人工挖孔桩工程的施工方案.docx
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人工挖孔桩工程的施工方案.docx
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人工挖孔桩工程的施工方案
人工挖孔桩工程的施工方案
1、施工部署
1.1施工管理目标:
①施工部署原则:
项目实行目标管理,利用先进技术,精心组织,精心施工,优质、高速、低耗完成本桩基工程。
②质量目标:
确保本桩基工程质量优良。
③工期目标:
确保80天人工挖孔桩全部竣工。
④安全生产目标:
杜绝重大伤亡、设备隐患、火灾事故,把各种安全隐患消除在萌芽状态。
⑤文明施工目标:
执行现场标准化管理,创一流文明施工现场。
⑥服务目标:
与各方密切配合,为土建施工创造条件,使业主满意。
1.2施工准备:
①熟悉图纸、会审施工图,领会施工组织设计意图。
提出主要材料、施工机具规格和需用量计划,并逐步落实供货单位及进场时间。
②对业主提供的坐标和水准点进行复核,做好轴线控制桩位和半永久性水准点,作出放线测量报告并及时与建设方会签。
③搭设施工临时设施,敷设现场临时水电供应管线。
④确定设备设置位置,按顺序组织设备就位安装。
1.3施工协调:
①积极参与包括业主、监理、设计、地质、施工等各方参加的协调会议,及时解决施工过程中出现的问题,确保施工顺利进行。
②服从公安、城管、环卫等政府部门的安排,认真处理好与周边单位的关系,减少外来干扰,把主要精力投入施工,决不能因外界矛盾而影响施工。
③及时协调各班组之间可能出现的矛盾,做到人尽其能、物尽其用。
2、施工工艺
2.1人工挖孔桩工艺流程图(图1):
2.2测量放样:
本工程设计比较特殊,桩孔较多,且各轴线夹角特殊,桩位座标用传统的方法计算较繁琐,容易出错,最好由设计单位提供桩孔座标,用全站仪放出桩位。
如设计院不提供座标,则可利用计算机计算,首先在AutoCAD软件中画出桩基平面图(如果设计院能提供图纸电子文档则可省略此步骤),然后将CAD的座标系换成大地座标系或施工测量的相对座标系,将桩基平面图上定位点按设计座标移至新座标系中对应座标,各桩位的座标即可从图上直接读出。
再利用全站仪依次放出各桩位,并进行闭合校正。
此法方便简捷,非常直观,而且具有可视化,我公司已在施工中多次应用,效率很高。
桩位经施工人员、监理单位测量人员、建设单位在开挖前检验合格,钉上木桩,并以桩上的铁钉作标记,用砼固定木桩,放样完毕即可进行下一道工序。
2.3桩孔中心点的控制:
为防止杂物在开挖时落入孔中,便于第一节砼护壁施工,防止地表水渗入井内,开挖前应以桩中心点为中心,按相应的桩径加大40cm用砖砌一圈,宽度为120mm,高出井周围地面150~200mm,同时通过桩中心引两条垂直直径线与井圈相交得四点,在这四点处设置四个钢钉,或用油漆在这四点作标记,作为控制中心点及施工中控制垂直度的依据。
要求每模都进行吊中,拆模后进行复检,及时修正,做到中心偏差在10mm以内。
2.4施工降水
本工程场地紧临湘江,含水层为上层滞水及砂砾层中的承压水。
砂、砾石层较厚,富含地下水,而且渗透系数大,涌水量也较大。
由于场地内有较多工程勘察孔,两个含水层必定已连通,因此降水主要只考虑下层潜水。
