挖孔桩基础施工作业指导书.doc

人工挖孔桩基础施工作业指导书1.0编制目的明确渝广高速土建一份部桥梁桩基挖孔施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范挖孔桩作业施工。2.0编制依据公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)重庆市高速公路施工标准化指南3.0适用范围适用于渝广高速公路人工挖孔桩施工，挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层。若孔内产生的空气污染物超过现行环境空气质量标准（GB 3095）规定的三级标准浓度限值时，必须采取通风措施，方可采用人工挖孔施工。挖孔桩直径不应小于1200mm，挖孔的深度不宜大于15m。4.0施工工艺流程挖孔桩主要是人工配合使用小型机具进行挖孔并施做护壁作业的施工工艺。其工艺流程如图4-1所示：砼配合比试验钢筋骨架制作桩身砼浇筑砼试块制作桩身钢筋骨架吊装成桩护壁砼施工成孔验收卷扬机吊运出渣覆盖层直接开挖岩层爆破桩位中心放样锁口井圈施工布孔开挖施工准备图4-1 挖孔桩施工流程图5.0施工方法及要求5.1施工准备场地平整，清除地表四周的危石浮土，铲除松软土层并夯实。测量放样，定出桩孔准确位置，并设置保护桩经常进行检察。孔口四周挖好排水沟，做好排水系统，雨季时要搭好孔口雨棚。安设提升设备，布设做好出渣道路。合理堆放材料和机具设备，使其不增加孔壁压力，防止塌孔。5.2挖孔施工(1)开孔开孔前应按施工图纸准确放线，确定桩位中心位置，并向桩心位置四周引出控制点，以控制桩心。在地面人工挖深0.51m，安放模板，浇筑混凝土井圈,井圈孔径大于设计510cm，井圈上口比周围地面高出60cm以上避免井口杂物后流失进入。 将护桩引到井圈上面，再次用经测量校核后用红油漆标识清楚，通过这四个控制点校核孔中心位置和垂直度，并在井圈上测量出圈顶标高，将标高用油漆写在圈顶上，以便施工过程中经常测量和控制挖孔深度。人工挖孔桩施工时相邻两桩孔间净距离不得小于3倍桩径，当桩孔间距小于3倍间距时必须间隔交错跳挖。(2)开挖挖孔施工应根据地质和水文地质情况，因地制宜选择开挖方式。根据不同地质情况，可分为人工开挖、风镐开挖及爆破开挖。A、粘土、淤泥、流砂的开挖方法对于孔内的粘土、淤泥、流砂层，可用人工使用铁铲、锄头进行开挖。孔内挖土采用分段开挖方式，对于粘土层，一般0.5m1.0m为一个施工段，浇筑混凝土护壁，待护壁混凝土达到强度后，才能进入下一施工段；对于软弱地层、涌水、涌沙地层，一般0.3m0.5m为一个施工段。B、强风化岩层、中风化岩层的开挖方法对于强风化岩层、中风化岩层，为了加快施工进度，可采用风镐开挖，由燃油空压机或电动空压机供应压缩空气。一般1.0m为一个施工段，浇筑混凝土护壁。C、坚硬致密微风化岩层的开挖方法挖孔桩开挖进入微风化岩层后，如采用风镐开挖，每天下挖进度缓慢，功效很低。根据现场实际情况，可采用浅眼松动爆破技术进行爆破。桩孔必须每开挖一节、浇筑一节护壁。每开挖一节，要检查桩孔的直径、孔位及井壁弧度，不满足时要修整孔壁至合格。每节保存一次地质渣样，地层变化时要及时取样，如果与设计资料不符，及时向设计单位反应。挖出的土方要及时运送到地面并外运，距井口四周5m范围内不得堆积余土杂物；禁止任何车辆在桩孔边5m内行驶。在挖孔过程中施工人员必须熟悉所挖孔的地质情况，井上和井下之间应保持良好的联络信号。要勤检查，注意土层的变化，当遇到流沙、大量地下水等影响挖土安全时，要立即采取有效防护措施后，才能继续施工。人工挖孔，一般以三到四名工人为一组，井下工人使用风镐、短把铁锹、羊镐等工具开挖，井上工人使用小卷扬机、将井下工人装到料斗中的土方、石块吊上来，并用手推车推到指定的地方。