某高速公路高架桥人工挖孔桩施工组织设计

PAGE1第14页一、工程概况高速公路与广州高速公路连接线工程互通立交C3标段，出城高架是对原增槎路放射线出城高架桥的改造，需拆除部分原桥，并修建新桥与原桥相衔接，所以，1#~4#墩利用原桥的桩基、承台及部分墩身，5#~7#桥墩需利用原桥的桩基，拆除原桥的桥墩及承台，7#墩需加桩。根据设计图纸和地质资料，本桥各墩的纵横岩面起伏较大，导致部分桩基础存在同一基础又有摩擦桩又有嵌岩桩的情况，这些桩基础施工过程应时时监控，及时上报钻进情况，依据要求按实际地质情况的调整桩基终孔高程，但嵌岩深度不变，且岩石的天然极限强度符合设计要求，并相应调整钢筋笼。路线所处地段为珠江三角洲平原北部，地形平坦，沿途有一些低矮台地，经人工挖平为城市道路。上部覆盖层主要为人工填筑土（Qml）、耕植土（Qpd）、淤泥、淤泥质土、粘性土层、砂层。钻孔桩砼采用C25，采用统一品牌商品砼；普通钢筋采用I、II级，其抗拉设计强度分别为240Mpa和340Mpa，技术条件必须符合国家标准（GB13013-91、GB1499-91）的规定。经过方案比选和考虑现场工期的要求及施工实际，该地区地下水实际开挖出来并不丰富，水量较小；设计的桩基础中，已经确定了终孔标高的桩，最短只有约13.0m，并且在20~25m居多；并且考虑到现场桩基础施工场地狭窄，难以提供泥浆池的砌筑地方，并且附近交通量繁忙，很难允许大面积围蔽施工。所以经多次研究后决定部分桩采用挖孔灌注桩施工工艺，其优点主要是：施工机具简单，不受场地和孔位先后顺序限制；易控制成孔质量（桩位、倾斜度），孔底容易清理干净，成孔后不易塌孔；能直观确认支承地质情况并人为扩大桩底，从而改善桩基的受力；施工时噪音和振动小。经济对比：人工挖孔虽然增加了护壁工程量，但由于人工费比机械费便宜，尤其是遇到孤石和岩层的施工，人工优越性更大。主要是把人工挖孔的范围控制在25m深度范围内，视开挖土质进行人工挖孔桩施工；其中，不管是那一条桩是否进行人工挖孔均需要业主和监理工程师的审批后方可实施。成孔后砼用导管浇筑，人工振捣，确保砼的施工质量。护壁砼采用搅拌机自拌。二、挖孔灌注桩一般要求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。孔内产生的空气污染物不超过《环境空气质量标准》（GB3095）的有关规定。现场必须有通风措施，方可采用人工挖孔施工。挖孔过程中，应经常检查孔尺寸、平面位置和竖轴线倾斜情况，如有偏差应随时纠正；挖孔达到设计深度后，应及时进行孔底处理，必须做到无松渣、淤泥等扰动软土层，使孔底满足设计要求。三、施工流程场地平整场地平整放样定位放样定位探孔探孔人工挖孔人工挖孔护壁支护护壁支护循环测垂直度、标高循环测垂直度、标高检查桩底标高检查桩底标高验收清底验收清底钢筋笼制作钢筋笼吊装钢筋笼制作钢筋笼吊装下导管浇灌砼下导管浇灌砼制作试件桩心砼灌注制作试件桩心砼灌注清理桩头清理桩头桩基础检测桩基础检测四、技术措施开挖前准备工作：1、施工前由项目总工程师逐级进行技术、安全交底和安全教育。2、施工前根据地形、交通和施工需要设置临时围栏，防止车辆及行人闯入，并设置相应的警示标志。3、将桩位附近地面平整，清除杂物，必要时换填软土，夯打密实。4、人工挖孔桩第一节护壁应高出地面30cm。5、支搭防雨罩棚，安装提升设备，设置安全照明。6、其他：提升机具用辘轳，为了安全，辘轳上采用新购买的麻绳；装渣用塑料桶，并用铁丝局部加固。桩位放样开挖前应由控制桩位放出桩的中心位置及标高，并进行绑点标定，当一节桩孔挖好时，安装护壁模板前须用绑点来校核模板的位置。