人工挖孔桩作业指导书.docx

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人工挖孔桩作业指导书

人工挖孔桩作业指导书

1.适用范围

适用于汶马高速C24标范围内所有不能或不便采用机械钻孔作业的桩基，且无地下水或有少量的地下水的图层和风化软质岩层，桩体可为圆形或方形。

2．编制依据

汶马高速C24标《两阶段施工图设计》；

《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011；

《公路桥涵施工技术规范》实施手册JTG/TF50-2011。

3．施工准备

3.1机具准备

3.1.1挖运机具：

卷扬机和提土桶，镐、锹、土筐等；

3.1.2护壁工具：

护壁钢模板，插捣工具等；

3.1.3辅助工具：

潜水泵，鼓风机、空压机和送风管等；

3.1.4劳保用品：

安全帽、安全绳、应急软爬梯等；

3.1.5计量用具：

钢卷尺和锤球。

3.2资料准备

3.2.1设计图纸已自审、会审和交底，挖桩工已接受技术交底，有符合规范及施工要求的地质报告；

3.2.2开工报告已经审批，用于工程的原材料已经检验合格。

3.3场地准备

3.3.1地下障碍物、地下管线已经处理；平整场地，修建弃土道路，接通水电，备好机、具；

3.3.2工程测量、放线工作已经完成，且经复核符合要求，桩位测设已经复核符合要求，并做好护桩。

3.3.3对挖孔场地进行围护，防止土石等杂物滚入孔内；孔口防水设施已做好。

4.施工方法及工艺流程

4.1工艺流程

井口开挖

否

图1挖孔桩施工工艺框图

4.2模板制作

4.2.1模板一般选用厚2.0mm以上的松木板制作，亦可采用厚度大于1.5mm的钢板制作。

无法拆除的木框架支撑不得用于摩擦桩。

4.2.2模板制作高度一般为1.0m～1.1m和0.5～0.6m两种规格，整付模板一般可分成5～8块拼装，拼装后的模板上口直径应等于桩径，下口直径按设计护壁斜度要求制作。

4.2.3采用木模时，模板加劲肋最小高度应大于4.0cm，采用钢板制作时，加劲肋可用角钢式扁钢制作。

角钢规格应大于L30×3，扁钢规格应大于40×4。

4.2.4一般应按每个桩位一付模板的比例配备模板，对于桩数较多的项目，最少每个挖桩小组必须配备3付以上模板。

4.3开挖、护壁

4.3.1同一墩台各桩开挖顺序，可视地质条件、桩位布置及其间距而定。

桩间距较大、地层紧密不需爆破时，可对角开挖，反之宜单孔开挖。

桩孔为梅花式布置时，应先挖中孔，再开挖其他各孔。

4.3.2根据桩的中点，每个桩位引出十字线，用铁钉钉在孔位附近的木桩上，然后开挖土方，开挖直径以桩的外径为准。

4.3.3土方开挖后，经自检符合要求，即可进行护壁钢筋网绑扎，绑扎按技术交底要求进行，绑扎时应预留下一皮护壁钢筋网的搭接筋，绑扎时钢筋间距的偏差小于2.0cm。

4.3.4钢筋网绑扎后进行模板拼装，拼装后的模板中心和桩中对线误差小于2.0cm，孔径偏差为-20～+50。

4.3.5模板拼装后经自检，经现场技术人员同意，方可进行护壁混凝土施工。

护壁混凝土强度不得低于15Mpa，浇捣时应用振动棒或插纤充分振捣，确保护壁密实不漏水。

第一节混凝土护壁（地面以上30cm，地面以下1米）径向厚度为30cm，高出地面30cm，使其成为孔口锁口，以阻挡井上土石及其它物体滚入井下伤人，并且便于挡水和定位；锁口部分加设双层Φ8圆钢环向箍筋，箍筋间距20cm，环向箍筋间距为10cm，保护层厚度为10cm。

