人工挖孔樁具有施工方便、速度較快、不需要大型機械設備的特點,以其適應性強、成本適中、施工簡便等特點,作為一種基礎形式被廣泛地應用於公路橋梁工程領域。人工挖孔灌注樁適用於土質較好、地下水位較低的黏土、亞黏土、含少量砂卵石的黏土層。灌注樁屬於地下隱蔽工程,由於影響灌注樁施工質量的因素很多,對其施工過程每一環節都必須要嚴格按施工規範實施,本樁作為樁基首件工程,更對以後的人工挖孔樁施工起著樣板引路的作用,因此對各種影響因素都必須有詳細的考慮,施工前周密計劃、合理安排,施工過程中嚴加控制,施工後及時總結,最終達到首件工程資料實、工程實體美、工程成品優良。
1.編制依據
(1) 招標設計文件、地勘文件;
(2) 施工圖設計文件及工程數量清單;
(3) 貴州省都勻至安順公路項目管理辦法首件工程實施細則;
(4) 我公司已掌握的成熟工藝及工法;
(5) 業主的《貴州省都勻至安順高速公路總體施工組織計劃》、《項目管理辦法》、《工地建設標準化實施指南》;
(6) 國家、貴州省現行工程建設領域的規範、規程、標準以及有關行業法和法令。
(7) 公路工程有關規範、規程和驗標等:
《公路橋涵施工技術規範》JTG/TF50-2011;
《公路工程技術標準》JTGB01-2014;
《建築樁基檢測技術規範》JGJ106-2003;
《鋼筋機械連接技術規程》JGJ107-2010;
《公路橋涵設計通用規範》JTG D60-2004。
《公路工程質量驗收評定標準》JTGF80/1-2004
《公路工程施工安全規範》 JTB F90-2015
2、工程概括
根據都勻至安順公裡項目辦推行施工標準化,全面實現「品質工程」的各項目標,根據本標段工程實際情況,在每一類分項工程大面積開工前先期進行首件工程施工,從技術培訓、技術交底、材料進場、施工工藝、技術要求、質量控制等方面進行分析、論證,制定詳實的首件工程實施方案,按實施方案中的工藝技術要求先完成首件工程,然後對首件工程進行驗收、總結、分析,並修改完善實施方案,編製作業指導書,用以指導後續同類工程施工,預防和糾正後續生產中可能產生的問題。
選擇樁徑1.8m作為人工挖孔樁首件工程,巖臘大橋作為人工挖孔樁首件工程工點,結合地形、地質及工期綜合考慮,選擇分別為巖臘大橋左線1-2#樁、右線1-2#樁基作為首件工程開工點,巖臘大橋左右幅1-2號樁挖孔灌注樁,設計樁長15m,樁徑1.8m,樁基採用嵌巖樁,要求樁底嵌入中風化巖不少於4.5米。
2、施工時間
2018/3/20-2018/4/15
3、勞力與機械配備
表3-1機械配置、防護用品一覽表
4、施工準備
4.1施工測量
施工前必須完成導線及高程複測、控制點加密、曲線要素和中樁坐標覆核等工作,橋址區範圍內至少有三個控制點可以相互通視,以確保測量放樣的精確性。控制點應埋設於施工用地範圍之外視野良好的堅硬穩固處,採用混凝土包裹防護,以防施工中發生偏移。
測量儀器配備萊卡TS06和TS09型全站儀,DSZ-2型自動精平水準儀,樁位中心放樣採用全站儀,高程控制採用水準儀。項目部設測量專業工程師負責管段內測量工作,施工測量嚴格執行測量覆核制度,做好測量原始記錄的收集整理工作。
4.2施工準備
(1)技術準備
①組織項目管理人員及進場施工人員學習業主《項目管理辦法》和《工地建設標準化施工實施指南》,施工嚴格按照其相關管理規定進行,從安全文明施工、質量保證、技術落實措施、環水保措施等方面積極響應業主要求,打造綠色品質工程。
②會同設計、監理完成現場交接樁和施工技術交底工作。組織測量部門進行橋梁中線貫通和各控制點的閉合複測,對施工人員進行專項培訓等。
③熟悉和分析施工現場的水文、地質等資料,熟悉設計圖紙並編制鑽孔樁單項施工組織設計,向作業隊施工人員進行技術、安全、質量、環保交底,確保施工過程中的工程質量和人身安全。
④按照混凝土強度的設計要求,做水下混凝土配合比、施工配合比,滿足人工挖孔樁灌注混凝土的要求。
(2)資源配置
檢查並安裝好提升設備的機具,備足護壁所用的原材料。如提升架、吊籃或提升機、吊繩、有害氣體測定儀、安全照明設備、抽水設備、護壁混凝土等(所用設備均需符合相關安全規範)。具體數量見表3-1。
