挖孔桩施工技术方案

挖孔桩施工技术方案

一、工程概况

本合同段共有万年河大桥、上坂上中桥、王家中桥、跳上中桥、昌万跨线桥、下坂村分离立交、西岸村分离立交、金坎村分离立交，各桥具体结构形式如下：

二、施工方案比较

?. 从设计地质资料来看，我标段桩基桩长最长的为23.5m，无不良地质现

象，适合于人工挖孔，技术可行。

?．从我单位施工过的高速公路、铁路、城市立交桥梁来看，例如宁马高速公路、三福高速公路、邵三高速公路、许平南高速公路、泰井高速公路、济南燕山立交桥、秦沈高速铁路跨阜锦路特大桥、安徽沿江高速公路等钻孔桩变更为挖孔桩的成功经验来看（最长桩长26m），变更可行，施工经验丰富，技术可靠，质量优良；例如济南燕山立交桥我合同段共计363根桩，全部变更为挖孔桩，经山东大学力学实验室检测桩基全部为Ⅰ类桩。

?．我单位调入的挖孔桩施工队伍均为参加过上述工程的施工，具有丰富的施工经验，且具有熟练的技术工人，和比较完善机具配备。

?．部分桥很大范围为弱风化板岩，钻机施工难度很大，而且施工周期太长，影响工期、进度；而挖孔桩则克服以上特点。

?. 昌万跨线桥跨越县道，且处于农田区，在环境保护、文明施工越来越受到重视的今天，挖孔施工有许多优点，避免了机械钻孔施工清淤、排污、泥浆肆意横流的现象，有利于规范化施工；而钻孔桩施工因其桩基位于农田区，泥浆池问题难以解决，且对周围环境造成一定污染。

?．钻孔桩局限性大，准备工作时间长；挖孔桩施工可多个作业面同时施工，桩基各作业面之间、桥梁与路基施工之间互不干扰，同时加快桥和路基施工进度，确保工期。

?．挖孔桩成孔后能直观的对成孔的深度及断面尺寸进行检查（包括对钢筋笼保护层的检查等等），利于成孔质量。

?．挖孔灌注桩采用干法灌注，分层振捣，不但避免了钻孔桩的夹泥及断桩、钢筋笼上浮等现象的发生，而且加强了砼密实性，从而提高成桩的质量。

?．因本设计为嵌岩桩，桩底要支承在设计要求的持力层上，挖孔桩能直观的检查出是否与设计的地质资料相符；消除质量隐患。

?．我标段多数桥梁距当地农用电网较远，无法利用当地电力，采用发电机发电，柴油紧缺，无法提供充沛的电力；挖孔桩采用风镐掘进，耗油量小，节约能源，又不污染环境。

⑴．我标段多数桥梁桥位地势狭小且地形起伏很大，钻机等大型设备无法摆放；挖孔桩所用机具较小，容易摆放。

经过以上对比，我方认为：采用挖孔桩施工，在施工质量、进度等方面能够得到保证。除去万年河大桥水中桩外，其余陆地桩均采用挖孔桩施工工艺。（详见六、挖孔桩施工方案）

三、工程数量

主要桩基工程数量见下表：

四、施工进度计划

根据目前工地施工人员及机械配备情况，拟在大坂上中桥及万年河大桥8号墩选择4根试验桩，工艺成熟后，再全面展开。大坂上中桥桩基计划于2006年1月5日开工，2006年1月20日完工。如果验证试验桩方案可行，我部将在全线范围内推广，预计我部陆地桩基在2006年4月底前全部完成。

五、劳动力组织及机械配备

万年河大桥、昌万跨线桥、大坂上中桥桩基由桥梁一队负责，金坎村分离立交、王家中桥桩基由桥涵二队负责施工，桥梁一队下设3个工班：每个桩基施工工班20人，混凝土工班10人；桥涵二队暂下设2个工班：钢筋加工工班10人、混凝土工班10人。

六、挖孔桩施工方案

⒈施工放样

由测量班放出桥梁桩位的坐标，进行“米”字形栓桩，仔细校核桩中心位置，并检查护桩是否松动，确保桩位准确，并做好现场桩位保护工作，以便控制整个开挖全过程。

⒉施工准备

施工队伍进场后，应做以下施工准备：平整场地，清除、铲除松软的土层并夯实；孔口四周挖排水沟，及时排除地表水，搭好孔口雨棚；安装提升装备，布置好出渣口，合理堆放机料和机具，使其不增加孔壁压力；若井口地层松软，在孔口用混凝土护壁，高约 2.0m；若井口地层有较大的渗水量时，应用井点法降低地下水位，并做好护壁，全风化岩层和土层必须做护壁，中、强风化岩层视情况是否做护壁。

