1、大 庆 至 广 州 高 速 公 路 湖 北 省 麻 城 至 浠 水 段第 03 合同段 K23+920K38+701.112 全长 14.781112 公里大中桥桩基人工挖孔施工作业指导书编 制：审 核：批 准：大广北高速公路路基施工第三施工合同段葛洲坝集团项目部二 OO 七年一月大桥桩基人工挖孔施工作业指导书一、工程概况我合同段大中桥桩基础共有13423.5m，桩径为1.2m、1.5m和1.8m三种，桩长为938m，其中15 20m长的桩占多数。大部分桩分布的地质情况一般为：表层为种植土，上部为较密实的亚粘土，中、下部为全风化片麻岩和强风化片麻岩，持力层为弱风化片麻岩，基本无地下水或有少量孔
2、隙渗水。因此，上述地质条件和地下水情况适合采用人工挖孔成孔工艺。二、人工挖孔施工方法（一）机具设备准备人工挖孔前，准备好提升机具、挖孔工具、水平运输工具及其他必需的机具设备等，具体见下表。桩基人工挖孔机具设备配置表机具名称 型号 单位 数量 用途 备注卷扬机 1t 台 100 提升,垂直出渣提升架 L50角钢 个 100 提升,垂直出渣 用角钢加工吊桶 容量50L 个 100 出渣 用=3mm钢板加工短柄铁锹 只 100 挖孔一字镐 只 100 挖孔钢钎 L=1.2m 根 100 挖孔 28钢筋加工风镐 25 台 100 挖孔手推车 双轮,0.1m 3 台 100 水平出渣搅拌机 J200 台
3、 15 拌制护壁砼磅称 200KG 台 15 称量骨料护壁模板 D=120180cm 套 100 浇护壁砼 用=3mm钢板加工空气压缩机 3m3 台 25 钻孔，供风潜水泵 扬程15 40m 台 25 抽、排水（二）施工平台平整场地放中桩（包括护桩）布置排水沟桩位顶上搭雨棚安装提升设备修整出渣道路。（三）挖孔灌柱桩的施工程序场地整平放线、定桩位挖第一节桩孔土方支模浇筑第一节混凝土护壁在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线安装垂直运输架、卷扬机、吊桶、排水、通风、照明设施等第二节桩身挖土清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径拆上节模板，支第二节模板，浇注第二节混凝土护壁重复第二节挖土、支模、浇注混凝土护
4、壁工序，循环作业直至设计深度检查持力层清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层吊放钢筋笼就位浇注桩身混凝土。（四）同一墩台各桩开挖顺序本合同段大中桥桩基，除有个别桥台为双排桩外，其余墩台一般为单排桩，每排为46根，桩与桩之间的中心距一般为6.8 7.2m。开挖时，根据现场实际地形和地质情况，位于旱地或山坡地上的桩基，可安排同时开挖；位于水田或水塘中，淤泥、软土层较厚，可先安排开挖地下渗水量较大的桩孔，集中抽水，降低其他孔的水位。（五）挖孔在地面按衬砌处理挖深1m，安放模板，浇筑C20砼形成井圈，井圈上口即井台座比周围地面高出20-30cm 以避免井口进水。挖孔由人工自上而下逐层用镐、锹进行，遇坚硬
5、土层用锤、钎破碎；挖土次序为先挖中间部分后挖周边，允许尺寸误差+0.5cm，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成扩底形。弃土装入吊桶。垂直运输，在孔上口安装提升架，用1t慢速卷扬机提升,吊至地面上后,用手推车运出。当开挖中遇到岩石可采用风钻或凿岩机钻炮眼小药量电引爆的浅眼爆炸法施工，要在炮眼附近加强支护，防止震坍孔壁，爆破后再采用人工清凿继续开挖，以这种方式循环进行施工，直至桩底设计标高。注意每次砼衬砌浇筑前都要将内模定位一次，以保证桩的垂直度和水平位置。（六）混凝土护壁为防止坍孔和保证操作安全，桩孔设混凝土护壁，每节高1.0m，护壁厚10cm，加配适量6光圆钢筋，钢筋间距3
6、0cm，混凝土用C20。如桩孔围岩完整性比较好，不易坍孔，则不设混凝土护壁。护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成，拆上节支下节，循环周转使用，模板用U形卡连接，上下设两半圆组成的钢圈顶紧，不另设支撑，混凝土用吊桶运输人工浇注，上部留100mm高作浇注口，拆模后用砖砌或混凝土堵塞，混凝土强度达1MPa即可拆模。（七）护壁厚度计算本桥人工挖孔桩采取分段挖土、分段护壁的方法施工,以保证操作安全。分段现浇混凝土护壁厚度,一般取受力最大处,即地下最深段护壁所承受的土压力及地下水的侧压力(见护壁受力计算简图),确定其厚度。施工过程中地面不均匀堆土产生偏压力的影响可不考虑。混凝土护壁厚度 t 可按下式计算：