图5-1 挖孔桩构造示意图(3)护壁为防止塌孔，每一层土方开挖后应进行护壁。桩孔必须挖一节、浇筑一节护壁，地质较好护壁高度一般为1m，严禁只挖不及时浇筑护壁的冒险作业。对软弱地层、涌水、涌沙地层，护壁段高可减少为0.30.5m一段。护壁厚度根据设计及现场实际情况，一般为1520cm。护壁钢筋笼地层结构比较稳定时，护壁可采用素混凝土，但当地层结构松散，挖孔过程中易垮塌时，护壁需设置钢筋网，护壁钢筋网的形状为一个圆台体的侧表面，由16主筋及8箍筋连接而成，钢筋间距为20cm。在每节护壁搭接部分，须留设钢筋头与下节护壁接茬。护壁模板护壁模板采取组合式钢模板拼装而成，拆上节，支下节，循环周转使用。模板呈圆台体形状，其上口的直径等于设计桩径，下口的直径大于设计桩径35cm左右，高100cm，背后焊接三角铁作为骨架起支撑作用，相邻两块模板拼缝要预留2cm间隙。模板间用U形卡连接，或用螺栓连接，可在外部加设支撑，以确保混凝土浇灌操作。用木条填塞预留缝隙，以方便拆卸。浇筑护壁混凝土护壁混凝土强度按照设计要求配比，采用机械拌制。在混凝土内应掺一定数量速凝剂，以尽快达到强度要求。浇筑护壁时，用卷扬机加吊桶垂直运输，人工浇筑如图5-1护壁形式。为了防止模板产生偏移，应对称下料，用振动棒进行振捣。护壁砼达到一定强度后(常温下24小时)便可拆模, 如拆模后发现护壁有蜂窝、漏水现象，要及时加以堵塞和导流，保证护壁混凝土强度及安全。复核桩孔平面位置、垂直度和直径，开挖下一段土方,继续支模灌注护壁混凝土,如此循环,直到挖至设计要求的深度。新浇筑的护壁混凝土强度低于2.5MPa时，不得进行爆破作业。(4)终孔及成孔检验开挖岩层爆破接近设计标高300mm应停止爆破，采用人工凿除或风镐开挖至设计高程，以保证桩底岩层的完整性。挖孔达到设计标高，同时入岩深度满足设计要求时，报监理工程师、设计代表三方共同确认地层，同意终孔基底。确认终孔后立即对孔底进行处理，做到平整、无松渣、淤泥、沉淀或挠动过的软层。若孔底发现地质复杂或开挖中发现地质不良情况（如陷穴、溶洞、薄层泥岩、不规则软弱层等），应立即与监理工程师、设计代表取得联系，共同确定处理方案。(5)通风、排水及照明通风挖孔过程中经常检查有害气体浓度，特别是遇腐殖土和进入岩层开挖，超挖规定标准时，每日开工前需通过高压风管对孔底进行送风5分钟后，方可下人，同时在施工过程中也应该经常送风。排水挖孔桩施工期间应特别注意孔桩边及桩内排水。孔桩施工前沿孔桩砌筑排水沟。地下水给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中水开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工。A、地下水不大时可在一侧挖集水坑，用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。B、水量较大时当用施工孔自身水泵抽水，也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法。照明孔桩施工过程中必须保证作业面明亮。照明采用在井下放100w带防水罩灯泡，采用12v低电压。(6)挖孔施工应遵守下列规定：每节段开挖及护壁混凝土浇筑后，复核桩孔垂直度和孔径。确保桩身垂直度偏差小于0.5%桩长且不大于200mm。护壁混凝土不作为桩身的一部分，不得侵占主体孔径。护壁的厚度、钢筋、配筋、混凝土强度均应符合设计要求；上下节护壁的搭接长度不得小于50mm；每节护壁均应在当日连续施工完毕；护壁混凝土必须保证密实；发现护壁有蜂窝、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孔内，以防造成事故；同一水平面上的井圈任意直径的极差不得大于50mm；不得在桩孔水淹没模板的情况下灌注所壁混凝土。