公路特大桥人工挖孔桩基础及孔内爆破施工方案

1公路特大桥人工挖孔桩基础及孔内爆破施工方案目录一、工程概况二、编制依据三、地质特征及选取原因1、地质特征2、选取原因四、使用机具、设备情况五、计划工期六、人员组织七、施工方法1、准备工作2、桩位放样3、桩孔开挖4、通风照明25、桩孔护壁6、终孔检查处理7、安放钢筋笼8、混凝土的灌注与运输：9、截桩头10、挖孔桩质量检验11、桩基检测12、采用爆破掘进时注意事项八、质量、安全生产、文明施工、环境保护保证措施1、质量保证措施2、安全生产保证措施3、文明施工保证措施4、环境保护保证措施九、突发事件应急预案1人工挖孔桩（专项）施工方案一、工程概况XX至XX高速公路XX至XX段项目起于XX市XX县XX镇，对接拟XX高速公路XX至XX段，总体呈东西走向，经XX市XX县、XX市XX县，终于XX市XX县XX镇，对接已建成通车的XX高速公路XX段。本标段位于XX市XX县，经XX镇、XX镇，起点里程K132+020，终点里程K142+000，全长9.98Km。本标段根据现场实际情况，现拟定XX大桥、XX大桥、XX互通主线桥、XX大桥、XX互通主线桥、XX大桥等共142根桩基采用人工挖孔桩施工。具体桩号见附表一二、编制依据1、《XX省XX至XX高速公路XX至XX段两阶段施工图设计》2、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011)3、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）4、XX公司相关施工经验三、地质特征及选取原因1、地质特征项目区起于XX山脉西侧，山系多呈北东-南西向展布。地貌类型总体属于长2期风化剥蚀丘陵地貌区。地势总体西高东低，海拔标高介于130～500m之间。线路沿线主要分布岩浆岩。地层主要为第四系及燕山期岩浆岩。第四系地层较发育，广泛分布于全标段。主要发育河谷冲积平原、阶地，为沿河流谷地和盆地分布的冲洪积粉砂、砂、粉砂质粘土、卵砾石、漂石层等。山间或丘间谷地、山前坡地，台地分布有坡残积含砂砾粘土和粉质粘土、角砾土和碎石土。分布不均匀，一般厚度2m～10m不等。属I级松土～3级硬土。2、选取原因2.1根据本项目两阶段设计图纸地质情况，大部分桩基属于嵌岩桩，需深入中风化花岗岩，使用冲击式钻机在该地层中施工工效极低，直接影响关键线路工期。且部分桩基施工范围狭小，若采用钻孔桩需配备泥浆池，安放钻机等占用场地较大。根据XX公司多年人工挖孔灌注桩施工中取得的经验（最大孔深40m、最大孔径2.2m），故在本工程中部门桩基采用人工挖孔方式具有相当程度的可行性。2.2本项目桥台桩位及部分桩位处于半山腰，无地表渗水，部分桩基原地面标高高出设计桩顶标高10m左右。如采用钻孔桩施工，施工场地面积要求严格，同排桩基按照实际需要宽8m，长34m计算，坡比按照1:1.5放样，则部分桩位需开挖5000m3-7000m3土方，施工难度较大。考虑该地区地下水比较丰富，在3人工挖孔时通过采用桩孔钢筋混凝土护壁，配备稍大于渗水量的抽水机，就能有效保证人工挖孔的顺利实施。2.3在人工挖孔时，通过制定详尽的安全技术措施并督促落实，对挖孔人员进行安全交底，落实安全生产责任制，就能将人工挖孔的安全风险降到最低。2.4人工挖孔桩在全、强风化层中每天能完成1.2m，在中、微风化花岗岩中，以钻爆方式开挖每天能完成1.2m以上。本标段桩长平均深度以25m计算，大约15天就能完成桩基挖孔，人工挖孔比冲击钻效率较高，不仅能保证关键线路工期，还能为下道工序腾出充裕时间。四、使用机具、设备情况取渣设备：卷扬机10台，风钻、风镐、吊桶、短柄铁锹若干，空压机4台、滚筒式搅拌机1台排水设备：潜水泵15个（设逆流阀）、抽水管1000米排风设备：鼓风机10台、φ7.5PVC管500米钢筋笼吊入设备：25t吊车1台施工用水：利用沟渠河流及打井取水施工用电：接入网电，自备两台60KW发电机应急钢筋加工设备：电焊机6台、切割机2台、镦粗机1台、滚焊机1台4混凝土使用设备：混凝土罐车7台，混凝土振捣棒20只应急设备：氧气袋，低压、气体检测仪、防爆照明灯，活动软梯，安全帽，安全活动盖板，隐体等若干。