K68+334五道沟门大桥
挖孔灌注桩、冲孔灌注桩施工技术方案
一、编制依据
1、本合同招标文件，K68+334五道沟门大桥设计施工图纸等。
2、K68+334五道沟门大桥现场实地考察情况，参考资料等。
3、现行的部颁《公路工程质量检验评定标准》、《公路桥涵施工技术规范》、《公路勘测规范》、《公路工程施工安全技术规程》、《公路工程集料试验规程》、《公路工程金属试验规程》等。
4、我公司现有可投入工程的施工技术力量和机械设备。近年来，我公司参加类似工程的施工经验。
二、编制原则
本分项工程施工技术方案按照企业法人有关文件规定，以及施工合同的规定，争创优质工程的目标进行编制，具体体现在以下几点：
1、采用我单位近年来在高速公路建设中使用的先进施工方法和工艺设备。
2、调集我公司经验丰富的管理人员和雄厚的技术力量，并组织一个强有力的项目经理部和各施工作业层，加强施工现场的规范化、科学化、标准化管理。
3、遵守施工规范和操作规程及国家和交通部关于质量、安全生产规定，确保工程质量与施工安全。
4、遵守环境保护法并切实按有关要求和规定来组织实施。
三、编制范围
该分项工程施工技术方案以K68+334五道沟门大桥施工图设计（先期施工图）为基础进行编制，适用于五道沟门大桥墩台挖孔灌注桩、冲击钻孔灌注桩。
四、工程概况
五道沟门大桥中心桩号K68+334，桥梁长508.36m，双幅桥宽24.5m。上部结构采用（3×50+4×50+3×50）m预应力混凝土T梁，先简支后连续；下部结构采用柱式墩和箱型薄壁空心墩；基础结构为φ1.5m、φ2.0m钻孔灌注桩；桥台为柱式台。
该桥共有基桩122根，其中φ1.5m基桩114根，总长3162m；φ2.0m 基桩8根，总长256m。根据现场实际地形和场地，主要采用挖孔灌注桩施工工艺，在伊河支流河床部位的7#墩基桩采用冲击钻孔施工工艺。
五、施工准备情况
项目经理部共安排两个基桩施工队伍，并为基桩施工配备了专职的桥梁工程师、试验员、安全员、质检员、材料员、领工班长等。施工所需人员均已全部进驻现场。
机械设备方面，挖钻孔设备、混凝土拌合站、搅拌运输车、吊车、钢筋加工设备等都已安装就位，并调试完毕。
已新修由拌和站及现有道路至各墩台的施工便道，可满足施工道路需要。
工程所用钢筋、水泥、石子、砂等材料已进场并经检验合格。
项目经理部在K68+400处架设安装了1台630KW变压器，满足施工用电要求。
现场桩位已测设放样完毕，精度满足施工要求。
六、施工进度计划
该桥基桩计划2011年1月8日正式开工，2011年7月31日结束。其中0#台、1#、2#、3#、4#、5#、6#、8#、9#、10#等墩台采用人工挖孔工艺，预计到5月31日可全部完成；7#墩采用冲击钻孔工艺，预计到7月31日可完成。
七、施工工艺
（一）挖孔成孔工艺
挖孔桩开工前，测量人员依据施工图纸精确放出桥梁基桩的纵、横轴线、桩位，并设置固定桩。人工清除地表杂物，将施工平台整平压实，并砌筑护孔井圈。准备就绪后可开始挖孔施工。
通常情况下，开挖时采用对角跳挖法施工，待挖好的孔桩混凝土灌注完毕后，再开挖相应对角的孔桩。在开挖的第一步，先以中心桩画圆，其半径大于孔径的15～20cm开挖，以便进行混凝土护壁。桩孔开挖采用分节挖土法，人工手持风镐或十字镐从上到下逐层挖掘，铁锹铲土装入专用吊桶，小型卷扬机提升，至地面后用手推车运至弃土场。分节开挖与护壁，每节开挖深度为1m。挖土次序为先中间后周边。
较硬土质或泥质砂岩，采用风镐掘进，如遇坚石时，采用爆破开挖，炮眼以梅花形排列（见图），爆破时采用浅眼松动爆破法，炮眼
深度在硬岩层不超过0.4m，软岩层不超过0.8m。严格控制炸药用量并在炮眼附近加强支护，以防震塌护壁，装药量不超过炮眼深度的三分之一。孔内爆破采用电引起爆。当桩底进入斜岩层时，把桩底岩石凿成水平或台阶状。