7、 (7-1)cfKN或 (7-2)tcfpD2式中：N作用在混凝土护壁截面上的压力（ ）, = D/2;2mNpK安全系数,一般取 K=1.65;混凝土轴心抗压强度(MPa);cfP土和地下水对护壁的最大侧压力(MPa);对无粘性土：当无地下水时, pH tg (45 /2)；2当有地下水时， pH tg (45 /2)+（ ） （Hh） wtg (45 /2)+ （Hh）2P护壁受力计算简图1-护壁; 2-地下水位线对粘性土：当无地下水时, pHtg (45 /2) 2 ctg (45 /2);2 当有地下水时， pH tg (45 /2) 4c tg (45 /2)+ （ ） （Hh）tg
8、 (45 /2)+ （Hh）w;式中：-土的重度（KN/m3）； -水的重度（KN/m3）；wH-挖孔桩护壁深度（m）; h-地面至地下水位深度（m）;D-挖孔桩外直径（m）;-土的内摸檫角C-土的粘聚力（KN/m3）；计算示例 宗家冲大桥10#桥墩1.5m混凝土灌注桩，深H=25m（本桥最大桩长），用人工挖孔，混凝土护壁采用C20，每节高1.0 m，地质从上至下依次为亚粘土、全风化片麻岩、强风化片麻岩和弱风化片麻岩，亚粘土的天然重度=20.0KN/m3；内摩擦角=24 ，地下水主要为孔隙水，水量较少，可以按无地下水条件考虑，不考虑粘聚作用（C=0），则混凝土护壁所需厚度的计算如下：最深段的总
9、压力为：pHtg (45 /2)2=20.025 tg (45 24 /2) =210.87 2mN用 C20 混凝土， =10N/mm2, D=1.50mcf由式（7-2 ） = =1.65210.87150/(21010 )tcfKpD23=2.61cm一般护壁最小厚度 8cm，为安全计，取 C20 砼护壁厚度 10cm。（八）孔口安全为保证施工安全，所有作业人员都必须配戴安全帽、安全绳。挖孔工作暂停时，孔口必须加盖。孔口用竹杆和绳子设临时围栏，并竖立警戒牌，防止非施工人员误闯施工区。（九）孔内通风在地面上用鼓风机或风扇，通过50 的塑料管不断的将新鲜空气运到孔底，中间停工再复工前将井底的
10、空气也要彻底抽换。每次爆破后应随即进行通风排烟清孔15分钟，并由负责人检查孔内无毒后，施工人员再下孔操作。孔深超过10m 时，应经常检查孔内二氧化碳浓度，如超过0.3%，应加大通风力度，比如将通风管径加大至80。（十）排水孔内如渗水量不大，可以采用人工排水，当挖到桩底时，可在桩位的一角挖一个0.6*0.5*0.5 的集水坑，用潜水泵抽水，渗水较大应边施工边采用抽水坑抽水，如同一墩台有几个桩孔同时施工，可以安排超前井挖，使地下水集中在一孔内排除。一般说砼衬砌有较好的防水作用，是挖孔桩护壁支撑的首选施工方案。（十一）挖孔桩施工常遇问题及预防处理方法挖孔桩施工常遇问题及预防处理方法参见下表。挖孔桩常
11、遇问题及预防、处理办法常遇问题 产生原因 预防措施及处理方法填孔1.地下水渗流比较严重 2.混凝土护壁养护期内，孔底积水，抽水后，孔壁周围土层产生较大水压差，从而易于使孔壁土体失稳 3.土层变化部位挖孔深度大于土体稳定的极限高度 4.孔底偏位或超挖，孔壁原状土体受到扰动，破坏或松软土层挖孔 ，未及时支护。有选择的先挖几个桩孔进行连续降水，使孔底不积水，周围桩土体粘聚力增强，并保持稳定；尽可能避免桩孔内产生较大水压差；使孔深度控制不大于稳定极限高度；并防止偏位或超挖；在松软土层挖孔及时进行支护。对塌方严重孔壁，用砂，石子填塞，并在护壁相应部位设泄水孔，用以排除孔洞内积水。 井涌遇残积土、粉土、特
12、别是均匀的粉细砂土层，当地下水位差很大时，使土颗粒悬浮在水中成流态泥土从井底上涌遇有局部或厚度大于 1.5 米的流动性淤泥和可能出现涌土、涌砂时，可采用将每节护壁高度减小到 300-500mm 并随挖随验，随浇注混凝土，并采用深挖井的降水措施以减轻动水压力。护壁 裂缝1.护壁过厚，其自重大于土体的极限摩阻力，因而导致下滑，引起裂缝 2.过度抽水后，在桩孔周围造成地下水位大幅度下降，在护壁外产生负摩擦力 3.由于塌方使护模失去部分支撑的土体下滑，使护壁某一部分受拉而产生环向水平裂缝，同时由于下滑不均匀和护壁四周压力不均，造成较大的弯矩和剪力作用，而导致垂直和斜向裂缝护壁厚度不宜太大，尽量减轻自重
