铁塔人工挖孔桩专项施工方案(正式版).pdf
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1、 0/33 基础人工挖孔桩专项施工方案 1 编制说明及依据 1.1 编制说明 根据对设计图纸、地质勘察说明及对周边环境的调查,并对工程特点进行深入分析,结合考虑我公司的技术、装备、特长、管理水平,在总结以往同类工程施工经验的基础上,编写了本专项施工方案。1.2 编制依据(1)“XX 省余庆至 XX 高速公路两阶段施工设计图纸”。(2)合同文件。(3)XX 省余庆至 XX 高速公路施工标准管理指南(桥梁)。1.3 采用的技术标准、规 X(1)公路桥涵施工技术规 XJTG TF50-2011(2)公路工程质量检验评定标准JTG T80/1-2004 2 工程概况 2.1 工程设计概况 XX 省余庆
2、至 XX 高速公路 YT 合同段主线起止里程为 K3+900-K9+680,全长 5.78Km;连接线起止里程 GK0+000-GK5+970.783,全长 5.97Km;C 匝道起止 里 程CK0+173.13-CK0+505.344,全 长0.33Km;L匝 道 起 止 里 程LK0+330-LK1+131.657,全长 0.8Km。其中有特大桥 1 座,大桥 5 座,中桥 1 座,小桥 3 座,互通匝道桥 1 座,人行天桥 1 座。大部分桩基础位于山岭地带,施工地形陡峭而复杂,无地下水或少量地下水的土层和岩层,施工采用人力配合简单的机具设备下井挖掘成孔,灌注混凝土成桩的施工工艺,即采用人
3、工挖孔桩进行桩基础施工。2.2 人工挖孔桩设计 人工挖孔桩桩径为1200mm2200mm,本工程共有 406 根桩,其中人 1/33 工挖孔桩为 390 根,具体情况如下:桩径1200 mm 有 44 根,合计 662m;1300 mm 有 32 根,合计 500m;1500mm 有 24 根,合计 870m;1800mm 有236 根,合计 5640m;2000mm 有 30 根,合计 896m;2200mm 有 24 根,合计,606m。全段挖孔桩合计 9174m。桩顶地质较差部分采用钢筋混凝土护壁,主筋保护层厚 50mm,地质较好部分可采用素混凝土护壁;根据 XX 省余庆至XX 高速公路
4、施工标准化管理指南(桥梁)规定护壁厚 1015cm;设计桩芯砼等级为 C25,护壁也采用同桩身相同标号的 C25 砼现浇。2.3 自然条件(1)地形、地貌 本项目主线属溶蚀山原、溶蚀丘峰型地貌,海拔 8001000m,相对高差一般为 50100m。地表以可溶性岩为主,岩石裸露,山峰林立,山坡局部陡峭,山间分布有洼地、落水洞、漏斗峡谷等;余庆连接线大部分为构造盆地型地貌,海拔 500700m,相对高差一般为 50100m。盆地中心地势平缓,为红色泥岩和冲积砂卵石层组成。地表一般开发为道路、民房及水田等,盆地边缘(连接线起点至余庆预留互通)为红色砾岩组成,上坡一面平缓,一面陡峭,形成特有的丹霞地貌
5、。(2)气象、水文 气候:项目区气候属于亚热带季风湿润气候区,四季分明,气候温和,降水丰沛,冬无严寒,夏无酷暑,无霜期长,雨热同季,具有明显季风性气候特点。年平均气温 13.616.2之间,最热为 7 月份,平均气温 23.225.8。年平均降雨量 1056mm,全年有 83%的降雨量集中在 410 月份,6 月份出现暴雨机率最大。灾害性气候有暴雨、春旱、伏旱、凝冻和冰雹。水文:项目区属长江流域的乌江水系的余庆河支流,地表水一般较发育,水量充沛可满足沿线施工用水及生活用水需要。(3)工程地质及水文地质条件 本合同段沿线出露地层以第四系、白垩系最发育,其次为奥陶系较发育。2/33 第四系主要为地