巖臘大橋混凝土與鋼筋由1#站供應,1#砼拌合站、1#鋼筋加工廠目前已基本完成場建,具備鋼筋籠製作和混凝土製拌條件。鋼筋加工廠配置鋼筋籠滾焊機專門加工鋼筋籠,提高鋼筋籠製作質量。
(3)場地準備
施工場區內三通一平,施工用電、用水準備就緒。平整樁位處場地,清除地面危石浮土、剷除鬆軟土層並夯實。護壁鎖口高出地面30cm,以防雜物等掉入孔內傷人。孔口四周1m範圍內用砂漿硬化。
場地硬化
5、施工概述
5.1工藝流程
場地平整——放線、定樁位——挖第一節土方——支模澆灌第一節混凝土護壁——在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線——安裝活動井蓋網片、設置垂直運輸架、安裝電動葫蘆、吊土桶、潛水泵、鼓風機、照明實施等——第二節樁挖土——清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和直徑——拆上節模板、支第二節混凝土護壁——重複第二節挖土、護壁澆灌混凝土護壁工序,循環作業直至設計深度
5.2施工步驟
(1)放線:依據圖紙給出坐標,確定好樁位中心,以樁位中心為圓心,以樁身半徑加護壁厚度為半徑畫圓,撒石灰線作為樁孔開挖尺寸線,樁位線定好後,經測量監理複查合格後開挖。
(2)開挖:開挖樁孔應從上到下逐層開挖,先挖中間部分的土方,然後向周邊擴挖,有效控制樁孔的截面尺寸,每節的開挖高度根據土質和設計而定,一般土質好開挖高度為1米,土質差為50 釐米,以便及早護壁支護,防止坍孔。
(3)支模:為防止樁孔壁坍塌,確保安全施工挖孔採取了護壁支護。護壁最小厚度為10cm,模板採用內齒式,模板厚度採用3mm,護壁上口厚20cm,下口厚10cm。護壁豎立主筋採用ф10鋼筋,間距@20cm,,砼強度與樁基同標號,模板之間用卡具、扣件連接,模板的上下端各設一道圓弧形的,用槽鋼或者角鋼製作的鋼圈作為內支撐,頂緊模板,防止模板應受張力而變形,不設水平支撐,以方便操作,第一節護壁高出地面30cm,樁位軸線和高程均標定在第一節護壁上口,以方便施工中進行控制。
(4)澆築:護壁模板支好後立即進行澆注護壁砼,人工澆築,小直徑振動棒搗實,砼強度到達1.2Mpa 即可拆模,根據氣候條件,本樁控制在澆灌完畢後經24 小時後可拆模。
(5)檢查:為保證護壁不偏位,在鎖口上放十字護樁,交會後得出樁中心,其中兩點可控制距離,一點控制標高,每節以十字線對中,吊線錘作中心控制,用尺杆找圓周,找正後支模,以水準基點測量孔深。
(6)架設:第一節樁孔成孔後,在樁孔口上架設垂直起吊設備,用混凝土預製塊當配重,每臺起吊設備配置兩塊80cm*40cm*20cm的配重塊。
從第二節開始利用提升設備運土,樁孔上人員戴安全帶,樁孔內人員應戴好安全帽,吊桶離開孔上方1.5 米時,推動活動安全蓋板,掩蔽孔口,防止卸的土塊、石塊等雜物墜落孔內傷人,吊桶卸土後,再打開活動蓋板,下放吊桶裝土,樁孔挖至規定深度後,用尺竿檢查樁孔的直徑及井壁圓弧度,修整孔壁,使上下垂直平順。
(7)檢查樁位(中心)軸線、標高:每節樁孔護壁做好以後,利用鎖口十字線對中,吊線錘向井底投設,以半徑尺竿檢查孔壁的垂直平整度,隨之進行修整,井深必須以基準點為依據,逐根進行引測,保證樁孔軸線位置、標高、截面尺寸滿足設計要求。
(8)逐層往下循環作業:將樁孔挖至設計深度,做基底承載力試驗,並出具試驗報告,樁底應支承在設計規定的持力層上。
6、主要施工工藝
6.1挖掘的工藝要求
(1)挖掘時,不必將孔壁修成光面,要使孔壁稍有凹凸不平,以增加護壁混凝土的摩阻力。
(2)在挖孔過程中,隨時檢查樁孔尺寸和平面位置:樁位誤差不得超過50mm;傾斜度不超過0.5%且不大於200mm;孔徑不小於設計樁徑。
(3)挖孔時如有水滲入,應及時支護孔壁,防止水在孔壁浸泡流淌造成坍孔。滲水量大時應設法排除。
(4)樁孔挖掘及支撐護壁兩道工序必須連續作業,以防坍孔。
(5)施工過程匯總每施工4.5米,釺探一次,釺探深度為5米。終孔後再進行一次釺探,深度為樁端以下3倍樁徑範圍內(並不小於5米),應無軟弱夾層、斷裂破碎帶和洞穴分布,並應在樁底應力擴算範圍內無巖體臨空面。
(6)出渣量不得超過桶體積的2/3.
