挖孔桩施工工艺及方案.doc

澧水特大桥挖孔主要施工方案一、 工程概况1. 工程数量：澧水特大桥共计172根桩，桩长一般为30m左右，桩径有1.50、2.00、2.50米三种。2. 地质情况：根据钻探资料，桥位处两岸和琵琶洲上第四系覆盖层约9.715.0m，其中卵石层厚510m，分布稳定，河床中分布很薄；桥位处下伏基岩为志留系页岩，岩层分布稳定，产状平缓，枯水季节地下水位低，基岩强、弱风化层中的裂隙，或填充泥质物，或呈闭合状，透水性较差。二、 施工工艺挖掘的一般工艺要求（1）挖掘时，不必将孔壁修成光面，要使孔壁稍有凸凹不平，以增加桩的摩擦力。挖孔时如有水渗入，应及时支护孔壁，防止水在孔壁浸泡流淌造成坍孔。渗水应设法排除。（2）桩孔挖掘及支撑护壁两道工序必须连续作业，不宜中途停顿，以防坍孔。（3）挖孔如遇到涌水量较大的潜水层承压水时，可采用水泥砂浆压灌卵石环圈，或其他有效的措施。（4）挖孔达到设计深度后，应进行孔底处理。成孔质量要求1孔的中心位置（mm群桩：100；单排桩：502孔径（mm）不小于设计桩径3倾斜度小于0.5%4孔深摩擦桩：不小于设计规范 支撑桩：比设计深度超深不小于50mm挖掘时应注意一下事项：挖孔时，应注意施工安全，挖孔工人必须配有安全帽、安全带、安全绳，必要时应搭设掩体。取出土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具，必须经常检查。井口周围须用混凝土制成框架围圈予以围护，井口围护应高于地面20-30cm，以防土、石、杂物滚入孔内伤人。为防止井口坍塌，须在孔周围用混凝土护壁。挖孔时还应经常检查孔内的二氧化碳的含量，如超过0.3%，或孔深超过10m时，应用机械通风。挖孔作业暂停时，孔口必须罩盖。井孔应安设牢固可靠的安全梯以便于施工人员上下。孔内爆破施工应注意以下事项：1、必须打眼放炮，严禁裸露药包。对于软岩石炮眼深度不超过0.8m，对于硬岩石炮眼深度不超过0.5m。炮眼数目、位置和斜插方向，应按岩层断面方向来定，中间一组集中掏心，四周斜插挖边。2、严格控制用药量，以松动为主。一般中间炮眼装硝铵炸药1/2节，边眼装药1/3节1/4节。3、有水眼孔要用防水炸药，尽量避免瞎炮。如有瞎炮要按安全规程处理。4、炮眼附近的支撑应加固或设防护措施，以免支撑炸坏引起坍孔。5、孔内放炮后须迅速排烟15min。可采用铁桶生火放入孔底，促进空气对流；或用高压风管或电动鼓风机放入孔底吹风等措施。6、一个孔内进行爆破作业，其他孔内的施工人员也必须到地面安全躲避。井口开挖组织三班连续作业，架设三脚架，用10KN慢速卷扬机提升。挖掘程序视土层性质及桩孔布置而定，土层紧密，地下水不大时，一个墩台的基础可同时开挖，但渗水量大的一孔应提前开挖，集中抽水以降低其他孔位的水位，土层松软，地下水位较大时，宜对角开挖防止孔间间隔太薄造成坍塌。挖掘有承台的桩孔时，一般应先挖桩基，后挖承台底板基座。2护壁：根据本合同段地质情况，为确保施工安全，拟采用现浇内外齿型钢筋混凝土砼护壁，砼护壁中适当配16-18的钢筋。井孔护壁厚度由地下最深段产生最大土压力及水压力条件确定。遇地层条件特殊不好，在砼护壁中适当配6-8的钢筋。护壁模板采用自制的钢模板，每节由三块拼装而成，每节高度宜为1-1.2米。