6、表风化坡残积层,碎石土、砂粘土、粘土等,次为河床阶地、谷底冲积层、砂卵石、粉砂及漂石等,风化粘土分布广泛。白垩系分为上下两部分,上部为紫红色,中厚层厚层状泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩夹粘土岩;下部为紫红色厚层状、块状砾岩砾石成分为灰岩、白云岩及砂岩等,工程地质条件一般。水文地质条件主要特征为松散岩类孔隙水、碳酸盐类岩溶水、碎屑岩类基岩裂隙水三大类。大气降水是地下水的主要来源,其补给受地层岩性、地质构造、地形地貌和岩石风化程度等因素影响。2.4 工程特点(1)本工程岩土地质结构复杂,砂砾石岩层深且杂乱,地下水渗水对桩基施工产生一定不良影响。(2)设计持力层为中风化岩层,桩孔深度大,人工井下作业安全影
7、响因素多,施工难度大。3 施工准备 3.1 技术准备(1)人工挖孔桩适用于持力层埋藏较浅、单桩承载力要求较高的基础。挖孔桩受力性能可靠,结构传力明确,沉降量小;成孔后可直观检查孔内直径、垂直度及持力层的土质情况,保证桩的质量。工程造价相对低廉;不需要大型机械设备,施工操作工艺简单,因此被广泛应用于大直径灌注桩施工。结合本项目实际情况,选用人工挖孔灌注桩施工工艺。(2)组建以项目经理、项目技术负责人为核心的技术管理体系,下设施工技术、质量、材料、资料、计划等分支部门。(3)审查施工图纸,提出合理化建议,取得建设单位和设计单位同意,以达到节约投资、加快进度、保证质量和施工简便的目的,并提出合理性的
8、审图意见。3/33(4)施工之前作好开工报告,作好桩基分部施工方案,作好分项工程技术交底。(5)建立完善的信息、资料档案制度。(6)编制钢筋、水泥、木材、等材料计划,相应编制材料试验计划,指导材料定货、供应和技术把关。(7)按资源计划安排机械设备,周转工具进场,并完备相应手续。(8)建立完善的质量保证体系。(9)会同勘察设计、建设单位、监理单位等部门复核定点坐标、及验基。(10)做好对班组人员的技术,安全交底工作。开工前,必须强调劳动纪律,向工人班组进行技术交底,学习图纸及有关施工规 X,掌握施工顺序,保证工作质量和安全生产的技术措施落实到人。3.2 现场准备(1)平整场地,清除坡面危石、浮土
9、,坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护,铲除松软的土层并夯实。(2)全站仪测量出各桩基中心精确位置(由测量员完成),埋设中心桩,以中心桩为圆心,孔位应比孔径大 1020cm,护壁可根据地质情况采用素砼护壁或钢筋混凝土护壁,护壁砼桩基直径为内径,加上护壁厚度进行桩基开挖。采用与桩基同标号的混凝土浇筑桩顶护体及顶节护壁混凝土。在浇注好第一节护壁后,将十字护桩中线固定在砼护壁上,方便经常检查较核。(3)井口四周围栏防护,并悬挂明显标志,井口护壁砼高出地面不小于 30cm,防止土、石滚入孔内伤人;锁口四周 1mX 围内地面采用厚度不小于10cm 的 C25 混凝土硬化;挖孔暂停或人不在井下作业时,孔
10、口要加盖;孔口四周挖好排水沟,及时排除地表水,搭好孔口遮挡雨棚,安装提升设备,修好出渣道路。(4)井内作业必须戴安全帽、孔内搭设软梯和掩体;掩体用 2cm 厚钢板作顶盖,以防落石伤到井内作业人员。出土渣用的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷 4/33 扬机等,经常检查更换。3.3 劳动力准备 首先建立施工管理架构,如下图:项目经理:何建斌 施工负责人:X 永财 技术负责人:温建闯 施工组组长:X 春景 质检、安全组组长:庞海龙 材料、设备组组长:杨浩 人工挖孔桩施工队伍 人工挖孔桩施工管理架构图 同一墩台的人工挖孔桩分三个小组作业,每小组分别负责 3 个桩孔挖孔作业,即:在一个桩孔护壁未拆模时,开挖另一桩