⒊挖孔桩施工

?孔位及锁口

测出桩中心位置，在桩周放出桩心十字线。挖孔桩宜对角开挖，避免孔间间隔层太薄造成坍塌。井口周围用木料制成框架予以围护，其高度应高出地面20cm～30cm。为保证孔口稳定，采用在坑壁打入φ7～φ10cm、长100cm的木桩，与井壁成30°角打入50cm，在打好的桩上编制竹篱或挂上φ8（10cm×10cm）钢筋网，浇筑厚10cm 的C25砼，高约2.0m，砼拌和、浇筑时，须经项目部试验室和现场施工员检验合格后方可进行。混凝土凝结后可以进行开挖。开挖第一节桩孔，支第一节护壁模板，灌注护壁混凝土。第一节护壁混凝土高出地面20cm便于挡水和定孔位。孔圈中心线应与桩孔轴线的偏差不大于20mm。

?开挖支护

①普通地层开挖支护

人工挖孔桩采用分节支护的施作方法。根据地质状况（主要是保持直立状态的能力），一般地层考虑1.0m为一节。护壁采用C25现浇混凝土，厚度15～20cm，为防止施工过程中护壁的脱落，护壁的结构形式设为内八字搭接，搭接长度不小于50mm；若开挖地层比较松散，护壁内要铺设钢筋网。护壁模板采用工具式钢模板，模板由四块组成，模板间用插销连接，桩孔人工开挖，弃土装入吊桶，用多功能提升井架提升至地面，倒入手推车运至临时存碴场。

桩孔开挖、支护分节示意如下图所示。

②岩石地层开挖

当人工挖孔桩穿过岩石地层时，采用风动凿岩机钻眼，毫秒雷管微差控制爆破，周边光面爆破，分节开挖深度为100cm （同护壁高度一致）。

导火线应作燃烧速度试验，据以决定导火线所需长度；孔深超过10m 时采用电雷管引爆。爆破时，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 ，周边眼间距30～35cm ，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。（见炮位分布示意图）

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，有眼孔要用防水炸药，尽量避免瞎炮。岩石地层桩孔一般不护壁，若岩层比较松散，方法同土层护壁。

挖孔桩施工允许偏差 表1-1

mm ）侧面图 平面图

?护壁

桩孔开挖后，及时灌注护壁混凝土，灌注护壁混凝土时，采用钢钎或木棒反复插捣，确保混凝土灌注密实。

?终孔检查

终孔时，终孔孔底标高应低于设计桩底标高，同时应清除护壁污泥、孔底的残渣、浮土、杂物和积水，并用检孔器（钢筋制成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4～6倍）对孔检验，检验合格后，应迅速封底，安装钢筋笼，灌注桩身混凝土。

?出现特殊情况的解决办法

施工前要认真分析挖孔桩处地质钻探资料，遇到厚的砂性土层、流砂层、淤泥层要首先定出加固措施，然后再进行具体操作。对施工中常遇到的问题应采取相应的解决办法。

①孔壁泥砂塌落

挖孔时遇到砂性土、淤泥、流砂，很容易发生护壁外围泥砂塌落。如果地下涌水量不大，塌落不严重，可以用挡土板支撑，同时用直径25mm圆钢加固或钢板套筒突击成孔浇筑混凝土护壁。

②挖孔时遇到厚的流砂层、淤泥层，尤其遇到大量地下水，随着护壁外围泥砂大量塌落，混凝土护壁成为悬空状态，失去支撑，进而产生裂纹，直至断裂、脱落。

遇到这种情况，在施工时应采取加强措施：

A、顶层护壁用直径20cm圆钢加设2~4个吊耳，用钢丝绳固定在地面木桩上。

B、加密护壁竖向钢筋，并让钢筋伸出20cm以上，与下一节护壁的竖向钢筋及箍筋连成整体，然后再浇注成形。如果有必要，可在挖孔桩中部护壁上预留直径200mm左右的孔洞，但该部位的地质要选择比较坚硬的土壤，然后再将护壁与护壁外周的土锚在一起，用混凝土土桩、竹木桩都可以。这样护壁就不会断裂脱落。