孔内爆破后应先通风排烟15min并经检查无有害气体后，施工人员方可下井继续作业。
必须采用爆破的孔桩，需根据不同岩质的技术参数制定专业定向的爆破方案，并经审批后方可实施爆破。
安装提升设备时，使吊桶的钢丝绳中心与桩孔轴线位置一致，以此为挖土时粗略控制中心线。在每节护壁上设十字控制点，吊线锤做中心线，用水平尺杆确定桩径。
挖孔工作暂停时，孔口必须罩盖。
当孔内出现地下水时，及时抽排，可在孔内中部挖一深度为30～50cm的集水坑，一直超前进行排水。地面做好沉淀池及排水沟等排水设施。
挖孔时，如孔内的二氧化碳含量超过0.3%或孔深超过10m时，应采用机械通风。
挖孔护壁采用内撑式标准组合钢模，护壁混凝土用现场拌合机拌合，机动翻斗车运输，钢制串筒入模，插入式振捣棒捣固。
一般情况下，土层段从上到下全部采用现浇混凝土护壁，其标号与桩基混凝土标号相同，厚度为15～20cm，人工掘进1m深后，支立第一节孔圈护壁模板，现浇护壁混凝土。安装护壁模板时，必须用四个桩心控制点来校正模板位置，并设专人严格校核中心位置及孔壁厚度。第一层护壁高出原地面20～30cm，以防施工过程中杂物掉落井内。并在第一层护壁的四周予埋4个护桩，以便用十字交叉法在每挖1m深时检测。第一节护壁完成后，重新定位孔中心，挖土、支模、现浇护壁砼。如此循环，一直挖至基底设计标高。
护壁混凝土模板由高为1m的标准组合钢模板拼装而成，拼装完整的模板上口直径与设计孔径相同，下口直径比设计孔径大大约10cm左右（见图），这样便于在浇筑第二层护壁时注混凝土，同时也增大了桩的侧摩阻力。护壁模板拆上节支下节，循环周转使用。模板用“U”型卡连接，上下用两个半圆组成钢圈，顶紧模板，不另设支撑。护壁混凝土必须捣实，在浇筑护壁混凝土前后，必须采用十字交叉法用垂球检测桩位，以保挖成的孔的倾斜度不大于0.5%桩长，且不大于200mm。附“护壁砼结构图”。
桩孔开挖后,当天一次灌注完毕护壁混凝土；护壁拆模后,若发现护壁有蜂窝、漏水现象要及时加以堵塞或导流，防止孔外水通过护壁流入孔内。如遇软弱土层，采用钢筋混凝土护壁，护壁两头预留钢筋搭接长度，以保证上下两节护壁保持紧密连接成为整体，达到不错位、
不移动、不脱落。
流沙层，在人工挖孔中难度最大、施工进度最慢的一种地层，通常情况下，在桩基深度挖至距流沙层1米左右，就开始在护壁四周往下预埋φ16钢筋，钢筋每根长1～1.5m左右（对1.5m的孔径而言，每挖1m流沙需1.5m的钢筋50根左右；对2.0m的孔径而言，每挖1m 流沙需1.5m的钢筋60根左右）。当钢筋埋设以后，再往下挖，边挖边用沙网延埋筋织住流沙，以防沙层向孔内涌入，挖到深度30～50cm 时马上浇筑护壁砼，以防深挖坍塌，护壁混凝土浇筑后必须待其凝固24小时后方可继续往下挖。
在流沙层的施工过程中，不仅需要施工作业人员技术过硬有经验，还必须有专业的技术员现场指导监督，流沙层从排水—开挖—织
挖孔过程中，向下每挖孔2m，留取渣样，将渣样放进预先备好的塑料袋中，做好记录，留取影像资料，并对渣样做好妥善保管。如遇实际地质与设计不符的，报高级驻地监理、总监办、项目公司工程处及设计方现场查看，确定方案。
挖孔达到设计深度以后，应及时清除孔底松土、沉渣、杂物；通过探孔器检验挖孔的孔径、深度、垂直度，探孔器采用外径为钢筋笼直径加100mm，长度为4～6倍外径。
挖孔桩施工中要注意以下技术和安全事项：
1、严格控制桩的平面位置、桩径的净尺寸和桩的垂直度，开挖时随时检查，出现偏差及时纠正。
2、可利用家禽如鸡、兔等用笼子放入孔底，检查孔内的是否存在有害气体，并根据孔内有害气体的浓度及孔深设置通风设备，进行通风。石质桩位在放炮后，施工人员下井前，事先测定孔底有无毒气，若有毒气则立即排除。