11、孔,如此循环流水作业,每孔每组 3 人,井下 1 人,井上 2 人(1 人使用电动绞绳架,1 人指挥及出渣),轮流下井。劳动力计划表 序号 施工项目 人数 1 人工挖孔 120 2 钢筋笼制作、安装 30 3 混凝土浇筑 20 3.4 施工机械设备准备 主要机械设备见下表:5/33 人工挖孔桩主要机械设备表 序号 机械名称 单位 型号 数量 功率 备注 1 吊车 台 QY25V532 3 25 吨 中联重科 2 砼搅拌运输车 台 5 3 输送泵 台 HBT80C 1 165KW 三一拖泵 4 电焊机 台 BX1-500 12 500W XX 申工 5 空压机 台 KJ-75 20 5.5KW
12、开山 6 风镐 把 G10 60 开山 7 潜水泵 台 30 1.5KW 8 卷扬机 台 40 9 插入式振动棒 台 ZX50 20 50 棒 10 钢筋切断机 台 GQ50 3 4KW 11 数控钢筋弯曲机 台 1 3KW 12 钢筋调直机 台 1 18KW 13 电动鼓风机 台 EB08 2 150W 14 高压风管 m 500 15 气体检测仪 台 33 16 手推人力车 辆 30 17 钢模 套 50 18 氧气瓶 4 4 挖孔桩施工方法 4.1 开挖顺序 人工挖孔桩的主要作业流程是:测量定位砼锁口施工(H300mm)开孔挖取抽排水修整护壁钢筋绑扎支模校正中心浇护壁砼养护拆模循环往复到
13、达设计深度终孔验孔钢筋笼制作钢筋笼验收钢筋笼安装浇桩身砼。根据标准化要求,护壁采用 100150mm 厚 C25 砼。遇到不利的地质条件,除制定单桩的施工措施外,还合理安排各桩的施工顺序,在可能的情况下,6/33 先施工较浅的桩,后施工深一些的桩,先施工外围(或迎水部位)的桩,后施工中部的桩。4.2 每次循环进尺深度 第一节挖深约 1m,浇钢筋砼护壁,往下施工时以每节作为一个施工循环,一般土层中每节高度为 1m,如遇特殊地段每节高度小于 500mm,必要时下钢护筒护壁,特殊地质下挖速度视护壁的安全情况而定。护壁模板采用钢模板,模板一般由四块组成。4.3 开挖方法 土层挖孔作业采用人工逐层开挖,
14、由人工逐层用镐、锹进行,遇坚硬土层用锤、钎或空压机风镐破碎,若遇坚石则采用松动爆破施工。4.4 出土及提升 出土采用电动辊辘提运出孔外,人工用斗车运至较宽位置集中堆放,然后由自卸式汽车进行外运至弃土场。4.5 钢筋笼制安 钢筋笼根据桩长分 24 节制作,每节长度不大于 12m,主筋连接采用直螺纹套筒连接,加强筋与主筋焊接,箍筋绑扎。应保证连接处钢筋笼箍筋间距符合设计要求;吊装采用吊车起吊安装。4.6 混凝土浇筑方法 砼由孔口设置的串筒下料至孔底,串筒底端出料口距砼筑面不超过 2m,防止产生砼离析现象。当桩内渗水量较大的孔桩,桩身砼浇筑采用导管水下砼浇注。5 挖孔桩施工工艺 5.1 施工工艺流程
15、 人工挖孔桩施工工艺流程如下图所示。7/33 场地平整放线、定桩位施工锁口架设支架、安装潜水泵、鼓风机、照明设备等挖土每下挖 1.0m 左右土层,进行桩孔周壁的清理、桩孔的直径和垂直度检查绑扎护壁钢筋支撑护壁模板浇护壁砼拆模后继续下挖、支模浇灌护壁砼进入岩层一定深度后确定能否作为持力层对桩孔直径、深度、垂直度、持力层进行全面验收排除孔底积水吊装钢筋笼放入串筒、浇灌桩身砼上升至设计位置继续浇灌砼至高出桩顶设计标高,高出长度必须保证凿除浮浆后大于设计深入承台的长度,采用水下混凝土灌注合格 不通风 桩位放样 开挖桩顶第一节土方 支模浇筑第一节护圈 设置垂直运输、通风、照明设施 重复挖孔、护壁作业至设