4.3.6护壁混凝土浇捣后经养护24小时方可折模，进行下一皮施工。

护壁混凝土在初凝以前必须保持孔内地下水位低于护壁混凝土底部防止护壁混凝土水泥浆被地下水冲走。

4.3.7掘进到一定深度，用电动绞车，绞车或三角架配备适当的吊斗从孔内提土和运送护壁混凝土下到孔内浇捣。

4.3.8挖孔和施作护壁必须交替作业，不能中途停顿，以防止坍孔。

每次开挖一皮，上、下皮护壁混凝土的搭接高度大于5.0cm。

每天按照实际开挖深度填写《人工挖孔桩施工原始记录》，并留取岩样同设计地质情况进行对比。

当地质条件与设计不符时，应立即上报，待监理、设计单位会同处理。

4.4岩层的开挖方法

4.4.1爆破

施工流程如下图：

炮眼布置

根据爆破原理及以往类似工程的施工经验，炮眼设计采用中心掏槽眼、辅助眼、周边眼相结合的布孔方法，利用多个段别毫秒雷管实现微差控制爆破，炮眼布置如下图所示：

按照规定：

炮眼间距（E）=（8～12）d（d为炮眼直径）;抵抗线:

W=（1.0～1.5）E。

E=10d=10×38=380㎜=38㎝

W=1.5E=1.5×38=57㎝

爆破参数的确定（以直径1.5m桩径为例，实际开挖直径为1.8m）

炮眼总数确定

N=Sd·L/dc·f·ex=3.46×1.0×35/6×320/260=24

式中：

Sd---爆破断面积m2；

L---孔深m；

dc---药卷直径mm（2#乳化炸药）；

f---岩石坚固性系数（取6～8）；

ex---炸药爆力换算系数ex=320／e，e为炸药爆力ml（2#乳化炸药取≥260）。

单耗药量

q=Kx·Sx·dx·f·ex=0.3×3.46/5×35/32×6×320/260=1.67kg/m3

式中：

Kx--常数（0.25～0.35）；

Sx---断面影响系数Sx=Sd/5；

Sd--爆破断面积m2；

dx---药卷影响系数dx=dc/32；

f---岩石坚固性系数（f=6～8）；

dc为药卷直径mm；

ex--炸药爆力影响系数（ex=320/e，e为炸药爆力ml）

总药量确定

Q=qV=q·Sd·L=1.67×3.46×1.0=5.78kg

式中：

V---爆破方量m3；

Sd---爆破断面积m2；

L---孔深m。

单孔装药量的确定

Q0=K·Q／N=0.8×5.78/24=0.19kg

式中：

K----常数，根据不同炮孔所起作用不同进行调整，K=0.8～1.2；

N----炮孔总数；

最大段允许用药量的确定：

一般由类似条件的工点实际测量得的爆破动速度衰减律公式计算得到。

计算公式为：

Qm＝R3（Vkp/K）3/2

式中：

Qm----最大一段允用药量（kg）；

Vkp---振动安全控制标准；

R-----爆速中心到振速控制点的距离ｍ；

K-----与爆破技术，地震波传播途径介质的性质有关的系数。

以挖孔桩设计直径为1.5m为例，护壁厚度为30cm，故爆破断面直径为2.1m，根据以下计算公式，结合历次类似工程的实践经验，对挖孔桩爆破设计如下：

①爆破断面积S=3.46m2；

②中心眼：

孔数1个，孔深1.2m，药量Q0=231g／孔；

③辅助眼：

孔数4个，孔深1.0m，药量Q0=191g／孔；

④周边眼：

孔数19个，孔深1.0m，药量Q0=191g／孔；

⑤总药量：

Q=4.624kg；

⑥最大一段允许用药量：

Qm=2.01g；

⑦设计单耗：

q=1.67kg／m3；

⑧设计爆破效率：

η=0.85；

⑨循环进尺：

1.0m；

⑩实际单耗：

q实=1.33kg／m3。

以上爆破设计在挖孔桩施工前应结合岩石的情况及周围建筑物的地基情况，进行爆破试验，选定合理的参数和装药量;并在挖孔桩施工过程中，应结合岩石的变化情况，并根据试爆效果对爆破设计进行适当调整并及时地进行地震量测，达到在保证安全的前提下取得良好的爆破效果的目的。

起爆方法及起爆网络

挖孔桩每一孔内采取全断面开挖，采用毫秒电雷管起爆，为减少地震波对周围建筑物、挖孔桩护壁及围岩的影响，严格控制单段起爆药量，被设计采用中心眼1段、辅助眼3段、周边眼5段，保证时差在200ms以上，同时采取每一孔桩单独起爆的方法，以达到可靠的减震效果。

由于受地质条件影响，部分桩基存在较打量的地下水，为防止桩内的积水导致炸药失效，本设计炸药拟采用防水性能好的乳化炸药，起爆网络采取单孔串联的方式起爆方法采用电雷管起爆，起爆电源采用MFB200型起爆器。