C、在已成形的护壁上钻孔至砂土薄弱层，以充填、渗透和挤密的形式把灌浆材料充填到土体的孔隙中，以固结护壁外围土体，护保壁周泥砂不塌落，从而增加桩周摩擦力。压力灌浆材料可选择粉煤灰、早强型水泥混凝土、石灰粘土混合料等

③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。

?筋笼制作工艺及吊装

①钢筋笼骨架箍筋采用箍筋成型法，照钢筋骨架的外径尺寸制一块样板，将箍筋围绕样板弯制成箍筋圈。在箍筋圈上标出主筋位置，同时在主筋上标出箍筋位置。然后在水平的工作台上，在主筋长度范围内，放好全部箍筋圈，将两根主筋伸入箍筋圈内，按钢筋上所标位置的记号互相对准，依次扶正箍筋并一一焊好，再将其余的主筋穿进箍筋圈内焊成骨架。（允许偏差见表1－1）

②钢筋骨架的保护层厚度图纸设计为 4.5cm。可以采用在主筋及骨架箍筋的位置处横向设置φ14钢筋耳，竖向每隔2.0m设置一道，每道沿圆周对称地设置4个。

③钢筋笼制作：钢筋笼采用在钢筋加工场集中加工制作。主筋搭接互相错

开，保证同截面的接头数量不多于主筋根数的50%，相邻主筋接头错开距离应大于35d，且不小于500mm，其搭接长度及焊接形式符合规范要求。

④钢筋笼存放：加工场地垫上等高的方木存放，以免粘上泥土；每组骨架的各节要排好次序，便于使用时按顺序装车运出；每个节段都要挂上标志牌，标明敦号、桩号、节号（因为护筒顶标高不同，其长度也不相同，因此更应标写清除）。

⑤钢筋笼吊运：调运采用吊车，采取适当措施防止扭转、弯曲。安装钢筋笼时，应对准孔位，吊直扶稳，缓慢下放，避免碰撞孔壁，就位后立即固定。

⑥钢筋笼定位后，由测量组精确定位，将钢管横撑予埋钢板及其主体、结构板梁之间“线连”所需的钢筋牢固焊接在钢筋笼上。

⑦全桥桩基均埋设声测管（规格及安装要求详见图纸）。声测管采用绑扎在钢筋笼内侧，底端使用钢板焊接封闭，管节处采用焊接封闭。灌注砼前在管内注满清水，采用木塞等封闭，绝不能让杂物落入管内。声测管施工时，千万要注意，此项直接影响到桩基的检测成果。

?灌注桩身混凝土

桩身混凝土原材料按其相关规范规定执行，浇筑时必须经项目部试验室检验合格后才可进行。坍落度宜控制在8～10cm.混凝土下料应采用串筒，或采用混凝土溜槽，不得在孔口抛铲或倒车卸入；混凝土浇注应连续分层浇注，每层厚度不超过0.5m,采用插入式振动器和人工捣实相结合的振捣方法，以保证混凝土的密实度。当机械或人工振捣困难时，可利用大坍落度的混凝土下沉力使之密实，但桩上部钢筋部位仍应用振捣器密实。当桩内渗水量超过6mm/min时，应采取水下混凝土浇注法施工。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段混凝土清除。

?桩头凿除

为确保桩头质量，加灌的桩头高度需凿除。为减少以后凿除桩头的工作量，可在灌注结束后，混凝土凝结前，挖除多余的一段桩头，但应保留10cm～20cm，以待随后修凿，接浇墩柱或承台。

?桩基检测

桩基浇筑完成后，应根据要求，对桩基进行小应变检测，检测合格后，方可

进行下一步工序。

七、挖孔桩的安全技术措施

?普通开挖安全技术措施

现场管理人员应向施工人员仔细交待挖孔桩处的地质情况和地下水情况，提出可能出现的问题和应急处理措施。要有充分的思想准备和备有充足的应急措施所用的材料、机械。要制定安全措施，并要经常检查和落实。

①孔下作业不得超过2人，作业时应戴安全帽、穿雨衣、雨裤及长筒雨靴。孔下作业人员和孔上人员要有联络信号。地面孔周围不得摆放铁锤、锄头、石头和铁棒等坠落伤人的物品。每工作1h，井下人员和地面人员进行交换。