16、计深度 检查持力层后清孔 桩孔验收 钢筋笼安装 浇筑桩身混凝土 制作钢筋笼 制、运混凝土 挖孔桩施工工艺流程图 8/33 时应在 1.0m 以上。5.2 施工工艺说明 5.2.1 桩位定线及锁口施工(1)桩位放样。布设施工测量控制网,经校核无误后,按照设计图纸测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。放样时以长 300500mm 的木桩或铁钎打入地下标定桩孔的中心,出露高度 5080mm,中心偏差不得大于 50mm。(2)锁口施工。为防止桩孔周围土石滚入孔内造成安全事故,也为了防止地表水流入桩孔,需在挖孔前浇筑筑井圈锁口,同时考虑在锁口外侧浇注一个绞盘(孔内出碴使用)的支承平台。井圈锁口采用 C25
17、 混凝土浇筑,并预埋插筋与第一圈护壁砼连接。井圈壁厚不少于 25cm,顶面高出施工基面 30cm以上。在第一节井圈的上口作桩位“十”字控制点,该井圈的中心线与设计轴线的偏差不得大于 20mm。5.2.2 开挖 人工挖孔桩分节开挖,分节支护。对于土层开挖采用人工持铁锹、尖镐开挖;风化层、中风化层岩质层,采用空压机破碎开挖;硬质岩层采用松动爆破开挖;桩孔开挖直径为设计桩径加 2 倍的护壁厚度。(1)挖孔作业采用人工逐层开挖,由人工逐层用镐、锹进行,遇坚硬土层用锤、钎或风镐破碎,挖土次序为先挖中间部分后周边,允许误差为 30mm。(2)挖土一般情况下每层挖深 1.0m 左右,及时用钢模现浇砼护壁。每
18、天进尺为一节,当天挖的孔桩当天浇筑完护壁砼。桩护壁上段坚向筋按设计要求(8200)将钢筋伸入下段护壁内,伸入长度不小于设计要求的长度。上下节护壁的搭接长度不得小于 50mm。(3)开挖通过地下水质土层时,缩短开挖进尺,随时观察土层变化情况,当深度达到 6m 时,应加强通风,保证人员施工安全。有情况及时上报。5.2.3 垂直运输设置 本项工程挖孔所使用起重的工具有:卷扬机、钢支架、钢丝绳、铁吊桶 9/33 等。为了避免在施工过程中发生高处坠落、倾覆等事故,特进行以下验算,确保安全。根据作业队施工工作实际及吊桶承载力,吊桶出土的允许最大重量为80KG(含水份重量),采用规格为 619、直径为 10
19、mm 的软钢丝绳作业。某一规格的钢丝绳允许承受的最大拉力是有一定限度的,超过这个限度,钢丝绳就会被破坏或拉断,因此在工作中需对钢丝绳的受力进行计算。钢丝绳的破断控力 钢丝绳的破断拉力可由相关表格查出,考虑钢丝绳捻制使每根钢丝受力不均匀,整根钢丝绳的破断拉力应按下式计算:SP=Si 式中 SP 钢丝绳的破断拉力,kN;Si 钢丝丝绳规格表中提供的钢丝破断拉力的总和,kN;钢丝捻制不均折减系数,对规格 619 绳,=0.85。但在工作现场,一般缺少图表资料,同时也不要求精确计算,此时可采用下式(仅为数据估算用,非规 X 公式)估算钢丝绳的破断拉力:SP=500d2 式中 SP 钢丝绳的破断拉力,N
20、;d钢丝绳的直径,mm。所以,SP=5001010=50000N 为了保证起重作业的安全,确保钢丝绳在使用过程中不断裂,一般钢丝绳应在破断拉力的基础上取一个安全系数。根据相关标准要求,当钢丝绳用语起重作业时,安全系数取 56 之间。所以 SP 现实=SP/(56)=100008333N 而实际工作中,钢丝绳起重的最大重量为 800N 远远小于钢丝绳的破段拉力,所以在实际操作中,不会发生断丝引发高处坠落事故。卷扬机的抗倾覆力 10/33 为了保障挖孔桩施工中卷扬机不发生倾覆事故,在实际操作中我们采取用土包配重的方法保持卷扬机两端平衡。在实际操作中,卷扬机通过定滑轮改变方向从桩孔中提升渣土。根据现
