人工挖孔桩基础及孔内爆破施工方案1.doc

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
5、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

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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/T F50-2011)
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
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
2

2
技术管理人员
3

3
专职安全人员
2

4
试验人员
3

5
质检人员
2

6
现场施工员
2

2、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
20

2
混凝土工
6

3
司机
6

4
电工
1

5
电焊工
2

6
修理工
1

7
普工
6

8
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。
1.2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，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。
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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4 Mpa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下水。土石的重度取最大26kN/m3，水重度取10 kN/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=2.8kg
Q-掘进每循环所需炸药量，kg；
q-炸药单耗，kg/m3
s-掘进断面积，m2
L-平均炮眼深度，m
ŋ-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。
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）加强工程质量检查与检测。施工中施工人员要坚持“三检”制度，即自检、互检、交接检制度。每道工序必须经质检人员检查，经监理工程师检查合格并签证后，方可进行下道工序的施工。
2、安全生产保证措施
2.1预防坍塌的安全保证措施
2.1．1在施工过程中严格按施工要求做护壁，一护到底。特别是第一节护壁必须认真作好，应高出自然地面30cm，壁厚最小厚度不小于10cm。松软（散）地层应适当配筋，环筋直径为6mm，间距为20～30cm，每节竖筋应互相对应，连接在一起，采用180o回钩，回钩长度不得小于10cm。保持护壁圆度和同心度，不许呈梅花形、螺旋形。
2.1．2挖孔运到地面的土石应暂堆在距孔口边缘1m以外，堆放高度不应超过1m，并应及时运走，载重汽车不得进入场内。
2.1．3护壁混凝土应按配合比通知单计量投料，粗骨料粒径不要过大。施工时要用机械搅拌，浇注时用钢筋插捣密实。
2.1．4严格控制拆模前护壁质量，护壁砼强度达到4Mpa以上方可拆模。尤其是早春、晚秋、初冬季节施工时，混凝土应加早强剂、减水剂等，同时还应在孔内采取加热保湿措施，以利于水泥水化和凝结硬化。
2.1．5多孔同时并排挖孔施工时，应采取间隔挖孔方法，相邻桩不能同时挖孔、成孔。
2.1．6采用爆破方法穿过孔内孤石或开挖孔底岩层时，应精心编制爆破设计，充分考虑爆破对孔壁体及护壁产生的不利影响，避免爆破引起塌孔。平时施工时要留意孔内各种动态，特别是孔内爆破以后，如发现护壁开裂形或出现流砂、漏水等不良预兆时，施工作业人员应迅速撤离工作面，并报告工地领导采取措施妥善处理。
2.1．7挖孔过程中应经常检查净空尺寸和平面位置，保持孔壁垂直度和圆度，使孔壁受力均衡，避免塌方。
2.1．8挖桩孔时如遇渗水应及时排水、及时支护，防止水润土质变软而造成塌方。
2.1．9搞好特殊情况下的护壁，预防坍塌事故。
2.2杜绝触电事故的安全保证措施
2.2．1施工电缆必须架空或埋于地下，不能平地而放。施工作业电线应架空，不能随地拖线使导线浸水或被土石掩埋，严禁电线随意绑在钢筋或其他铁支架上。
2.2．2为防止孔内潜水泵、振动棒漏电伤人，应采用三相五线制，“三线配电”，“两级保护”，实行一机一闸一漏电保护，设备的照明线应分开关安装，放在孔口处，遇有紧急情况可随手拉闸。
2.2．3必须设两级保护配电箱，配电箱应安门、上锁，有防雨、防潮设施，并指令专人负责。按用电量安装保险丝，不得用钢、铝、铜、锌丝代替保险丝。
2.2．4孔内照明应使用橡胶软电缆，不许有接头；照明必须采用36V以下电压，功率不超过100W；有水的桩孔，应用12V电压，严禁采用220V照明；工作灯应用防水移动式，悬挂在孔壁一侧；作业人员上下及升降桶时，切勿碰撞照明灯。所有伸入桩孔的导线在孔口均应离地挂，防止与孔口凸缘磨破皮漏电伤人。
2.2．5潜水泵应用防水尼龙绳（钢丝绳）作受力活动索，严禁用电缆或胶管提升水泵。
2.2．6操作手持电动工具的人员 ，作业前必须认真检查设备的绝缘情况，穿戴好工作服和绝缘手套及绝缘鞋。
2.2．7电工必须持证上岗，其技术等级应与其承担的工作相适应。值班电工每天应对所有电器设备及线路检查一次，发现老化、破旧、缺损的元器件应及时更换。尤其强调对漏电保护装置的检测，一旦发现失灵，及时维修或更换。非电工不许触动、装拆、修理电器设备。
九、突发事件应急预案
出现突发紧急情况，发现人员立即采取有力措施控制事态蔓延，并立即上报以项目经理为组长，项目总工、副经理为副组长，各部门负责人为成员的突发性事故领导小组。突发性事故领导小组接到事故报告后，立即停止一切事务和工作，10分钟内赶赴现场，全面了解情况，并制订出事故抢救方案。突发性事故领导小组根据指定方案，调遣各现场抢救组及应急物资，实施事故抢救。