②井下人员应注意观察孔壁变化情况。如发现塌落或护壁裂纹现象应及时采取支撑措施。如有险情，应及时以出联络信号，以便迅速撤离。并尽快采取有效措施排除险情。

③地面人员应注意孔下以出的联络信号，反应灵敏快捷。经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固。下吊时要挂牢，提上来的土石要倒干净，卸在孔口2m以外。

④施工中抽水、照明、通风等所配电气设备应一机一闸一漏电保护器，供电线路要用三蕊橡皮线，电线要架空，不得拖拽在地上。并经常检查电线和漏电保护器是否完好。

⑤从孔中抽水时排水口应距孔口5m以上，并保证施工现场排水畅通。

⑥当天挖孔，当天浇注护壁。人离开施工现场，要把孔口盖好，必要时要设立明显警戒标志。

⑦由于土层中可能有腐殖质物或邻域腐殖质物产生的气体逸散到孔中，因此，要预防孔内有害气体的侵害。施工人员和检查人员下孔前10min把孔盖打开，如有异常气味应及时报告有关部门，排除有害气体后方可作业。

挖孔6~10m深，每天至少向孔内通风1次，超过10m每天至少通风2次，孔下作业人员如果感到呼吸不畅也要及时通风。

⑧挖孔桩的常见安全事故及应对措施

人工挖孔桩的常见安全事故有孔口石块或杂物掉入孔口砸伤正在孔中的施

工人员；孔口操作人员被地下有害气体中毒昏迷甚至死亡，孔壁支护不当而坍塌砸伤甚至活埋操作工人；孔内电缆、电线磨损受潮导致工人触电伤亡；深孔中突

然涌水淹没操作人员等等。施工人员必须树立安全意识，加强安全教育，做好安全技术交底，各种安全技术措施到位。

A、孔口围护措施

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。

B、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。

C、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。

⑨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。

?爆破开挖

爆破开挖除应具备普通开挖的安全措施外，还应具备以下安全措施：

①导火线起爆应有工人迅速离孔的设备；导火线应作燃烧速度试验，据以决定导火线所需长度；孔深超过10m时采用电雷管引爆；

②必须打眼放炮，严禁裸露药包；

③严格控制用药量，以松动为主；

④有眼孔要用防水炸药，尽量避免瞎炮。如有瞎炮要按安全规程处理；

⑤炮眼附近的支撑应加固或设防护措施，以免支撑炸坏引起塌孔；

⑥孔内放炮后须迅速排烟。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。

当孔深大于12m时，每次放炮后立即测定孔内有毒气体浓度；无仪表测定时，可将敏感性强的小动物先吊入孔底考验，数分钟取出观察，如其活动正常，人员方可下孔施工；

⑦要用专业的爆破员进行爆破，尤其要注意炸药安全，施工操作一定按照要求严格执行；

⑧一个孔内进行爆破作业，其它孔内的施工人员也必须到地面安全处躲避；

⑨爆破时，孔口应采用井盖（如用钢筋网片等）覆盖，避免碎石喷射出来；

⑩施工所经路段应安设安全警示牌；爆破时，应派专人封闭所经路段。

?注意事项

①因本设计为嵌岩桩，桩底要支承在设计要求的持力层上，如检查出桩底持力层的岩层与设计的地质资料不符时，应暂停施工，并上报监理工程师查明情况，确立处理方案后再予以实施。

②挖孔采用全护壁施工，护壁砼强度与桩砼强度同标号，每节护壁长度1m，平均厚度15cm。

③挖孔施工必须满足规范要求，同时确保施工安全，对可能出现的突发性问题我们制定详细可行的实施预案；如管涌突水、有害气体、防孔口坠落物体、雨季井口漫水、吊渣辘轳、缆绳、上下梯子的检验等；同时对挖孔区采取封闭措施，夜间挖孔悬挂警示灯；孔口设置警示牌及成孔后或挖孔暂停后及时加盖。

④挖孔中遇到岩层，尽量用风镐施工，对风镐不能满足要求或施工进度很慢时，采用浅眼爆破，制定详细可行的作业指导书，并经爆破专家指导，并由专业人员来操作。

⑤对所有作业人员进行安全教育，并严格按操作规定执行，安全长要经常巡视现场，及时纠正不规范及违规操作现象，严禁与本工作无关人员进入现场，严禁施工人员疲劳作业。

⑥挖孔桩施工严格按照“技术规范”执行，对桩的垂直度和尺寸应随时检查，首先班组技术员自检，报质检工程师检验，最后报监理工程师检验，确保桩位的准确性。