考虑采用工程井作为降水井,但要采用沉井工艺,成孔工期较长,导致工期延误,将工程施工拖入雨季湘江丰水期,给施工造成更大的困难,因此拟采用管井井点降水。
①管井井点计算
计算参数
降水面积A=300×300=90000m2。
降水深度S大部分在5.1-10.7m之间,取平均值7.9m,含水层厚度h约5m。
渗透系数K砂=20m/d,K砾=100m/d,加权平均后K=70m/d。
降水井底在渗透系数很小的中风化岩中,故按潜水、完整井计算。
降水假想半径
X0=(A/π)1/2=(90000/3.1416)0.5=169m。
b、抽水影响半径
R=(X02+2Kth/u)0.5=(1692+2×70×8×5/0.23)0.5=269m。
式中t-抽水稳定时间,取8d。
u-给水系数,中粗砂0.15-0.20,圆砾0.20-0.35,取0.23。
c、总涌水量:
Q=1.366k(2h-S)S/(logR-logX0)
=1.366×70×(2×5-7.9)×7.9/(log269-log169)
=8977m3/d
d、单井涌水量
根据经验数据,单井涌水量为q=300m3/d。
e、管井数量
N=Q/q=8814/300=29.9座,实际布置30座,再结合桩井降水。
f、管井平面布置及井深
管井平面布置见《施工平面布置》,北向因靠近湘江井点加密,孔深以穿过桩底1米左右为准,约17米。
②成井工艺及要求
管井采用XY-300工程钻机成孔,成井工艺见《管井结构示意图》,机井口径不小于300mm,施工过程采用泥浆护壁,可利用地层的粘性土自造泥浆。
钻孔前要挖好泥浆池,用泵吸泥浆循环排渣。
成井时下入口径为219mm钢管至井底,作护泵管,含水层部位的护泵管加工成筛管,筛眼直径16mm,筛眼部位包钢丝网。
护泵管外用卵石回填,形成反滤层。
为了缩短工期,每天24小时作业,10天内成井完毕。
抽水采用扬程25米,出水量20t/h潜水电泵,引水管采用50mm胶管。
管井井点运转后,配专人值班,保持昼夜连续运转并定期检查水泵及管路运转情况。
2.5桩井开挖掘进(图2):
土层、砂卵石采用短镐、锄头类工具挖掘,遇坚硬状障碍物或岩层时,改为风镐掘进。
弃土采用吊桶装载,用人力绞架垂直提升到井口,弃土于离井口1.5米以外或指定地点。
为了保证卵石层顺利掘进,并减少流砂现象的发生,在采用井点降水的情况下,再视具体情况在场地内布置几个降水井(可先将几个桩孔快速掘进作为降水井),降低地下水位,保证含水层开挖时无水或水量较小。
桩井开挖进入持力层,如遇坚硬的中风化灰岩(抗压强度达50MPa)或中风化石英砂岩(抗压强度达78MPa),用风镐极难掘进,应采用松动爆破。
成孔采用手持式风动凿岩机,钻孔前准确标定炮孔位置,并仔细检查风钻的风管及管路是否连接牢固,钻机的风眼、水眼是否畅通,钻杆有无不直、带伤以及钎孔有无堵塞现象等。
钻孔由一人操作,双手持凿岩机对正位置,使钻钎与钻孔中心在一条直线上。
钻时先开小风门,待钻入岩石,能控制方向方开大风门。
钻孔应根据岩层性质、最小抵抗线等因素合理布置并严格掌握钻眼方向、深度及间距。
采用多孔小药量松动爆破,炸药采用防水硝铵炸药,导爆管引爆。
采用松动爆破时炸药用量可用下式计算:
Q=0.33q•a•b•l
式中q-炸药单位消耗量(kg/m3)
a-孔距(m)
b-排距(m)
l-钻孔深度(m)
实际工作中,可根据经验、炮孔深度和岩石坚硬情况来确定用药量。
装药长度一般控制在炮孔深度的1/3-1/2。