21、场实际情况及能量守恒原理,卷扬机的受力情况即为实际重量(80Kg)。为了保障卷扬机在使用过程中不发生倾覆,根据实际情况取 1.5 的保障系数即,实际配重为 801.5=120Kg。所以,在实际操作中,只要配重 120Kg(卷扬机自重忽略不计)卷扬机就不会发生倾覆事故。5.2.4 护壁施工 桩体每挖掘 1 米就必须要浇筑砼护壁,护壁砼标号不得小于桩体砼标号即 C25。护壁采用内齿式护壁,每节 1 米,模板为钢制,拼装紧密,支撑牢固不变形,护壁厚度为 1015cm。上下护壁搭接 510cm,以保证护壁的支撑强度。模板底应于每节段开挖底土层顶靠紧密。如地质情况不好或在全风化层及地下水位较多的强风化层
22、,在护壁砼中加配光圆钢筋,配置规格为:环向钢筋8,间距 200mm;纵向钢筋 12,间距 300mm;上下护壁间连接钢筋采用 8,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;中风化及弱风化岩层地层较好,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 810cmX 围内。混凝土浇筑完毕 24h 后,或强度达到 2.5 Mpa 时方可拆模,每节护壁均应在当日连续施工完毕。拆模
23、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 11/33 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。5.2.5 通风照明 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。孔深超过 6m 时应向井下送风,出风管口距操作人员应不大于 2m。挖孔时,应经常检查孔内有害气体浓度,当二氧化碳或其他有害气体浓度超过允许值或孔深超过 l0m、腐殖质土层较厚时,应加强通风。5.2.6 土石方提升、浅眼爆破
24、桩孔开挖出的土石方等弃碴装入吊桶,用电动辊辘提升至地面,倒入手推车运到临时存碴场,采用自卸卡车集中统一运送走。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,孔内爆破应采用浅眼爆破。炮眼深度硬岩层不得超过 0.5m,软岩层不得超过 0.8m;装药量不得超过炮眼深度的 1/3。孔内爆破采用电引爆。爆破前,对炮眼附近的支撑采取防护措施,护壁混凝土强度未达到 2.5MPa 时,不得爆破作业无论是挖土还是岩石都要修整孔壁使上下垂直平顺。5.2.7 钢筋笼制作与安装(一)钢筋笼制作(1)技术人员应先进行图纸会审及技术交底,并做好交底记录;(2)制作钢筋笼前,应先进行钢筋原材的验收、复验及焊
25、接试验;钢材表面有污垢、锈蚀时应清除;主筋应调直;在钢筋加工场加工成半成品;(3)本标段桩基工程孔深较浅的钢筋笼整体制作,较深的分节制作,分节长度一般不大于 12m。钢筋笼纵向钢筋的接头采用机械套筒连接,钢筋笼加劲筋及箍筋与纵筋点焊焊接。(二)钢筋笼安装(1)钢筋笼的安装方法:钢筋笼采用 25T 吊起吊分节连接安装。为防止 12/33 钢筋笼在运输及起吊时变形,可根据实际情况在加强箍筋设三角形支撑。因每根桩基设计规定安装有 3 根(桩径大于 1500mm 的 4 根)声波测试管,待钢筋笼吊装至孔底后,配合安装单位将声波测试管按设计要求定位。(2)下放钢筋笼时的注意事项 下放钢筋笼前应进行检查验
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