五、计划工期为实现总体施工工期的目标，我项目部将严格按照实施性施工组织设计的总体进度安排，合理组织施工生产，保证工程顺利完成。总体施工时间为：2013年8月15日-2013年11月20日六、人员组织1、管理人员计划为保证人工挖孔顺利、安全进行。我项目成立管理人员组织全面负责该工程。管理人员一览表序号工种人员主要负责人1现场负责人员22技术管理人员33专职安全人员24试验人员35质检人员256现场施工员22、劳动力人员计划为保证施工进度目标及人员安排合理，人工挖孔桩需配备如下劳动力。序号工种人员备注1挖孔工202混凝土工63司机64电工15电焊工26修理工17普工68总计40七、施工方法1、准备工作1.1平整场地，清除坡面危石浮土，坡面有裂缝或坍塌迹象时应加设必要的保护，铲除松软土层并夯实。61.2排水设施，孔口四周挖30cm×30cm的排水沟，作好排水系统，及时排除地表水，搭好孔口雨棚，安装提升设备，布置好出碴道路，合理堆放材料和机具，不使孔壁压力增加影响施工。1.3工艺流程2、桩位放样根据测量定位后的准确位置，在整平清理好施工场地后，采用C30混凝土浇筑护圈，护圈厚度不小于40cm，护圈标高高出孔口原地面标高不小于30cm。设计桩顶有系梁时，护圈顶面标高应与系梁底标高保持一致；在护圈外侧设排水沟，防止孔口杂物掉入孔内伤人及地表水流入孔内，在护圈顶部以骑马桩形式设置护桩，护桩交叉铅垂线与桩中心铅垂线重合，确保桩中心位置偏差不超过规范规定的允许误差，单排桩≤20mm，经监理工程师检查批准后，开始进行挖孔作业。桩基施工完成后，保留护圈结构，作为立柱或系梁施工场地硬化的组成部分。3、桩孔开挖表层土及全风化花岗岩层自上而下逐层用镐、锹开挖，强风化花岗岩层用风镐撬挖。中风化、弱风化花岗岩使用手持式风钻钻爆破孔，炮眼深度为0.5～1.0m，装药前在桩孔中心掏槽捣眼，通过增加临空面来提高爆破效果。桩孔开挖断面为设计桩径加2倍的护壁厚度，桩孔开挖高度（每节）根据地质条件而定，7全强风化层为0.5m。每孔挖完一节，必须由孔口吊线检查并修边，保证桩身垂直度，并使孔壁上下顺直一致。孔内土石方装入活底吊桶，通过孔口提升装置提升至地面，用手推车运至距井边3m以外集料点。4、通风照明4.1挖孔至一定深度后，应设置孔内照明系统。孔内照明使用36V安全矿灯，所用电线、电缆具有足够的强度和绝缘性能。4.2根据孔深、不同的地层等情况进行通风。爆破后应向孔内送风，通风时间不低于15分钟，且待排出有毒气体后，施工人员方可进行孔内作业；当孔深超过10m时，应鼓风机向井下送风，风量不宜小于25L/S；每次下井前对孔内气体进行检查（可放动物测试），防止有毒气体中毒和缺氧情况发生。5、桩孔护壁为防止塌孔和保证施工安全，挖孔桩在开挖施工中采用（钢筋）混凝土护壁，上下两节护壁间搭接5cm以上。综合设计桩径、地质及地下水等因素来考虑，确定护壁采用内齿式阶梯形型式，护壁砼强度等级C30，支护厚度为15～20cmcm。全风化层桩孔护壁型式如下图1-2所示。在全风化层及地下水位较多的强风化层，在护壁砼中加配光圆钢筋，配置规格为：环向钢筋φ6，间距200mm；纵向钢筋φ12，间距200mm；上下护壁间连接8钢筋采用φ8，间距400mm。环向筋、纵向筋、连接筋间绑扎连接，纵向筋、连接筋两端弯钩。渗水量不大的强风化层，采用素混凝土护壁，护壁砼强度及、支护形式与上同。中风化及弱风化花岗岩地层较好，可不支护。为加快挖孔桩施工进度，可在护壁砼中加入水泥用量1%～2%的早强剂，对地下水较多的地层，还可加入速凝剂。每节挖土完毕后立即立模浇筑，浇筑采用吊桶运输，人工撮料入仓，钢钎捣实，混凝土坍落度控制在8～10cm范围内。混凝土浇筑完毕24h后，或强度达到4Mpa时方可拆模，每节护壁均应在当日连续施工完毕。