人工挖孔桩技术方案及安全保证措施.doc

人工挖孔桩技术方案及安全保证措施 雅泸高速公路C3合同段
四川路桥雅泸高速公路C3标第一工程处

人工挖孔桩安全技术方案
及安全保证措施

编制： 冯 东

审核： 冯 东

批准： 曹 忠 伟

四川路桥雅泸高速公路C3标第一工程处
二00八年四月二十五
目 录

一、工程概况
二、基本工作内容
三、施工机具
四、开挖方法
〈一〉土方开挖及支护壁模板
〈二〉浇筑护壁砼
五、安全措施
〈A〉安全技术措施
〈B〉孔口围护措施
〈C〉孔中防毒措施
〈D〉防触电措施
〈E〉防止孔壁坍塌措施
〈F〉防止孔壁涌水措施
〈g〉预防水淹安全措施
六、桩孔质量要求保证

人工挖孔桩技术方案及安全保证措施
一、 工程概况：
烟溪沟大桥；老虎石小桥；梅家湾大桥、代家坡大桥、代家坡中桥、南村坝1#、2#大桥、冷竹沟大桥跨越低谷和环山引水、民房、河沟，桥址两端位于山坡上，山坡陡峻，地形起伏较大，烟溪沟大桥左线（K30+785.97～K31+394.03）全长608.06m，大桥右线（YK30+785.97~YK31+390.43）全长604.46米，K31+090烟溪沟左线大桥共计桩基础42根，772.685米，其中挖孔180cm共4根，36.685米；钻孔桩220cm共20根，432米；方桩18根，304米除6~10采用钻孔施工方案，其余均采用挖孔施工方案。YK31+090烟溪沟大桥右线大桥共计桩基础共38根，672.434米，其中挖孔桩180cm共计4根，38.434m;钻孔桩220cm共计12根，248m；方桩22根，386米。桩最长桩22m，最短桩10m。共计2890.238m，老虎石小桥；左线（K31+574~K31+604），冷竹沟大桥为圣母庙隧道泸沽端左右分线上跨荥石路及冷竹沟而设，桥位处上覆低液限粘土及松散（中密）卵石夹土。兰村坝1#号大桥为上跨斜坡路段及冲沟而设，因该路段斜坡较陡，填筑路堤坡脚伸出较远，稳定性差，故采用桥跨方案。桥位处上覆松散（中密）卵石夹土及含乐低液限粘土。兰村坝2#大桥为上跨斜坡路段及冲沟而设，因该路段斜坡稳定性差，路堤设置困难而采用可靠度较高的桥跨方案。代家坡大桥为上跨深沟而设，桥位处上覆含碎石低液限粘土，下伏粉砂质泥岩。根据地质资料，场区内地层自上而下分为耕植土层，冲洪积层，坡积层，残积层，以及上泥盆系上统基岩。1、人工填土层：厚度0.8~1.4m，平均层厚1.1m。2、种植工：层厚0.5m。3、冲洪积层。③-2漂石：厚度1.～2m，层顶埋深4.8m。4、坡积成因含乐低液限粘土：层厚1.5m以上， 5、松散（中密）卵石夹土，层厚2.0m以上。场区地下水由上部土层孔隙潜水和深部基岩裂隙水组成，水位埋深受季节性影响大，各孔的混合地下水位埋深为0~5.6m。该桥处于缺水地区，机械钻孔无法解决施工用水，为加快施工进度，确保工期，结合各方面的条件确定人工挖孔。
二、基本工作内容：
1、开挖前，对施工现场的管理人员、技术干部和作业人员进行施工技术交底，熟悉人工挖孔桩的如下施工程序：场地平整→放线定桩位、放挖桩孔线→挖第一节桩孔的土方→绑护壁钢筋→支护壁模板→浇注每一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位中心线→安装活动井盖、 设置垂直运输架、安装电动葫芦（或卷扬机、手摇辘轳）、吊土桶、潜水泵、鼓风机、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁，核准桩孔垂直度和直径→绑第二节护壁钢筋→拆第一节护壁模板（混凝土强度达5牛顿／平方毫米）→支第二节护壁模板→浇注第二节护壁混凝土→重复第二节挖土、绑护壁筋、支模、浇混凝土工序循环作业，直至桩身设计深度→检查持力层后进行扩底→对桩孔直径、深度、持力层全面检查验收→清理虚土，排除孔底积水→吊放桩身钢筋笼就位→浇注桩身混凝土。场地完成三通一平。各项临时设施、动力、照明、通风、安全设施、施工机具、进场人员准备30人以上。
2、根据设计图纸进行纵横轴线放样，及复测工作。
3、用十字线将中心桩点引出护筒外80cm，用水泥砂浆固定，并做好保护工作。桩孔周边，用白灰撒线型。
4、所用的原材料，根据设计要求和规范规定进行检测。严格按试验室确定的配合比施工。