(7)挖孔達到設計深度後,應進行孔底處理。必須做到孔底表面無松渣、泥、沉澱土。如地質複雜,應釺探了解孔底一下的地質情況是否滿足設計要求。
6.2爆破施工
(1)對爆破器材實際強制性管理,對爆破人員、庫房管理人員實行公安編檔登記、培訓並持證上崗,爆破器材領發審批登記、餘量退庫制度。
(2)在施工中採用起爆器引爆,提高了施工安全係數。
(3)嚴格控制用藥量,以鬆動為主。一般中間炮眼裝硝銨炸藥1/2 節,邊眼裝藥1/3~1/4 節。
(4)有水眼孔要用炸藥,儘量避免瞎炮。如有瞎炮要按安全規程處理。
(5)採用嚴密的防護措施,爆破樁口用炮被覆蓋,並加壓砂袋,以防爆破飛石廢除地面,將爆破飛石和噪音控制在安全範圍內。
(6)加強警戒,非作業人員禁止進入爆破作業區,放炮前在安全距離處設立警戒線。
6.3灌注混凝土
混凝土採用集中拌合站拌合,採用混凝土輸送車運至孔口澆灌,插入式振搗器振搗。灌注前作在井口作好了施工平臺,保證進口及井下施工人員的安全。
(1)混凝土坍落度,宜為 160-200cm。開始灌注時,清除孔底積水及沉渣。
(2)為防止混凝土自由傾落高度超過2m 而發生離析;採用吊桶下放,人工護料澆築。
7、主要問題處理
1.孔壁偏移
澆築混凝土時未四周均勻澆築,導致護壁發生偏移,通過均勻向其四周澆築,對其進行修復。
2.滲水
(1)雨季來臨,孔內積水,採用排水能力較大的水泵;
(2)在護壁混凝土澆築時,適當加大水泥用量和速凝劑的摻量,提高混凝土的早期強度。
3.護壁變形
護壁混凝土存在過振問題,導致護壁變形,振搗時插入要快,拔出時要慢;混凝土不在顯著下沉,不出現氣泡,開始泛漿時為準,把控好時間。
4.護壁厚度
由於不均勻混凝土四周澆築,導致護壁厚度整體效果差,開挖時嚴格利用鎖口十字護樁確保樁的中心位置,嚴格按照規範開挖,利用捲尺等測量工具確定半徑,模板安裝過程按上述方法把控。
8、施工中安全保證措施、質量保證措施、環保措施及文明施工
1. 人工挖孔灌注樁應採取下列安全措施:
(1) 現場設專人指揮,調度,確定合適的機械車輛行車路線,並設置明顯的標誌,防止相互幹擾碰撞及作業留有安全距離。制定作業程序和運行路線,確保協調施工,安全生產。
(2)
施工區域應設圍欄和警示標誌,嚴禁非工作人員出入,施工中應對機械設備進行定期檢查、養護、維護。
(3) 嚴禁上下交叉作業,孔內施工時,孔口做好圍護工作。
(4) 多樁孔同時成孔,應採取間隔挖孔方法,以減少水的滲透和防止孔壁土體坍塌。對樁的垂直度和樁徑加強檢查覆核,發現偏差,及時糾正,確保樁位準確。遇到塌孔時,可採取塌方處理,砌磚外模,配適量的鋼筋網,再支內模灌注混凝土護壁。挖孔經檢查符合設計要求後,應儘快灌注混凝土,防止持力層風化或軟化降低承載力,不能及時灌注混凝土時,要採用封底。
(5) 挖孔施工前,要對從事管理和生產的人員進行全面的安全教育、技術交底和作業指導,重點對現場技術員、安全員、和領工員以及挖孔作業人員等進行培訓教育。安質環保部要每星期組織一次安全檢查,經理部要每個月進行一次安全質量大檢查,保證挖孔樁安全、優質、順利地完成。
