工方案

编制：
审核：
批准：

中铁十七局集团兰新铁路甘青段项目经理部
二〇一〇年五月八日
人工挖孔桩基础施工方案
1、编制依据
(1) 《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号
(2) 《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009 J946-2009）
(3) 甘青公司5、6月份大干60天施工计划安排
(4) 中铁十七局兰新项目部各项施工条件的准备情况
(5) 兰新第二双线施工作业指导书初稿
(6) 线路详细纵断面图 新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线甘青段LXS-17标施工图 （图号：兰乌二线施（线）LXS-17标-02-02）
2、工程概述
（1）柳园特大桥地质情况
兰新铁路第二双线甘青段LXS-17标柳园特大桥（DK1041+028.95- DK1041+601.05）工点地层主要为第四系全新统洪积砾砂、细角砾土、上更新统洪积细角砾土、华力西期花岗岩。地层从上至下的分布描述为
砾砂：稍湿，稍密，Ⅰ级松土，σ。=300kPa；
细角砾土：稍湿，稍密-中密，Ⅱ级普通土，σ。=350-400kPa；
上更新统洪积细角砾土：稍湿，中密，Ⅱ级普通土，σ。=450kPa；
华力西期花岗岩：中粗粒结构，块状构造，节理较发育，风化层厚2~5m，Ⅳ级软石，σ。=600kPa；弱风化层，Ⅴ级次坚石，σ。=1000kPa。
勘探深度未见地下水。
不良地质：工点范围内无不良地质。
（2）柳园特大桥基础设计情况
桩基础设计采用人工挖孔桩施工。
3、目的　
明确人工挖孔桩作业的适用范围、工艺流程、操作要点、技术要求、劳动力组织、机具设备配备和相应的工艺标准，指导、规范人工挖孔桩基作业施工。
4、方案
人工挖孔桩施工顺序：
（1）桩孔开挖：采用从上到下逐层用镐、锹进行开挖，遇到硬质岩层，用小直径浅孔微差爆破开挖，孔内挖出的土、碎石装入吊桶，采用自制提升设备将渣土垂直运输到地面，堆积到指定地点。
（2）护壁施工：采用C15混凝土护壁
（3）钢筋笼制作安装：桩基钢筋笼制作成整体，一次吊装就位。
（4）混凝土浇筑：混凝土在拌合站内集中拌制，用混凝土罐车运输到工地，灌筑混凝土要用串筒。
5、人员、设备和仪器
（1）主要技术人员
拟投入的主要技术人员详见表5-1。
表5-1 主要技术人员表
序号
姓名
文化程度
职务
1
薛光
本科
一工区总工程师
2
李建虎
本科
工程技术部部长
3
常昌林
本科
管段工程师
4
王庭宇
大专
桥梁一队队长
5
刘成光
大专
桥梁队技术员
6
雷峰峰
大专
实验室主任
7
赫贵斌
大专
测量队队长
8
王小伟
大专
安全质量部部长
9
常体鹏
本科
质检员
10
吴荣浩
大专
试验员
11
白志杰
大专
试验员
12
薛栋栋
本科
测量员
13
郭东东
大专
测量员
14
刘凯
大专
安全员
（2）主要机械设备
拟投入的主要机械设备详见表5-2。
（3）主要检测仪器
拟投入的主要检测仪器详见表5-3。
表5-2 人工挖孔桩主要机械设备表
序号
机械设备名称
规 格
单位
数量
备 注
1
镐、锹、锤、钎