5、采用2个班组，流水分班作业。
三、施工机具
1、卷扬机和提土桶,用于材料和弃土的垂直运输以及供施工人员上下工作使用。
2、护壁钢模板。
3、潜水泵。
4、鼓风机、空压机和送风管。　
5、镐、锹、土筐等挖运工具:若遇到硬土或岩石,尚需风镐、凿岩机钻孔。
6、插捣工具,用于插捣护壁砼。
7、应急软爬梯或软绳。
8、照明灯、对讲机、矿灯、电铃等。
四、开挖方法：
〈一〉土方开挖及支护壁模板
1、放线定位:按设计图纸放线,定桩位。 
 2、开挖土方:采取分段开挖,每段高度决定于土壁直立状态的能力,以0.8~1.0m为一施工段。开挖面积的范围为设计桩径加护壁厚度。挖土由人工从上到下逐段进行,同一段内挖土次序先中间后周边;扩底部分采取先挖桩身圆柱体,再按扩底尺寸从上到下削土修成扩底形。在地下水位以下施工时,要及时用吊桶将泥水吊出,当遇大量渗水时,在孔底一侧挖集水坑,用高扬程潜水泵将水排出。
3、测量控制:桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点。安装提升设备时,使吊桶的钢丝绳中多孔同时并排挖孔施工时，应采取间隔挖孔方法，相邻的桩不能同时挖孔、成孔。必须待相邻桩孔浇灌完混凝土之后才能挖孔，以保证土壁稳定。如孔壁土松软，护壁与孔壁的粘结力不够，可采用锚钉法固壁。孔壁松软滑落成凹坑，应采取密集插板，在板后填稻草挤实或用钢护筒强迫下沉护壁法施工。心与桩孔中心一致,以做挖土时粗略控制中心线用。
4、 孔内遇到岩层时，能用风镐挖除，用风镐凿岩至设计深度。极硬岩时，须进行针对性爆破设计。
5、 地质层按规定取样，与设计地质入岩对比，符合设计要求。
〈二〉浇筑护壁砼：
1、桩孔护壁砼每挖完一节，经检查断面尺寸符合设计要求，报监理工程师检验合格后，立即浇筑护壁砼，坍落度控制在30~50mm，壁厚不小20cm，桩径小于1.2米的，平均壁厚不应小于10厘米；桩径大于1.2米的，壁厚要适当增加。护壁应适量配筋，第一层护壁的竖筋应锚固在距孔边缘50厘米以外的稳定地层上。两桩中心间距近的，可将两桩的竖筋连接到一起。松软（散）地层应加环筋，环筋为直径6毫米的钢筋，间距20～30厘米，每节竖筋应互相对应，连接在一起，采用180°回钩，回钩长度不得小于10厘米。保持护壁圆度和同心度，不许呈梅花形、螺旋形。孔内如有漏水、漏沙的情况要进行处理后才能继续作业,确保孔壁稳定性。
2、设置操作平台,用来临时放置混凝土拌合料和灌注护壁混凝土用。
3、支设护壁模板：模板高度取决于开挖土方施工段的高度,一般为1m。护壁中心线控制,系将桩控制轴线,高程引到第一节混凝土护壁上,每节以十字线对中、吊大线锤控制中心点位置,用尺杆找圆周,然后由基准点测量孔深。     
 4、浇筑护壁砼：护壁砼要捣实,上下壁搭接50~75mm,护壁采用外齿或内齿式;护壁砼强度等级为C25,厚度150mm,护壁内等距放置8根直径6~8mm长1m的直钢筋,插入下层护壁内,使上下护壁有钢筋拉结,避免某段护壁出现流砂、淤泥而造成护壁因自重而沉裂的现象;第一节砼护壁高出自然地面300～500mm左右,便于挡水和定位。
5、 拆除模板继续下一段施工：护壁砼达到一定强度后(常温下24小时)便可拆模,再开挖下一段土方,然后继续支模灌注混凝土,如此循环,直到挖至设计要求的深度。   
6、 每节桩孔护壁做好以后，将桩位轴线，和标高测设在  护壁上口，然后，用十字线对中，吊线坠向井底投设，以半径尺杆检查孔壁的垂直度。随之进行修整，孔深必须以基准点为依据逐根引测。保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。
7、成孔以后必须对桩身直径，孔底标高，桩位中心线，井壁垂直度等进行检测，并做好记录，报监理检验合格方可进入下套工序。
五、安全措施
〈A〉安全技术措施
1、 挖出的土方必须及时运走，井孔口周边1m范围内，禁止堆放土石方或材料及杂物，且堆土高度不应大于0.8m。
2、 井孔周边必须设置安全防护围栏，高度不低于1.2m，围栏须采用钢筋牢固焊制，正在开挖的桩孔停止作业或已挖好的成孔，必须设置牢固的盖孔板，非工作人员禁止入内。