装药并堵塞炮孔后,对爆破线路进行检查,发出爆破信号,撤离人员,设置警戒方可放炮。
2.6孔内排水(图3):
孔内少量泥水可在桩孔内挖小集水坑,随挖随用吊桶随弃土吊出;如大量渗水,可在桩孔内先挖较深集水井,设小型潜水泵将地下水排出桩孔外,随挖随加深集水井水涌出可采用潜水泵排入场内临时排水沟;涌水量很大时,可将一桩超前开挖,将附近桩孔地下水位降低。
2.7护壁支模:
每掘进1.0米时必须护壁,护壁定型组合钢模装好,然后根据桩孔中心点校正模板,保证护壁厚度、桩孔尺寸和垂直度,按设计配护壁钢筋,然后浇注护壁砼,上下护壁间应搭接50mm,且用钢筋插实以保证护壁砼的密实度,应四周均匀浇注,以保证中心点位置的正确。
当砼达到一定强度(一般为24小时)后拆模,拆模后进行校正,对不合格部分进行修正,直至合格。
2.8流泥、流砂处理方案
本工程场内砂卵石层较厚,并含淤泥质土,加之地下水位较高,水量丰富,而且场地临近湘江,施工期间地下水位低于湘江水水位,地下水由湘江补给,必定形成流砂、流泥,给施工增加极大难度,根据我公司多年的桩基施工经验,只要做好以下几方面的工作,保质、保量、安全地完成此工程是有把握的:
①思想重视、管理到位、精选劳动力
仔细研究工程勘察资料,仔细调查了解场地周围水文、地质情况,详实掌握第一手资料,不打无准备之战。
组织具有类似工程施工经验的施工管理机构,层层将管理职责落实到位,将技术和方法贯彻落实到每一个施工人员的具体行动中,做好后勤保障指导工作。
劳动力是生产力的第一要素,一支技术好、能吃苦、经验丰富、服从指挥的民工队伍是本工程顺利完工的重要保障,而我公司通过十多年的桩基施工,已培养出几支这样的队伍。
②充足的施工机具、物资准备
我公司备有5T高频振动器,用于在流砂层中振沉钢筒,有卷板机制造钢筒。
工地上将预备足够半模板、钢板、钢筋、水泵、稻草等施工用具,以保障工程顺利进行。
③切实可行的技术措施
所谓流砂、流泥是粉土、粉细砂、淤泥质土,甚至粗砂为主的地质体在动水压力作用下经扰动而产生的现象,动水压力和扰动是土、砂体发生移动的作用力,所以要防止出现大量流砂、流泥现象,一是要减小动水压力,二是要减少对土体的扰动。
⑴ 减小动水压力
减小动水压力就本工程而言切合实际的方法有两种:
一为降水井降水,二为群井施工分流。
降水井降水是用机械方法成井,分布在场地四周,预先抽排形成降水漏斗,截断场地外围的地下水补给,同时降低场地内地下水位,详见降水施工方案。
群井施工分流是指在成孔阶段分片集中施工,保持各相邻孔掘进深度大致相当,群井抽水,减少单桩井的涌水量,从而减小动水压力,实践证明这是简单易行而又效果显著的施工方法。
⑵减小对砂体的扰动
减小对砂体的扰动关键要做好两项工作:
一是正确的护壁方法,二是"快"字。
正常地层下施工,每次可掘进一米,然后装模护壁,用钢筋砼护壁即可,而在流砂层中,则每次只能掘进半模或1/3模深度,防止大面积砂体位移。
而且因流体能产生较大的侧压力,应加大护壁厚度,护壁视具体情况留泄水孔,砼搅拌时可加入适量的速凝剂以加快砼的早期强度,由于基底对护壁无支撑,为防垮模、掉模和变形,还需加大护壁配筋,以φ12-φ14钢筋为宜。