套
2

2
提土桶
自制
个
3

3
电动葫芦（或手摇轳辘）
3t
台
1

4
切割机
MYG-25
台
1

5
对焊机
USN100
台
1

6
电焊机
BX400A
台
8

7
钢筋笼运输车
自制
台
1

8
应急软梯
自制
个
1

9
汽车吊
16T
台
1

10
混凝土运输车

台
2

11
振动棒
￠50
个
3

12
压风机和送风管

套
1

13
手持式风动凿岩机
Y26
台
2

表5-3 主要检测仪器表
序号
仪器设备名称
规格
型号
单位

数量
备 注
1
全站仪
NDA03
台
1

2
水准仪
AL-32X
台
2

3
测绳

条
2

4
检孔器

个
1

5
钢尺
5m
把
5

6
混凝土钻孔取芯机
HZ-15
套
1

7
混凝土温度检测仪
55-E0057
个
1

8
混凝土含气量测定仪
GQC-1
台
1

9
混凝土坍落度测试仪

套
1

6、工艺流程及技术要求
6.1 人工挖孔桩工艺流程
人工挖孔桩工艺流程见图6-1。
6.2 施工准备
（1）场地平整
平整场地、清除杂物、夯打密实。桩位处地面应高出原地面50厘米左右，场地四周开挖排水沟，防止地表水流入孔内。
（2）测量放样
进行施工放样，架子队配合测量班按设计图纸定出孔位，经检查无误后，由架子队埋设十字护桩，十字护桩必须用砂浆或混凝土进行加固保护，以备开
挖过程中对桩位进行检验。开挖前必须进行定位复测。
6.3 施工工艺
（1）桩孔开挖
采用从上到下逐层用镐、锹进行开挖，遇坚硬土或大块孤石采用锤、钎破碎，遇到硬质岩层时采用小直径浅孔微差爆破开挖，严格控制装药量，孔口应加防护盖，以防止石渣飞出。
浅眼爆破设计：
采用手持式风动凿岩机钻孔，孔径38～42mm，孔深1.5～2.0m，根据路堑开挖深度分一个或2～3个台阶进行爆破，边坡采用预裂爆破。主炮孔为垂直孔，边坡预裂孔与设计边坡坡率相同。
①主爆孔爆破参数设计
参考经验数据，通过施工现场爆破漏斗实验和试爆，根据爆破效果，对选择的爆破参数进行调整。以台阶高度H=2m、次坚石为例设计：
底板抵抗线Wp=1.0m
超钻深度h=（0.1～0.33） Wp，取h=0.2m
炮孔间距a=（1.0～1.5）Wp，取a=1.2m
炮孔排距b=（0.8～1.0）a，取b=1.0m
单位用药量（软石为0.4、次坚石为0.45、坚石为0.5）取q=0.45kg/m3，则前排炮孔单孔装药量为
Q=qWpaH=0.45×1.0×1.2×2=1.08kg，取Q=1.1kg
后排炮孔单孔装药量为
Q=（1.15～1.3）qabH=1.2×0.45×1.2×1.0×2=1.3kg，取为Q=1.3kg
②预裂孔爆破参数设计
钻孔间距取a=0.4m
孔深H=（2.2+0.2）×2.0（按1:1.75边坡率计）=4.8m（注：增加的0.2m为预裂爆破超深）
线装药密度q′=250～350g/m,取q′=300g/m，则预裂孔的单孔装药量为
Q=300×4.8=1440g，实际装药量取1.4kg。
③装药与堵塞：
主爆孔采用φ32mm药卷装药，预裂孔采用φ25mm药卷进行不偶合间隔装药，用导爆管孔内传爆。为克服孔底部位岩石的夹制作用，增强孔底药包，根据底部岩质及抵抗线大小，在底部加强段的线装药密度可为设计值的1～3倍。预裂孔的堵塞长度取为1m。
④起爆网路：
采用塑料导爆管——非电毫秒雷管进行多排孔内微差爆破，当多台阶开挖同时爆破，可采用串联非电毫秒雷管进行台阶微差爆破。
挖土顺序为先挖中间后挖周边，按设计桩径加20厘米控制截面大小。 孔内挖出的土装入吊桶，采用自制提升设备将渣土垂直运输到地面，堆积到指定地点，防止污染环境。注意挖孔过程中，不必将孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加护壁的摩擦力。
（2）护壁施工
对岩层、不透水、较坚硬密实土层，开挖后不易坍孔的，可不设护壁，其它土质情况下，必须施作护壁，保持孔壁稳定。护壁拟采用混凝土护壁，混凝土标号为C15，径向厚度为10cm，第一节混凝土护壁(原地面以下1米)径向厚度为20cm，宜高出地面20～30cm，使其成为井口围圈，以阻挡井上土石及其它物体滚入井下伤人，并且便于挡水和定位。
该方法适用于各类土层，每挖掘1.0～1.5m深时，及时立模灌注混凝土护壁。平均厚度10cm。两节护壁之间留20～30cm的空隙，以便混凝土的灌注施工。为加速混凝土的凝结，可掺入速凝剂。模板不需光滑平整，以利于与桩体混凝土的联结。
护壁砼的施工，采取自制的钢模板。钢模板面板的厚度不得小于6mm，浇注混凝土时拆上节，支下节，自上而下周转使用。模板间用U形卡连接，上下设两道6～8号槽钢圈顶紧；钢圈由两半圆圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便浇注混凝土和下节挖土操作。
（3）钢筋笼的制作与安装
桩基钢筋笼制作成整体，一次吊装就位。
① 钢筋笼骨架的制作
制作时，按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架阁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，焊接牢固。对于同一直径、同一型号、数量较大的钢筋笼可采用钢筋笼滚焊机，大规模的批量生产，可以大大的提高钢筋笼施工生产的效率。
② 钢筋骨架保护层的设置方法：
钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。钢筋骨架的保护层厚度用转动混凝土垫块。见图6-2。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置8个。