浇注砼时，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号-8号槽钢圈顶紧，钢圈由两个半圆圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便于浇注砼和下节挖土操作。第一节砼护壁宜高出地面20cm-30cm，使其成为井口周围阻挡以防井上土石及其他物体滚入井下伤人，并便于挡水和位。 挖孔护壁示意图孔径3、钢筋骨架制作及安装根据施工条件，挖孔灌注桩钢筋骨架可在孔外预扎后吊人了孔内，也可在孔内绑扎。为使钢筋骨架正确牢固定位，除主筋上安设钢筋“耳环”或混凝土垫块外，也可在孔壁上打人钢钎，用钢丝与主筋绑扎使其牢固定位。4、灌注混凝土（1）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6mmmin)时，可采用在空气中灌筑混凝土桩的方法，其技术要求除符合公路桥涵施工技术规范（TJ041-2000）有关规定外，还应注意以下事项：a用导管灌注混凝土时，可在导管中自由坠落，导管应对准中心。开始灌注时孔底积水深不宜超过5cm，灌注的速度应尽可能加快，使混凝土对孔壁的压力尽快地大于渗水压力，以防水渗入孔内。b桩顶或承台、系梁底部2m以下灌注的混凝土，可依靠自由坠落捣实，不必再用人工捣实：在此线以上灌注的混凝土应以振捣器捣实。c孔内混凝土应尽可能次连续浇筑完毕，若施工接缝不可避免时，应按照施工规范关于施工缝的处理规定处理，并律设置上下层的锚固钢筋。锚固钢筋的截面积应根据施工缝的位置确定，无资料时可按桩截面积的1配筋。施工接缝若设有钢筋骨架，则骨架钢筋蚕面积可在1配筋面积内扣除；若骨架钢筋总面积超过桩截面的1；则可不设锚固钢筋。d混凝土灌注至桩顶以后，应即将表面已离析的混合物和水泥浮浆等清除干挣（2）当孔底渗入的地下水上升速度较大时（参考值大于6mm/min），应视为有水桩，按钻孔灌注桩用导管法在水中灌注混凝土。灌注混凝土之前，孔内的水位至少应与孔外稳定水位同样高度；若孔壁土质量坍塌，应使孔内水位高于地下水位1m一1.5m。（3）当渗水较大时，严禁边抽水边灌注砼孔底积水不宜超过5cm.5、排水(含遇到潜水层的处理)在挖孔桩成孔的施工过程中，排水工作至关重要。其工作内容如下：（1）一般性排水除挖掘顺序中述及的有关排水要求外，还要注意下列事项：a除在地表墩台位置四周挖截水沟外，并应对从孔内排出孔外的水妥善引流远离桩孔。b孔内渗水量不大时，可用铁皮桶盛水，人工提引排走，渗水量大时，可用小水泵排走孔深小于水泵吸程时，水泵可设在孔外；倘若孔深大于水泵吸程， 须将水泵吊人孔内抽水。c在灌注混凝土时，若数桩孔均只有小量渗应采取措施同时灌注，以免将水集中一孔增加困推。若多孔渗水量均大，影响灌注质量时，则应一孔集中抽水，降低其它各孔水位，此孔最后用水下混凝土灌注施工。（2）挖孔遇到潜水层承压水的处理 挖孔时如果遇到涌水量较大(90m3h以内)的潜水层承压水(水头9m，压力90kPa)，可采用水泥砂浆压灌卵石环圈将潜水层进行封闭处理，效果较好，做法如下：a首先用水泵将井孔内水排尽；然后把潜水面沿孔壁周边完全开挖出来；再在孔壁设计半径外面开挖环形槽。b在孔底干铺20cm厚卵石层，其上安设5mm厚、高度稍大于潜水层的钢板圈，其内径等于桩径。在钢板圈内卵石层上设置2根直径25mm的压浆钢管，其中1根作为(当另一根堵塞时)备用。