挖孔施工：1、挖土方法：挖土人工由上到下逐层用镐、锹进行，遇坚硬土层用锤钎破碎，挖至基岩用风镐，挖土顺序为先挖中间后挖旁边，按设计桩尺寸加两倍护壁厚度控制截面大小；进尺过程中，遇到大孤石，可用风钻打一排眼，然后，用粗一点的钢钎劈开。弃土装入吊篮，垂直运出，弃土地点宜设在距桩孔10m以外，开挖后，挖土及孔壁支护两个工序必须紧密配合，每挖深1m，宜即装一节护壁，不应间歇，以防塌方，每次装设支护必须挂线校正桩中线，勿使偏移。2、护壁施工：（1）、护壁砼采用C20，壁厚10~15cm，护壁一般采用100cm为一节，流砂严重地段应小于50cm一节；另见《护壁设计计算说明书》。（2）、为便于井内排水，在透水层区段的护壁预留泄水孔，并在浇灌前预以堵塞。（3）、护壁工作是十分重要的工序，影响着孔的质量和施工速度。建议采用早强水泥，加快脱模时间。浇筑护壁的振捣方法：由于空间限制，只能用人工插捣、模外敲振，要求浇筑速度快些，及时抽水，始终保持不能让水位淹没已经浇筑的砼。遇到流砂层，建议采用钢围堰护壁，待穿过流砂层，浇筑好砼后，再拆除钢围堰。3、为保证桩的垂直度，要求每浇灌完三节护壁，须校核中心位置及垂直度一次。4、挖孔时，应注意施工安全，安全注意事项见后安全措施。5、挖孔达到设计深度后，应进行孔底处理，必须做到无松渣、淤泥、沉淀等扰动过的软层，并及时用桩身同标号砂浆封底处理。排水与降水1、排水场地内多余的积水应及时排除，排水方法为在施工场地内设集水井，通过排水沟将地表水引至集水井内排除。桩孔内的水通过潜水泵抽至地面排水沟排除，集水井内积水排至邻近市政下水道。2、降水根据工程实际情况，该地段地下水含量不是很丰富，因此采用分批开挖井的办法来避免塌孔，即以先挖井为后挖井的抽水井点，以降低后挖井的水位。先挖井根据地质资料选择桩径较深的点。钢筋骨架的制作与安装1、钢筋骨架在现场加工成型，钢筋的加工严格按照设计要求和施工规范进行。2、按施工的实际桩长来决定钢筋的下料长度，根据桩的长短、施工方便来确定骨架分段制作长度，分段长度一般不宜大于12米。3、在骨架主筋外侧应梅花形绑扎砂浆预制垫块以保证保护层厚度。4、采用吊车吊放钢筋骨架时，下落速度要均匀，骨架要居中，并切勿碰撞孔壁。骨架落到设计标高后，应将它调正在桩中心位置，然后在孔口架放小钢轨或钢管，并用焊接将骨架固定，以防止骨架在灌注砼时浮升或位移。砼灌注灌注封底砼及桩心砼采用干孔灌注方法。（1）开始灌注时，孔内不宜有积水，若水超过5cm，应使用潜水泵将孔内积水抽干，然后立即灌注砼，灌注速度应尽可能快，使砼对孔壁的压力大于地下水的渗透压力。（2）、孔深超过2m时，为防止砼离析，必须采用导管灌注砼。导管应放在孔中央，且出料口离砼面不得大于2m，且应连续浇灌，分层振捣，分层高度为1.0～1.5m，砼坍落度取8～10cm。（3）、孔内砼宜一次连续灌注完毕，若因特殊情况必须停歇时，应在施工缝位置设置上下锚固钢筋，锚固钢筋的截面应不小于桩孔截面的1%，不足时需补足。五、安全保证措施人工挖孔桩系深基坑作业，要使用卷扬机、抽水机、施工用电等，因此，它不仅具有高处坠落、触电、物体打击、机械伤害等“四大伤害”的危险，而且还存在有流砂、毒气、地下水、塌方等危险。所以必须高度重视人工挖孔桩的安全技术措施，安全第一，预防为主：1、施工前根据地形、交通和施工需要设置施工围蔽及临时围栏，防止车辆及行人闯入，并设置相应的警示标志。