5.3桩基钢筋笼安装（1)钢筋笼应在钢筋加工场或在设置水泥台座及顶棚的硬化场地上进行制作，制好后的钢筋骨架必须平整垫放，钢筋笼加工应采用模具标准化制作，运至钻孔现场，其制作应符合设计及规范要求。 (2)钢筋笼应每隔1-2m设置临时十字加劲撑，以防变形；加强箍肋必须设在主筋的内侧，环形筋在主筋的外侧，并同主筋进行点焊而不是绑扎。 (3)每节骨架均应有半成品标志牌，标明墩号、桩号、节号、质量状况。 (4)长桩骨架宜分段制作，分段长度应根据吊装条件确定，应确保不变形，接头应错开。第一节钢筋笼放入孔内，取出临时十字加劲撑，在护筒顶用工字钢穿过加劲箍下挂住钢筋笼，并保证工字钢水平和钢筋笼垂直。吊放第二节钢筋笼与第一节对准后进行机械套管连接或焊接，然后再下放钢筋笼，如此循环。下放钢筋笼时，要缓慢均匀，根据下笼深度，随时调整钢筋笼人孔的垂直度，尽量避免其倾斜及摆动。 （5）钢筋笼保护层，必须满足设计图纸和规范的要求。钢筋笼保护层垫块推荐采用绑扎混凝土圆饼形垫块，混凝土垫块半径应大于保护层厚度，中心穿钢筋焊在主筋上，每隔2m左右设一道，每道沿圆周对称设置不小于4块。骨架顶端应设置吊环。 （6）级钢筋直径超过25mm以上的连接不宜采用焊接，应采用镦粗直螺纹钢筋接头机械连接，接头必须按照有关试验规范进行试验和验收。采用镦粗直螺纹钢筋接头时，应根据不同品牌的钢筋原材料直径负偏差来控制镦粗机压模内径、滚丝机滚丝轮直径和细微调整螺纹套筒的内径。 （7）检测管安装，桩径小等于1.5m，钢筋笼内均布3根，桩径大于1.5米，钢筋笼内均布4根，检测管上端高出基桩顶面50mm，下端至桩底，检测管每节长8m，最低一节长度不大于12m，节间用套管连接，安装时将检测管绑扎与加劲钢筋之上，其底端用钢板旱牢封底，要求不漏水，混凝土灌注前，管内灌满水，其上用塞子堵死。(8)钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：项目允许偏差项目允许偏差主筋间距（mm）10mm保护层厚度（mm）20mm箍筋间距（mm）20mm中心平面位置（mm）20mm骨架外径（mm）10mm顶端高程（mm）20mm倾斜度（mm）0.5%底面高程（mm）50mm5.4 砼灌注挖孔桩混凝土灌注按孔内渗水量大小分两种，混凝土干施工法和水下灌注混凝土施工法。(1)适用范围当渗水量6mm/min时，采用混凝土干施工法当渗水量6mm/min时，采用水下灌注混凝土施工法。(2)干灌当钢筋笼在井筒中就位以后，桩孔内基本无水时，采用常规的混凝土浇筑方法即干灌施工。浇筑前要抽干孔内积水，清除孔内杂物，抽水的潜水泵要装设逆流阀，保证提出水泵时，不致使抽水管中残留水又流入孔桩内。如果孔内的水抽不干净，提出水泵后采用人工清除干净。混凝土入孔可采用砼输送泵泵送入孔，坍落度按泵送混凝土控制。也可采用在井口的上方搭设支架，利用溜槽和串筒送砼入孔。串筒底面距混凝土面不大于2m，随着混凝土表面不断上升逐步减少串筒数量。串筒送砼入孔时混凝土坍落度宜控制在79cm，拌和时间不得少于90秒。严禁在井口向井下抛铲或倾倒混凝土料，以免产生离析现象，影响混凝土整体强度。每层灌注高度不得大于30cm，由井下工人用插入式振动器捣振，插入形式为垂直式，插点间距约4050cm，应做到“快插慢拔”，以保证混凝土的密实度。孔内的混凝土必须一次连续灌注完成，不留施工缝。(3)水下灌注孔内有积水且无法排净时，宜按水下混凝土灌注的要求施工。水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为200350mm，视桩径大小而定。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍。混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和,符合条件后才能使用。