压浆管埋入混凝土顶盖处焊一钢板，以利定位及防止压入的水泥浆沿管壁上流。c钢板隔离圈与孔壁之间填充卵石，其孔隙率要求在40左右。d为了省工、省料，便于继续开挖，在隔离圈内填充装泥麻包(草包)，要求填塞密实，减少孔隙。e灌筑水下混凝土顶盖，强度等级C10，厚50cm。f压浆：同一压浆管按材料分的给进程序为：先压泥浆，将钢板圈内的空隙用泥浆填充，以节省水泥；次压纯水泥浆，因其流动性好，裂缝很小亦可压浆；最后压进水泥砂浆，其配合质量土为1：1。砂浆中可掺入合适的早强剂，各种压浆均以稠度来控制。稠度用砂浆流动度测定器来测定，以s表示。泥浆稠度要求2s6s，稠水泥浆或水泥砂浆稠度要求2sl0s。压浆机具可用灰浆泵，压力0.3Mpa0.4MPa即可。(7)封闭完成继续开挖：封闭完成48h以后可将水抽尽，水位不上升，即可用风镐将混凝土下盖凿去孔径范围之内的部分，并吊出装泥麻包，拆除钢板圈，继续进行挖孔工作。水下砼灌注备选方案1、水下混凝土的灌注（1）砼灌注前重新用测锤测量一次孔的深度，并与以前的测量结果及导管埋置的长度进行检查对照，检查导管是否被堵塞，重新计算一次导管距孔底的距离，使其保持在2040cm范围内，因桩径大，为使灌注的砼下落至孔底后能顺利、快速扩散至孔壁，导管下口距孔底间隙取40cm。（2）砼的灌制。灌注桩的砼标号为25，在施工现场配制要求有良好的和易性和流动性，所用材料采用425#硅酸盐水泥并加入1缓凝剂，粗骨料为卵石，采用二级级配，直径0.54厘米。细骨料为中砂，配合比由试验室审定，拌和站严格控制原材料的用量及拌制时间，坍落度控制在182.2厘米范刚内。砼的坍落度过小，容易使砼离析，当砼浇注时由于骨料集中而堵塞导管，离析的砼下到孔内容易形成桩内粗骨料层，造成断柱。（3）首批灌注混凝土数量。导管上口设置储料罐，首批灌注砼的数量采取满足导管初次埋深大于1米的要求，而选用1.5米，经计算，储料罐容积按4立方米制作，第一批砼入仓后，将储料罐搬掉，换一个小漏斗，通过砼输送泵直接泵入漏斗，通过导管浇注到桩孔内。（4）砼灌注桩标高控制。砼灌注过程中，需经常测定已灌砼的表面标高，以决定导管埋深多少，是否需要拆卸导管和终止砼浇注。由于孔底泥渣沉淀物末彻底清除，在首批灌注时被翻到砼表而，以及砼灌注过程中有撒落的砼，同时测锤太轻无法达到砼表面，因此易造成误测，致使过早停止灌注，发生桩头浇短现象。经实践，这种方法控制砼灌注高度比较准确。2、施工过程中的预案及处理措施（1）砼堵管的原因及处理砼堵管的原因主要有两种，第一种是导管底端被泥砂等物堵塞，第二种是砼离析使粗骨料过于集中而卡塞导管。第一种情况多发生在第一罐砼下注时，由于导管距孔底的距离保持不够，因安装钢筋及导管时间过长，孔内淤积加深，此时的处理办法是用吊机将料斗连同导管一起吊起，待砼灌注畅通后再把导管放置回原位。第二种情况多发生在砼浇注过程中。处理办法是把导管吊起，快速向井架冲击，应注意的是切不可把导管提出砼面以外。（2）钢筋笼上浮在砼浇注过程中，砼浇注速度过快，钢筋骨架受到砼从漏斗向下灌注时的位能而产生的冲击力，砼从导管流出来向上升起，其向下冲击力转变为向上顶托力，使钢筋笼上浮，顶托力大小与砼灌注时的位能、速度、流动性、导管底口标高、首批的砼表面标高和钢筋骨架标高有关。