13、， ；桩孔口的护壁导槽要有良好的土体支撑，以保证其强度和稳固；裂缝一般可不处理，但要加强施工监视，观测，发现问题，及时处理淹井1.孔内遇较大泉眼或土渗透系数较大的沙砾层 2.附近地下水在井孔集中 可在群桩孔中间钻孔，设置深井，用潜水泵降低水位，至桩孔挖完成，再停止抽水，填砂砾封堵深井。截面大小不一或扭曲1.挖孔时未每节对中量测桩中心轴线及半径 2.土质松软或遇粉细砂层难以控制半径 3.孔壁支护未严格控制尺寸挖孔时应按每节支护量测桩中心轴线及半径；遇有松软土层或粉细砂层加强支护，严格认真控制支护尺寸超量1.挖孔时未每层控制截面，出现超挖 2.遇有地下土洞、落水洞，下水道或古墓、坑穴 3.孔壁坍落
14、，或成孔后间歇时间过长，孔壁风干或水剥落挖孔时每层每节严格控制截面尺寸，不使超挖；遇地下洞穴，用护壁砼填充；成孔后在 48h 内浇注桩混凝土，避免长期搁置三、质量要求及验收挖孔成孔的质量标准应符合下表规定，桩顶标高至少要比设计标高高出0.20.8m。挖孔成孔质量标准孔的中心位置（mm）序 号 成孔方法孔径允许偏差（mm）垂直度允许偏差（%） 群桩 单排桩混凝土护壁 不小设计桩径 0.5 100 502 人工挖孔桩 钢套管护壁 不小设计桩径 1 100 50注：1.孔深允许偏差：摩擦桩：不小于设计规定；支承桩：比设计深度超深不小于 50mm。四 、 安 全 保 证 措 施（ 一 ） 在 孔 口
15、周 围 用 钢 管 和 安 全 网 布 设 护 栏 ， 防 止 非 施 工 人 员 误 闯正 在 施 工 的 孔 洞 而 出 现 意 外 。（ 二 ） 孔 口 设 置 的 钢 护 筒 或 混 凝 土 护 筒 应 高 出 地 面 2030cm， 防止 孔 口 落 物 砸 伤 人 。（ 三 ） 施 工 便 道 进 出 口 、 转 变 处 及 施 工 区 内 布 置 提 示 牌 ， 危 险 区 设置 警 示 牌 。（ 四 ） 施工作业人员严格执行相应安全操作规程和本工种岗位安全标准，遵守劳动纪律，进入施工现场，按劳保规定着装和使用安全防护用品，禁止“三违” ，争创安全岗位。（ 五 ） 风 、 水 、
16、 电 、 管 线 、 通 讯 设 施 、 施 工 照 明 等 布 置 合 理 ， 标 识清 楚 。（ 六 ） 施工机械设备定点存放、材料工具摆放有序，工完场清，车容机貌整洁，消防器材齐备、通道畅通。（七）在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或无其他防护设施的钻孔中处理故障，当必须下入护筒或其他防护设施的钻孔时，应在检查内有害气体，并备齐防毒、防溺、防坍埋等安全设施后方可进行。（八）挖孔桩采用 C20 砼护壁，壁厚经过计算复核，并确保安全系数足够大。（九）项目部专职安全员每天进行例行安全监督检查，深入现场纠“三违”，对违章指挥、违章作业、违反劳动纪律的行为，予以制止，必要时按有关规定对责任人进
17、行处罚。（十）发生生产安全事故时，施工安全管理委员会/安全应急领导小组立即组织抢救，力争将损失减小到最小程度，避免由于组织不及时或不当造成损失和事故的扩大。（十一）挖孔桩挖孔作业时，现场配置手摇卷扬机。当突发性停止电源供应时，用手摇卷扬机将井下作业人员及时提上来。五 、 桩 基 人 工 挖 孔 施 工 工 艺 流 程放线、定桩位挖第一节桩孔浇筑第一节护壁砼在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线安装活动井盖、垂直运输架、起重电动葫芦或卷扬机等挖第二节桩身清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径拆上节模板，支第二节模板，浇注第二节混凝土护壁清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层重复第二节挖土、支模、浇注混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度场地平整