4.4.2水磨钻

水磨钻主要有水磨钻机、水磨钻筒和专用水泵三部分组成。

一般一个水磨钻机配备3-5水磨钻筒，一个水磨钻筒上有7个刀头。

水磨钻筒外径为16公分，内径为14公分，壁厚度为1公分，高度为62公分，一个循环可钻60公分。

专用水泵外径为12公分，高度为40公分。

特别适用于离居民房和公路附近桩基施工，也特别适合工程前期炸药缺乏的情况。

施工工艺流程：

施工人员组合：

6人一组使用两台水钻同时施工2个孔，其中井下作业每孔2人，地面负责出渣2人。

施工顺序

钻取四周岩石：

沿桩基孔壁布置70个取芯点，取芯直径为150mm，取芯圆与锁口内壁相切，取芯圆之间的距离为130mm。

依次钻取外周的70个岩芯，取出的岩芯高约500mm，将外周岩芯取完后桩芯体岩外围便形成一个环形临空面。

钻取中间岩石：

沿桩半径钻取岩芯，将桩芯岩体等分成三等份，每份占桩芯岩体的1/3，以便于岩体破裂。

手电钻打孔：

用手电钻在桩芯岩体上钻眼，再将桩岩石分成六等份。

插入钢楔、击打钢楔分裂岩石：

在沿桩基径向手电钻钻出的孔内打入钢楔，用大锤锤击钢楔使岩体获得一个水平的冲击力，在水平冲击力作用下岩石沿铅锤面被拉裂，底部会发生水平剪切破裂。

依次分裂岩体，直至该层桩芯岩体全部被破裂。

人工装渣，电动提升机出渣：

一次单循环施工作用后，将水钻钻出的岩芯进行依次出渣，出渣从桩孔德一侧进行，然后插入钢楔，击打钢楔分裂岩石后再进行一次出渣。

桩孔修正及下一循环的施工：

由于水钻钻芯后桩基孔壁成锯齿状，为保证有效桩径与设计桩径一致，要敲掉侵占桩基空间的岩石锯齿。

通过锁口护桩在桩孔内标出设计桩中心，检查桩基底部偏位情况并及时纠偏，同时标出下一个循环外周水钻钻孔取芯位置，进入下一循环的挖孔桩施工。

4.5.2现场应根据施工的实际需要开挖明排水沟，地下水抽出后排入排水沟内汇集到沉淀池，经沉淀后排出场外严禁任意排水。

4.5.3排水沟应有人即时疏通，沉淀池应每天清理、防止淤积。

4.6成孔检验

4.6.1挖孔至设计高程后，孔底应清除积水，并进行孔底处理，做到平整、无松渣、泥污、沉淀或扰动过的软层。

4.6.2成孔后，应会同质检、监理工程师进行验孔，验孔内容包括孔深、孔径、孔型、垂直度及地质情况必须符合设计要求。

4.6.3成孔检验合格后，立即安装钢筋笼，浇筑混凝土。

挖孔桩允许偏差和检验方法

序号

项目

允许偏差

检验方法

1

孔位中心

群桩100mm，单排桩50mm

测量检验

2

倾斜度

＜0.5%

4.7钢筋笼安装

4.7.1钢筋原材料、加工和连接的检验必须符合铁道部现行《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》（TB10424-2003）的相关规定。

4.7.2钢筋笼制作方法见《钢筋笼现场制作作业指导书》，钢筋笼安装应在成孔检查后进行。

4.7.3制作后的钢筋笼给检查合格，抬入在井孔边用汽车吊起吊吊放，同时校正钢筋笼项面标高。

挖孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法。

序号

项目

允许偏差

检验方法

1

钢筋骨架外径

±20mm

尺量检查

2

主钢筋间距

±10mm

尺量检查不少于5处

3

箍筋间距

±20mm

4

钢筋骨架垂直度

0.5%

吊线、尺量检查

4.8桩身混凝土施工

4.8.1在灌注混凝土前应对孔径、孔深、孔型全部检查并报监理工程师，经检验合格后方可灌注混凝土。

4.8.2混凝土采用集中拌合，自动计量，罐车运输，泵送混凝土施工，插入式振捣器振捣。

混凝土的浇筑入模温度不低于+5℃，也不高于+30℃，否则采用经监理工程师批准的相应措施。

4.8.3灌注支架采用移动式的,事先拼装好,用时移至孔口,以悬挂串筒,漏斗底口。

从高处直接倾卸时,