2、挖孔人员应为18~35岁的男性青年，并经过健康检查身体良好和井下、高空、用电、简单机械和吊装等安全培训考核合格；每孔专业人事应不少于三人，参加挖孔的工人，事先必须检查身体，凡患有精神病、高血压、心脏病、癫痫病及聋哑等病人不能参加此项工作。3、现场施工人员必须戴好安全帽、穿好防护鞋，开卷扬机（指井上）和井下工作人员必须拴好安全带、系好保险钩由孔口人员负责随作业面往下松长；并且做好桩周施工范围的排水工作，防止水在井壁浸流以免塌孔。4、孔内必须有低于12V的低压照明，供电线路必须装漏电保护装置。一切电源、电器的安装与拆除，需由持证电工专管，非机电操作人员，不允许操作机电设备，如翻斗车、搅拌机、卷扬机、电焊机和电葫芦等，应由专人负责操作。5、井口首节护壁要高出地面0.2～0.3m，附近不可堆土、石等物，出泥应及时清运。上、下孔必需使用爬梯、严禁用手脚爬踩孔壁或乘吊渣桶上下。6、每天上班前及施工中，应随时注意检查辘轳轴、支腿、绳、挂钩、保险装置和吊桶等设备和工具是否完好。发现有破损现象时，应及时修复或更换。对正在开挖的井孔，应对井壁、混凝土支护以及井中气体进行检查。当井深到一定程度时，上班前可用小动物（如鸡、兔、猫等）用笼装上放入井底事先测试，如发现异常情况，应采取安全措施后，方可继续施工。7、井口支架必须牢固稳定，必须使用带自动卡紧的提升系统；井底抽水时，应在挖孔作业人员上地面以后再进行，抽水采用一机一闸一保险，电缆应采用YHS潜水电机用防水橡皮护套电缆，不得有接头，更不得承受外力，末级电箱应装漏电保安器。8、井孔上、下应设可靠的联络信号，井下人员工作时间不得超过4h，应勤换井下作业人员。挖孔作业进行中，当人员下班休息时，井口必须用盖盖好，并设安全标志。。9、挖孔开挖过程中，应经常检测井内有无毒害气体和缺氧现象。开挖深度超过5米，每天开工前应用气体检测仪器进行有毒气体检测。挖孔时，应经常检查孔内CO2及有害气体的含量，如超过0.3%，或当桩深超过10m时应有通风设施，防止孔下缺氧，引起作业工人伤亡。特别是在深孔中作业时，应特别注意孔内工作人员的通风换气，拟打算用空气压缩机向孔底输送新鲜空气，确保孔内空气达标。10、当桩孔开挖孔深挖至超过操作人高度时，就必须在孔口及孔内装设半圆钢筋平护板。取土吊斗升降时，挖孔人员应在护盖下面工作。挖空作业停止时必须用平护板将孔口封蔽。一孔进行混凝土浇注时，相邻两孔的挖孔人员应停止作业，并撤出井孔。11、井下通讯联络要顺畅，施工时保证井口有人。井下工作人员必须经常注意观察，检查井下是否有存在塌方、涌水和流砂现象，以及空气和水的污染情况，如发现异常情况停止作业并通知监理及业主，及时处理。12、挖孔、护壁、浇注桩芯过程中如遇意外，急需进行安全抢救或技术处理时，必需严密急救组织和急救工作，且按照相应的技术安全措施：孔口边2m范围内不得有任何杂物。堆土应离孔口2m以外，同时必须对井孔进行防护：=1\*GB3①雨季施工应设砖砌井口保护圈，高出地面150mm，以防地面水灌入；=2\*GB3②井口一节混凝土护壁、应高出400mm的井沿，厚度同护壁，一方面保护井口，另一方面防止物体滑入井中伤人。13、严格照明、通风。=1\*GB3①井挖在4m以下时，需要可燃气体测定仪检查孔内作业是否有沼气，若发现有沼气，应妥善处理后方可作业；=2\*GB3②下井前，应对井孔内气体进行抽样检查，发现有毒气体含量超过允许值，应将毒气排除后，方可下井作业；=3\*GB3③上班前，先用鼓风机向井底通风，必要时送氧气，然后再下井作业，在其它有毒物质存放区施工时，应先检查有毒物质对人体的伤害程度，再确定是否采用人工挖孔桩方法；=4\*GB3④井孔内设100w防水带罩灯泡照明，并采用12V低电压用防水绝缘电缆引下，井上现场可用24V低压照明，现场用电均需安装漏电保护装置；=5\*GB3⑤井内也可使用安全矿灯或应急灯作照明，这样比较安全可靠。