首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在26m。在灌注过程中，应经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深。为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部lm左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.51.0m，以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，桩头应无松散层。在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。6.0质量标准及检验方法6.1挖孔桩成孔质量按表6-1控制表6-1 挖孔桩成孔质量标准项目规定值或允许偏差孔的中心位置（mm）群桩：100单桩：50孔径（mm）不小于设计桩径倾斜度（%）挖孔：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）摩擦桩：符合设计要求，设计未规定时，对于直径1.5m的桩，200；对于桩径1.5m或桩长40m或土质较差的桩，300支承桩：不大于设计规定，设计未规定时50清空后泥浆指标相对密度：1.031.10；黏度：1720Pa*S；含砂率：2%；胶体率：98%6.2挖孔桩质成桩量按表6-2控制表6-2 挖孔桩实测项目项次检 查 项 目规定值或允许偏差检查方法和频率1混凝土强度(MPa)在合格标准内按规范要求2桩位(mm)群桩100全站仪或经纬仪：每桩检查排架桩允许50极值1003孔深(m)不小于设计测绳量：每桩测量4孔径(mm)不小于设计探孔器：每桩测量5钻孔倾斜度(mm)0.5%桩长，且不大于200垂线法：每桩检查6钢筋骨架底面高程(mm)50水准仪测骨架顶面高程后反算：每桩检查7.0劳动组织施工人员应结合工前确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。可参考表7-1、表7-2进行组织。表7-1 每孔井作业人员配备表序号工种名称人数备注1现场管理人员12井下作业人员243卷扬机操作手124电工15电焊工16爆破工17混凝土工248普工2表7-2 主要机械设备配备表序号设备名称单位数量备注1卷扬机台12空压机台13风镐台24抽水泵台125电焊机把16插入式振动棒台27照明设备套28.0安全及环保要求8.1安全要求(1) 孔桩开挖过程中，必须有专人巡视各开挖桩孔的施工情况，严格做好安全监护。桩孔必须挖一节、浇筑一节护壁，严禁只挖不及时浇筑护壁的冒险作业。桩孔护壁后，在无可靠的安全技术措施条件下，严禁破砼壁修孔。(2) 孔桩开挖应交错进行。桩孔成型后即应验收浇注桩心混凝土。正在浇注混凝土的孔十米半径内的其他桩孔下严禁有人作业。(3)桩孔开挖后，现场人员应注意观察地面和建（构）筑物的变化。桩孔如靠近旧建筑物或危房时，必须对旧建筑物或危房采取加固措施后才能施工。(4) 每作业班组不得少于3人，作业人员必须身体健康，井下作业人员必须戴安全帽、安全带，安全绳必须系在孔口。每次作业前应检查摇架架体与绳索、保险钩、制动装置是否完好有效。井内人员不得乘坐吊桶或脚踩护壁上下井孔，必须另外配备钢丝绳及滑轮并有保护装置。(5) 为防止高处落物与落物打击，在施工区域设安全警戒线，并挂示警牌。孔深挖至超过操作人高度时，应必须及时有孔口或孔内装设靠周壁略低的半园平护板。吊渣桶上下时，孔下人员应壁于护板下。护板位置应随孔深增加，往作业面下引。在孔内上下递物和工具时，严禁抛掷和下掉，必须严格用吊索系牢。(6)孔口井圈设置井盖，在完工、息停工期间应始终覆盖并