3、现场施工人员必须带戴安全帽,穿绝缘胶鞋,孔内有人时,孔上必须有人监督防护;井孔周边作业人、监护人员，严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业。
4、  孔深挖至超过挖孔人身高时，在桩孔口或孔内装设靠周壁略低的半圆防护板（网），并随着孔深增加而往作业面下引，吊渣桶上下时，孔下作业人员应避于护板（网）下。
5、井孔内必须设置应急时使用的安全绳和软爬梯。
6、  井内人员必须乘专用吊笼上下，不得乘坐吊桶或脚踩护壁上下井孔。
7、井孔内外设置对讲机或低压电铃，便于上下联系，确保通讯畅通。
8、桩孔必须每挖深0.4m~0.9m，左右护壁，严禁只挖不护壁。
9、井底照明须用橡胶软电缆，不许有接头；采用36伏以下低压电源，直径1.2米以下有水的桩孔，应采用12伏电压，严禁采用220伏照明，工作灯应采用防水带罩的移动式安全灯具或安全矿灯。
10、当孔深大于5m以上时，应向孔下通风，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体危害。操作时上下人员轮换作业，桩孔上人员密切注意观察桩孔下人员情况，预防安全事故发生。
11、当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出，地下渗水量较大时，吊桶满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用高扬程水泵抽水。作业人员必须离开井孔，严禁人机同坑作业。随时观察井壁变化，遇到险情，全部人员应立即撤离井孔。
12、孔内实施爆破时，严格按照设计控制药量，及布眼。井下全部人员必须从井孔内撤离;划定安全距离,设置警戒哨,闪电雷鸣时禁止装药、接线,施工操作时严格按安全操作规程办事,爆破后向孔内强制输送清洁空气,排除有害气体,待有害气体排完后方可下井。
13、孔内人工凿岩时，必须戴防尘口罩。
14、施工现场电源线路，必须按“三相五线”制，TN-S系统要求布置，并按“三级配电”“二级漏电分级”分段保护。
15、各孔井用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。必须一机一闸一漏一箱进行敷设。
16、孔上电线、电缆必须架空。
17、电箱一律采用铁质电箱，电箱应有严密的防雨措施，安装位置合适，安装牢固，进出线整齐，拉线牢固，熔丝不得用金属代替，箱内不得放其它物品。
18、现场电源线路及电气设备，由持证电工负责安装维护，经验收合格后，方准投入使用。
19、施工现场所有设备和机具必须做好保护接零。
20、所有机械设备的传动部位，必须装设防护罩。
21、垂直起重设备必须经常性检修维护，保证机件能够运转正常，操作灵活，按钮开关、减速器、钢丝绳、绳卡、吊钩、吊桶、吊笼等，不得带病作业。
22、 垂直起重设备支架应牢固，应能承受一定的冲击力不至翻倒，垂直起重设备必须经检验合格后，方可投入使用。
23、孔桩开挖应交叉进行，正在开挖或已成孔而尚未浇灌砼的桩孔其10米半径范围内不得同时开挖其它桩孔。
24、为了预防有害气体中毒和孔井内缺氧，每天作业前必须先检测或放鸟等方法测试，如不符合要求应先通风充氧，符合要求方准作业。
〈B〉、 孔口围护措施
　　孔口四周必须浇筑砼护圈，并在护圈上设置围栏围护，应高出地面0. 8m，如图1所示。孔内作业时，孔口上面必须有人监护。挖出的土方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1m范围内，砼围圈上不得放置工具和站人。孔内作业人员必须头戴安全帽、身系安全带，特殊情况下还应戴上防毒防尘面具。利用吊桶运土时，必须采取相应的防范措施，以防落物伤人，电动葫芦运土应检验其安全起吊能力后方可投入运行。施工中应随时检查垂直运输设备的完好情况和孔壁情况。
　〈C〉、 孔中防毒措施
　　地下特殊地层中往往含有CO、SO2、H2S或其它有毒气体，故每次下孔前，必须对桩孔内气体进行抽样检测（可用快速检测管），发现有害气体含量超过允许值时，应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度的卫生标准，并采用足够的安全卫生防范措施，如设置专门设备向孔内通风换气（通风量不少于25L/S）等措施，以防止急性中毒事故的发生。人工挖孔作业一旦发生人员中毒、窒息等事故，必须在现场按应急措施规范要求实施抢救，根据情况及时送医院进一步抢救治疗，并报当地建设行政主管部门和劳动、卫生部门，以便采取相应措施。