在特别困难地段,可在护壁外侧打入L=1.2米,Φ14-20@100-150mm的钢筋或钢板,下半部分用稻草或其它物品编织于钢筋、钢板外侧形成阻砂过水层,减少对护壁外砂体的扰动,再按上面所述方案护壁(见图4),或者用常用的钢筒护壁方法,根据地质资料流砂层的厚度,制作长度相当、壁厚6~8mm的钢护筒垂直放入井内,边挖边沉或使用高频振动器将钢筒直接沉入砂体中,或用洛阳锤打至砂体中,尔后在筒体内掏砂,不对外围砂体产生扰动(见图5)。
在"快"字上下功夫,要想快,则要求工人经验丰富、动作熟练、准确,护壁材料事先准备充分,在最短的时间内完成0.3米-0.5米的掘进、护壁工作,然后停止抽水,尽量减少对砂体的扰动,流砂层内施工必须一鼓作气,快速突破,最忌打打停停和返工。
只要做好上述两方面的工作,流砂层内的成孔也并不是那么令人生畏的。
2.9 扩大头施工,清底验收:
当桩孔挖至设计标高时,则停止掘进,通知建设方(或监理单位)会同设计、勘察、质监等单位共同鉴定,满足要求后迅速扩大桩头,清理孔底及时验收。
验收后用稍高于设计标号的砼封底100mm,防止岩石风化。
成井质量要求标准:
① 深度和持力层达到要求;
②桩径、扩底几何尺寸不小于设计值;
③垂直度<0.4%,桩平面偏差<5cm;
④井底沉渣厚度为零。
2.10钢筋笼的制作、吊放:
钢筋经试验合格后,再用交流电焊机采用J506焊条焊接螺纹钢,J422焊条焊接圆钢,采用单面焊,搭接长度10d,要求焊缝表面完整,高度不低于母材,并与母材圆滑过度,焊缝宽度超出坡口2~3mm,主筋焊接必须在同一中心线上,同一断面焊接点数不超过50%。
由于桩孔不是很深,钢筋笼制作可一次成型,经验收合格后临时堆放。
钢筋笼成型要求:
钢筋笼长度:
±50mm钢筋笼直径:
±10mm
主筋间距:
±10mm箍筋间距:
±20mm
钢筋笼需检验合格后方可下井,大钢筋笼用吊车吊放,小钢筋笼用扒杆吊放,安装时应慢吊慢放,防止碰撞井壁,垂直下放到位后,检查钢筋笼中心与桩孔中心是否重合,钢筋笼与井壁间垫砼垫块,以确保保护层的厚度均等。
2.11 桩芯砼灌注
采用C30砼灌注。
灌注前应先对桩孔进行清理,抽干积水,下井清理沉渣,保证清底干净。
灌注前应做砼配比试验,为严格按配比计量进料,采用一台HZS25型砼搅拌站拌和,砼运输采用HBT30型砼输送泵,该设备的生产能力能满足工期要求。
坍落度控制在16-18cm,砼连续灌注不得中断,井口用漏斗并连接砼串筒,串筒出口离砼面高度不超过2.0米。
为保证砼密实度,采用振动棒分层捣实,每段灌注高度小于0.5米。
振动棒操作做到"快插慢拔",在振捣过程中宜将振动棒上下略作抽动,以使上下振捣均匀。
每点振捣时间一般以20秒~30秒为宜,但还应视表面呈水平不再显著下沉,不再出现气泡,表面泛出灰浆为准。
分层浇注振捣,振动棒应插入下层5cm左右,以清除两层之间接缝。
砼灌注完毕,应按要求留置试块,桩顶覆盖草袋养护并经常湿水或蓄水养护。
当孔内渗水量较大,孔底积水深度大于100mm时,应采用水下灌注砼,以钻机或洛阳铲作为提升机械。
水下灌注主要技术要求如下:
砼坍落度控制在16~18cm之间,在现场进行坍落度测定,保证其流动性、和易性。
导浆管连接处必须密封,导管离井底30~40cm,在灌注时,要注意探测砼面和导管埋深情况。
首次灌注量应保证埋管,拆管时不得将导管提离砼面。
保证凿除浮浆后桩顶砼质量,超灌0.5m以上。
砼试配:
砼配合比由实验室提供,可按配比进行砼浇灌。
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