(6)挖孔時,應注意施工安全。挖孔工人必須配有安全帽、安全繩,必要時搭設掩體。提取土渣的吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷揚機等機具,應經常檢查。井口圍護高出地面300mm以上,防止土、石、雜物落入孔內傷人。挖孔土渣應堆於井口3m以外距離,以免增大井壁土體荷載危及井壁安全。挖孔工作暫停時,井口必須罩蓋。挖孔時,如孔內的CO2含量超過3%或孔深超過10m時,採用機械通風。
(7)根據設計地勘地質資料,查詢首件施工兩根樁基地質均為中風化灰巖,使用風鎬均能施工,孔內巖石不需爆破。若孔內巖石需爆破時,採用淺眼爆破法,嚴格控制炸藥用量,並在炮眼附近加強支撐和護壁,防止震塌孔壁。孔內經爆破後,先通風排煙15min,經檢查無毒氣後,施工人員方可下井繼續作業。
(8)若其他人工挖孔樁遇見較硬巖層,需要採取爆破時,由專業爆破公司制定爆破方案,嚴格控制炸藥用量,並在炮眼附近加強支撐和護壁,防止震塌孔壁。孔內經爆破後,先通風排煙15min,經檢查無毒氣後,施工人員方可下井繼續作業。
(9)挖孔過程中現場領工員、技術員、安全員要全過程監控和檢查,以便及時發現問題和處理。挖孔樁孔位中心容許偏差為50mm;孔徑不小於設計孔徑;傾斜度不大於0.5%且不得大於200mm,澆灌混凝土前,所有的虛土浮渣均必清除乾淨,且必須驗孔籤證。
清除乾淨,且必須驗孔籤證。
(8)施工中必須注意安全,樁孔施工時,要防止人、物不慎墜落孔內;孔口5m以內不得堆物,以免孔口變形或塌落;孔內照明用24V低壓防水帶罩照明燈。挖孔人員必須配有安全帽、安全繩,必要時應搭設掩體,採用半圓形木膠板,搭設在上一層護壁混凝土的內齒上,人在網片下施工,網片的另一邊留出渣用。提取土渣的吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷揚機等機械必須經常檢查。井口維護應高出地面30cm以防止土、石、雜物滾入孔內傷人。挖孔工作暫停時,孔口必須罩蓋。
(9)人工挖孔樁每次下人之前先通風,做有害空氣含量檢測,保證樁底空氣各項指標體不超標。
(10)嚴禁拋擲東西;
9、環境保護
(1)生態環境保護目標
保護林木,不發生亂砍亂伐事件;注意防火,保證不發生林區火災事故;保護野生動物,不發生偷獵野生動物事件;嚴格取棄土,不發生亂挖亂棄甚至侵佔河道棄土事件。
(2)水環境保護目標
保證施工廢水和生活汙水及有害物質集中處理,不發生汙染工區水環境事件,保持水環境清潔。
(3)大氣環境保護目標
採取灑水等措施降塵,選用清潔能源,保證不造成對大氣環境的汙染。
(4)聲環境保護目標
選用底減震效果好,低噪聲的設備,特殊機械設消音裝置,儘可能減少噪聲對周圍居民的幹擾。
(5)水土保持目標
不發生隨意砍伐樹木和破壞植被事件,不發生嚴重水土流失事件。
(6)棄渣集中堆放
10、文明施工
(1)嚴格按經批准的施工組織設計進行施工現場布設,做到布置合理,道路暢通,排水良好,場地平整潔淨。
(2)執行現場管理責任制,豎標牌公布,歡迎各界公開監督和指導,做到現場材料堆放整齊,並將各類材料標識清楚。機械設備停放有序,場內清潔乾淨,實施現場標準化管理。
(3)加強文明施工教育,使參與施工的職工遵紀守法,上崗作業,著裝整齊,佩帶標誌,防護到位,下班休班遵守村規民約。
(4)加強機械、車輛和司機人員的管理,做到遵章行車,不帶病開車。