图6-2 转动混凝土垫块
③ 钢筋骨架的运输
骨架的运输无论采取何种方法运输骨架，都不得使骨架变形，当骨架长度在6m以内时可用两部平板车直接运输。当长度超过6米时，应在平板车上加托架。如用钢管焊成一个或几个托架，用翻斗车或四轮拖拉机牵引，可运输各种长度的钢筋笼。
④ 骨架的起吊和就位
为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度，用两点吊。第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直。如有弯曲应调整顺直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。
骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。并用全站仪进行复核。
然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位骨架支托于枕木上。
(4) 灌注砼
在灌注混凝土前应对孔径、孔深、孔型全部检查并报监理工程师，经检验合格后方可灌注混凝土。
灌注支架采用移动式的,事先拼装好,用时移至孔口,以悬挂串筒、漏斗底口。
从高处直接倾卸时,其自由倾落高度一般不宜超过2米以不发生离析为度。
当倾落高度超过2米时,应通过串筒、溜管或震动溜管等设施下落。
在串筒出料口下面，混凝土堆积高度不宜超过1米。
人工挖孔桩在桩身混凝土灌注时，也可采用导管灌注桩身混凝土。灌注混凝土时，要控制好导管的埋深，一般2～6米为宜，过深、过浅都不利于桩身混凝土的施工。
混凝土采用集中拌合，自动计量，罐车运输，泵送混凝土施工，插入式振捣器振捣。混凝土的浇筑入模温度不低于+5℃，也不高于+30℃，否则采用经监理工程师批准的相应措施。在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土，混凝土分层浇筑，分层厚度控制在30～45cm。振捣采用插入式振动器，振动器的振动深度一般不超过棒长度2/3～3/4倍，振动时要快插慢拔，不断上下移动振动棒，以便捣实均匀，减少混凝土表面气泡。振动棒插入下层混凝土中5～10cm，移动间距不超过40cm，与侧模保持5～10cm距离，对每一个振动部位，振动到该部位混凝土密实为止，即混凝土不再冒出气泡。
7、施工注意事项
（1）每下挖一段孔壁后，采用十字吊线法，以桩中心点校孔位，挖成的孔壁和护壁应平直，不得成扭曲凹凸状。
（2）对桩的垂直度及直径，应每段检查，发现偏差，及时校正，保证位置正确。
（3）邻桩之间间距小，成孔时应采取间隔挖孔法，以防止孔壁坍塌。
(4)护壁模板拆除时间宜为24小时以上。
（5）成孔扩底后，必须尽快浇灌砼，不能浇灌的桩暂不扩底，以保证桩孔稳定。
（6）浇灌封底及桩身砼时，必须使用串筒，且连续浇注并分层振捣。分层高度约1～1.5m。
8、质量控制要点
（1）人工挖孔桩挖孔允许偏差和检验方法应符合表8-1的规定：
表8-1 人工挖孔桩挖孔允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
孔位中心
50mm
测量检查
2
倾斜度
0.5%
（2）人工挖孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法应符合表8-2的规定：
表8-2 人工挖孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100mm
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±20mm
3
主钢筋间距
±0.5d
尺量检查不少于5处
4
加强筋间距
±20mm
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
d为钢筋直径，单位为mm。
9、安全注意事项
⑴ 进入孔内人员须佩戴安全帽，孔下有人作业，孔口应有人监护。
⑵ 挖孔过程中应检查是否有有毒气体，尤其是挖10m以上的深孔要采取必要的通风措施，必要时抽、送风同时进行。
⑶ 孔内宜设置软爬梯，供人员上下井使用的电葫芦、吊笼等，自动卡必须卡紧，而且在使用前须检验其安全起吊能力。
⑷ 吊土用的三角架必须是用钢管等抗折能力强的材料。
⑸ 孔周堆土必须及时清理，如需堆土应离开孔口2米以外，堆高不超过2m。
⑹ 暂停施工的孔口应加盖，防止发生坠落事故。
⑺ 孔内岩层需爆破时，应采用小直径浅孔微差爆破，严格控制装药量，孔口应加防护盖，以防石渣飞溅出。一孔进行爆破，邻近孔的作业人员应撤离至安全地带。
起爆前应做好下列防护工作：
① 警戒区周围必须设警戒人员；
警戒范围：小药量爆破应距离放炮地点200m以外。
② 在装药前停止一切打眼工作，打眼设备、物件、人员转移到安全地带，严禁装药时还在进行打眼工作。每次实施爆破前各工区安质部长或专职爆破安全员必须在现场实施监督及协调，以保证开爆时的绝对安全。
③ 当爆破地段近处有闪电和雷声或云雨弥漫可能突然发生雷电时，严禁使用电雷管起爆。
爆破后如有瞎炮，按以下措施处理：
① 由原装药人当场处理，处理过程中，不得撤除警戒；
② 瞎炮位置应设明显标志，其周围5m范围内禁止人员通行；
③ 应在取出堵塞物后重新起爆药包；
④ 不得在残眼中继续打眼。

目 录
1、编制依据 1
2、工程概述 1
3、目的 1
4、方案 2
5、人员、设备和仪器 2
6、工艺流程及技术要求 3
6.1 人工挖孔桩工艺流程 3
6.2 施工准备 3
6.3 施工工艺 5
7、施工注意事项 5
8、质量控制要点 5
9、安全注意事项 5