预防措施：a砼底面接近钢筋骨架时，放慢砼浇注速度；b砼底面接近钢筋骨架时，导管保持较大埋深，导管底口与钢筋骨架底端保持较大距离；c砼表面进入钢筋骨架一定深度后，提升导管使导管底口高于钢筋骨架底端一定距离。（3）堵管的预防措施a砼加入适当缓凝剂；b导管埋深控制在26米；c遇故障时适当活动导管；d用超重机及时起吊，不可犹豫； （4)断桩预案及处理措施断桩的产生因素有几种，如在施工中导管口拔出砼面；砼的坍落度较小，存在导管内不下落等。但是不论什么原因，出现事故后不要紧张，首先分析原因，做出正确判断，然后采取措施。出现问题时，可将导管全部从孔内拔出，看看导管内是否还存有砼，然后量出导管下口直径尺寸，并以此尺寸用气割割一块厚度mm的圆型钢板，堵在导管下口，钢板外圈的毛刺要用砂轮磨光，然后用层塑料薄膜封注钢板和导管下口，再用电工胶布把塑料薄膜缠在导管外壁上，使导管下部成为一个密封的整体，这样就可以按常规的下导管方法，重新下导管，待导管下口接触到孔中的砼面时，由于导管自重较轻，再加上自身的浮力，导管口进入砼内部的深度不大，此时可用吊车的臂向下压导管，直至埋进砼2.53米，具体的深度视实际情况而定，下一步便可以按照正常的灌注程序继续灌注了。几点注意事项及说明：（1）导管从孔内拔出到重新下导管这段时间内，各道工序的工作要迅速，以节约时间，防止时间耽误过长，砼初凝而造成无法灌注。（2）导管下口的钢板是抵抗孔内水压力的，塑料薄膜是起密封作用的，为防止孔内的泥水进入导管内，如果没有钢板支撑，塑料薄膜进入水内一定深度后，由于水压力的作用，薄膜将会被压爆，因此电工胶布要多缠些。一定要捆绑结实，这样一是防止漏水，二是避免多余的薄膜进入砼中，而影响质量。（3）重新下导管时，由于孔内压力较大，要随时观察导管内是否漏水，具体方法可用手电筒照射观察，或用投掷小石子听其水声还是敲击钢板的声音，直至压入砼内。如有漏水，整个程序还需重来。（4）导管下口压入原砼中的深度，应视断桩原因而定，断桩后导管内或料斗中都存有部分砼，提升导管后，在顶面会留下定厚度的离析砼，导管的插入深度一定要超过这个厚度，以保证桩的质量，若插入较深，对后期的灌注是很有利的，如灌注时砼不流畅，可以上下升降导管。（5）整个施工程序要快中有序，不能忙中出错，或在灌注中出现其它问题。根据我公司在的施工经验，用此方法处理过的断桩，在用仪器验桩时，报告结果该桩为一类桩，证明此方法是可行的，对桩的质量是不会造成影响三、 人员、机械设备挖孔人员安排表序号工种人数备注1模板工10负责模板制作安装。2混凝土工10负责混凝土的浇注、振捣。3清渣工260负责井孔的开挖和弃土的倒运。4爆破技工5负责炸药的领取、保管和安装。5机械工5负责机械设备的保养和维修及正常运转。6电工5负责用电的接入和管理。7钢筋工10负责钢筋的制作和加工。8安全员5负责施工安全设施的保管和安全检查、督促工作。机械设备进场清单序号名称型号数量备注1变压器500KVA1供电。2变压器315KVA1供电。3发电机30kw2备用。4电动绞架10 kw30井中垂直运输。5空压机2.6 kw106风镐307凿岩机58模板209风钻2工区负责人技术员安全员材料员爆破作业组模板作业组混凝土作业组钢筋作业组清渣第一作业组清渣第二作业组。工区组织机构图四、 组织机构各工区除接受经理各部门监督领导以外，各工区还建立自己的严格管理体系，确保各项工作的顺利开展。五、 安全生产1. 建立健全安全生产