拆模后发现护壁有蜂窝、露水现象时，应及时用高标号水泥砂浆进行修补。每节护壁做好后，必须在孔口用“十”字线对中，然后由孔中心吊线检查该节护壁的内径和垂直度，如不满足要求随即进行修整，确保同一水平上的护壁任意直径的极差不得大于50mm。护壁采用C30混凝土，护壁厚度的计算过程如下：在进行人工挖孔桩护壁厚度计算时，取本工程最大孔径1.8m，孔深取36.5m，根据中国公路工程咨询集团有限公司所做的工程地质勘测报告可知内摩擦角取最小值10度，在勘探深度范围内未发现地159下水。土石的重度取最大26kN/m3，水重度取10kN/m3。为了防止塌方，保证操作安全，大直径人工挖孔桩大多采取分段挖土、分段护壁的方法施工。分段现浇混凝土护壁厚度，一般取受力最大处。地下最深段护壁所承受的土压力及地下水侧压力，由此计算确定护壁厚度。设计护壁厚度为t，可按下式计算：t≥Kn/fc或t≥KpD/2（fc）当挖孔无水时：p=γHtg2(45°-φ/2)当有地下水时：p=γHtg2(45°-φ/2)+（γ-γw）（H-h）tg2(45°-φ/2)+γw（H-h）根据当挖孔有少量渗水时，则以备用的小口径水泵将渗水抽出孔外，并加强孔壁支护，防止渗水浸流，造成塌孔。如遇到渗水量较大的承压水时，采用水泥砂浆压灌卵石环圈集中排水，防止孔与孔之间渗水互流造成塌孔。桩孔开挖时，严格按规范操作，每层孔径、垂直度、护壁模板安装及加固均由现场技术人员检测合格后才可进入下层开挖。桩距较小时，相邻桩基严禁同时开挖。５.2开挖过程中的岩样取留、记录方式现场施工时，由技术员随时跟班作业，正常情况下每孔2m取样10一次，做好标记及记录，记录的内容有：岩石分类、桩号、桩径、取样时间、孔深等，当进入微风化层或距桩底3m左右时，及时报请监理工程师检查验收，鉴定嵌岩界面，作为桩基嵌岩深度的基准，并留取岩样。５.3坚硬岩石的挖掘方式当孔深进入弱风化岩层时，人工开挖凿除较为困难，此时可采取少药多炮的浅眼松动爆破方式掘进，人工配合卷扬机提升出渣，在挖深超过6.0～10.0m时，爆破后要持续半小时以上，待粉尘散尽后方可继续开挖，孔深超过10m的桩要对其进行通风设施保证施工人员安全。挖孔顺序严格按照规范要求错开桩位间隔开挖，并控制爆破用药量和进尺深度且距离桩底标高2m范围内不得实施爆破作业，不得影响到自身和相邻桩孔护壁质量，及相邻桩基的成桩质量。采用人工凿除的方法开挖到位，防止松动孔底，影响地基承载力。具体爆破方案如下：５.3.1挖孔桩爆破采用竖井爆破法进行设计（以桩基孔径为1.5m为例）５.3.1.1孔眼的布置：炮眼呈同心圆布置，同心数目为三圈，靠近11开挖中心的为掏槽眼，外圈为周边眼，中圈为辅助眼。a)掏槽眼：掏槽眼比其他炮眼深0.2～0.3m，布置1个。b)周边眼：沿周边布置9个，眼距取0.4～0.5m。c)辅助眼：沿掏槽眼周边布置5个。3.3.1.2爆破参数的确定a)炮眼直径：采用手持式凿岩机钻孔，钻孔孔径取Ф=35～40mm。b)炮眼深度：周边眼0.6m,掏槽眼0.8m，辅助眼0.8m。c)单位炸药量：采用类比法，q取值1.8kg/m3。d)掘进每循环所需炸药量：Q=q×s×L×ŋ＝1.8×1.77×1.10×0.8=2.8kgQ-掘进每循环所需炸药量，kg；q-炸药单耗，kg/m3s-掘进断面积，m2L-平均炮眼深度，mŋ-炮孔利用率，一般为0.8～0.95；根据岩层特性和参考资料，炸药量Q一般取2.8～3.5kg。12八、质量、安全生产、文明施工、环境保护保证措施1、质量保证措施（1）加强质量教育，强化全员质量意识；（2）加强原材料质量控制；（3）认真领会设计意图，全面掌握设计文件内容，认真细致的做好各级技术交底工作，按批准的施工组织设计及施工方案组织施工；（4）严格管理，加强施工过程控制。每道施工工序施工前，编制相应的技术交底书、安全交底书，并下发至工班认真学习，作为施工依据，用以指导施工。（5）在施工过程中，做到施工操作程序化、标准化、规范化，要贯穿工前有交底、工中有检查、工后有验收的“一条龙”操作管理办法。（6）