14、施工现场的道路必须畅顺，无积水。井下作业人员采用土萁或吊桶装土、石块不能装得太满，防止在吊运时掉下伤人；每个井孔必须三人作业，最少两人。井上人员要时刻观察井下动静，保护好井下作业人员的安全，不得擅自离开井口。除上述之外，根据不同的地质、环境和条件，还可以在现场增加一些措施，但在制定方案时，必须要结合实际、针对性要强，以确保人工挖孔桩的施工安全。六、应急预案人工挖孔桩施工危险性较大，事故具有不确定性和偶然性，所以必须提前做好预案，过程控制，把安全事故处理在萌芽中，确保安全施工，文明生产：挖孔桩施工前和施工过程中，一定要严肃纪律制度，规范人工挖孔桩的操作工艺。首先要对民工进行三级教育，安全、技术交底；现场时时监督，安全员全程跟踪施工情况，及时向项目部领导反映情况，把所有问题均处理在萌芽中。坍塌：坍塌事故主要是由于土压力太大或者出现流砂等不良地质现象方才发生。所以必须进行过程控制，分析找到事故发生的源头：若出现流砂，孔底人员立即从孔内撤除，出孔后再研究事故原因和对策。计算不同深度下的护壁厚度和材料情况，并根据施工深度进行调整，确实要达到使用要求。孔内遇到岩层可以考虑是否采用爆破，特别注意应具备爆破施工许可证后方可组织有关人员进场施工。爆破施工应采用专门设计重新报业主和监理工程师及其他有关部门审批。宜采用浅眼松动爆破法，严格控制炸药用量并在炮眼附近加强支护，孔内爆破后应先通风排烟15min，并检查有无有害气体后，施工人员方可下井继续作业。当遇到岩层硬度较大，并且施工进度缓慢，此时，可考虑改用冲孔灌注桩施工。并且建议长桩时，均可采取人工挖孔于冲孔相结合的施工方法。防止高处坠落，深孔中作业时，一定要注意孔外的现场管理：禁止闲人进入现场；并要清扫孔周，排除堆放物，以防坠入孔内。事故一旦发生，应立即分析原因进行抢救，并按照事故申报程序向上级反映实际情况。立即组织人员对受伤人员进行救护，并控制现场局面。在等待医生到来之前，可以组织有经验的人对伤员进行照顾和救护。所以还要求现场项目部配备一定的救援物资和药品等，防止措手比及。仅有了有效的施工方案和措施还不够，还必须建立健全工地的安全管理体系和安全管理制定来保证方案和措施的贯彻执行。俗话说：“安全工作，严是爱，松是害’”，要强化安全管理，同时要进行定期或不定期的安全检查，发现问题按“三定一落实”及时整改。要抓好安全教育，从目前看，由于农民工居多，有的缺乏人工挖孔桩的知识和经验，特别是井下作业人员必须有一定的施工经验和应变能力。七、质量检验标准孔中心位置偏移不大于5厘米。孔径不少于设计桩径。倾斜度少于1/200。孔深不少于设计深度。附件一：护壁设计计算说说明书3、护壁配筋计算算（1）护壁受土压力力计算qh=Kp（γ土+γ水）×h+q杂式中：qh——h深处的土土压力和水水压力；Kp—土压力系系数，此处处多为粘土土和砂土，取取较大值为为1.00；γ土—土的容重；γ水水—水的比重重；h—井的深度度；qk—地面活荷载，取取值为5kN/m2。（2）护壁受力分析析（如图3）把整个个护壁分成成节段进行行受力分析析，可以把把各点的受受力转化为为四边嵌固固板进行计计算。计算算时在容易易破坏截面面进行配筋筋计算，即即在弯矩最最大的部位位。（3）可由工程结构构力学进行行受力分析析，根据《公公路桥涵手手册-基本资料料》四边嵌嵌固板中均均布荷载的的受力体系系查表计算算得：（a/b==3