　〈D〉、 防触电措施
　　施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作。用电设备必须严格接地或接零保护且安装漏电保护器，各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m以上，严禁拖地相埋压土中，孔内电缆、电线必须采用护套等有防磨损、防潮、防断等保护措施。孔内照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。孔中操作工应手戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋。
　〈E〉、 防止孔壁坍塌措施
　　在熟悉地质条件的基础上，开挖桩孔时原则上要设置砼护壁或钢护筒护壁，特别是直径在1.2m以上的桩孔。砼护壁每节高1m，厚约0.1m，可加配适量钢筋，砼强度等级不低于C20。一般每天挖1m深立即支模浇筑快硬砼，第二天继续施工。
　　扩底桩孔应做到：
　　（1）当孔底扩头可能会引起孔壁失稳时，必须采取相应的措施，经企业技术负责人审批签字后方可施工；
　　（2）已扩底的桩孔，要及时浇灌桩身砼或封底，不能尽快浇灌砼的桩应暂时不扩底，以防扩大头塌方。
　　人工挖孔桩开挖程序，应采用间隔挖孔方法，以减少水的渗透和防止土体滑移，防止在挖土或冲抓土成孔过程中因邻桩混凝土未初凝而发生窜孔现象。单桩挖孔应先中间后周边，并按设计桩径加2倍护壁厚度控制截面。
　　孔内一般不宜放炮，以防震塌土或震裂护壁造成事故，根据地质状况需爆破的，严格执行有关的爆破规程。
　〈F〉、 防止孔壁涌水措施
　　当相距10米以内的邻桩正在浇灌混凝土或桩孔积水很深时，要考虑对正在挖孔桩的危险影响，一般应暂停施工，人不准下孔。随时加强对土壁涌水情况的观察，发现异常情况应及时采取处理措施。采用潜水泵抽水时，基本上抽干孔中积水后，作业人员才能下至孔中进行挖土。地下水丰富时，可将中间部位桩孔提前开挖，汇集附近的地下水，用1~2台潜水泵将水抽出，起到深井降水作用。孔内必须设置应急软爬梯，供人员上下孔洞使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有防坠落装置，不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸级上下。上、下孔洞必须有可靠的联络设备和明确的联络信号。孔内作业人员应勤轮换，连续作业时间不宜超过2小时，以防止疲劳引发安全事故。
〈g〉预防水淹安全措施
1)挖孔时如遇透水严重，水排不干，可挖一降水井孔采水，降水井孔要比桩孔深2米，并用水泵将水及时抽出地面，这样有利于挖孔，并可防止水润土质变软而造成塌孔现象。
2)通盘考虑，综合设计场地施工降水方案。在设计降水方案时，要通过计算和分析，推断施工降水对邻近建筑物造成不利影响的程度和对桩孔的影响情况。如土质不良时，不能采取在桩孔内抽提的降水方式，以防发生孔壁坍塌、流砂等事故。如施工场地地表下浅层地下水丰富，深层较少，必要时可进行水幕注浆等。
六、桩孔质量要求保证
1、开挖前,从桩中心位置向桩四周引出4个桩心控制点,施工过程用桩心点来校正模板位置,有专人严格校核中心位置及护壁厚度。桩孔开挖后,当天一次灌注完毕护壁砼,护壁砼拌和料中掺入早强剂;护壁拆模后,若发现护壁有蜂窝、漏水现象要及时加以堵塞或导流,防止孔外水通过护壁流入孔内。
2、 注意防止土壁坍落及流砂事故。在开挖过程中,如遇到特别松软的土层,流动性淤泥或流砂时,为防止土壁坍落及流砂,可减少每节护壁的高度或采用钢护筒,待穿过松软土层和流砂层后,再按一般的方法边挖边灌注砼护壁,继续开挖桩孔。开挖流砂现象严重的桩孔可采用井点降水法。
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