3、挖孔时如有水渗入，及时加强孔壁支护，避免井壁渗流造成的坍孔。渗水及时排出孔内，必要时采用井点降水；当同一排墩台同时开挖，渗水量大的孔应超前开挖，用于集中排水，以降低其他桩孔的水位。
4、施工人员必须配带安全帽、穿绝缘胶鞋,孔内有人时,孔上必须有人监督防护;井孔周边作业人、监护人员，必须戴安全帽，严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业。并定期对吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具进行安全性能检查，确保安全生产。
5、挖出的土方必须及时运走，井孔口周边1m范围内，禁止堆放土石方，且堆土高度不应大于0.8m。
6、井孔周边必须设置安全防护围栏，高度不低于1.2m，围栏须采用钢筋牢固焊制，正在开挖的桩孔停止作业或已挖好的成孔，必须设置牢固的盖孔板，非工作人员禁止入内。
7、孔深挖至超过挖孔人身高时，在桩孔口或孔内装设靠周壁略低的半圆防护板（网），并随着孔深增加而往作业面下引，吊渣桶上下时，孔下作业人员应避于护板（网）下。
8、井孔内必须设置应急时使用的安全绳和软爬梯。
9、井内人员必须乘专用吊笼上下，不得乘坐吊桶或脚踩护壁上下井孔。
10、井孔内外设置对讲机，便于上下联系，确保通讯畅通。
11、井底照明须用低压电源，防水带罩的安全灯具或安全矿灯。
12、当孔深大于5m以上时，应向孔下通风，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体危害。操作时上下人员轮换作业，桩孔上人员密切注意观察桩孔下人员情况，预防安全事故发生。
13、当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出，地下渗水量较大时，吊桶满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用水泵抽水。作业人员必须离开井孔，严禁人机同坑作业。随时观察井壁变化，遇到险情，全部人员应立即撤离井孔。
14、孔内实施爆破时，严格按照设计控制药量及布眼。井下全部人员必须从井孔内撤离;划定安全距离,设置警戒哨,闪电雷鸣时禁止装
药、接线,施工操作时严格按安全操作规程办事,爆破后向孔内强制输送清洁空气,排除有害气体,待有害气体排完后方可下井。
15、孔内人工凿岩时，必须戴防尘口罩。
16、施工现场电源线路，必须按“三相五线”制，TV-S系统要求布置，并按“三级配电”“二级漏电分级”分段保护。
17、各孔井用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。必须一机一闸一漏一箱进行敷设。
18、孔上电线、电缆必须架空。
19、电箱一律采用铁质电箱，电箱应有严密的防雨措施，安装位置合适，安装牢固，进出线整齐，拉线牢固，熔丝不得用金属代替，箱内不得放其它物品。
20、现场电源线路及电气设备，由持证电工负责安装维护，经验收合格后，方准投入使用。
21、施工现场所有设备和机具必须做好保护接零。
22、垂直起重设备必须经常性检修维护，保证机件能够运转正常，操作灵活，按钮开关、减速器、钢丝绳、绳卡、吊钩、吊桶、吊笼等，不得带病作业。
23、垂直起重设备支架应牢固，应能承受一定的冲击力不致翻倒，垂直起重设备必须经检验合格后，方可投入使用。
24、当孔底岩层倾斜时，应凿成水平或台阶。
（二）冲击成孔工艺
1、钻机选择
根据桥梁设计图纸所提供地质水文资料，该桥基桩施工选用CK1500型冲击钻，以保证工程需要。
2、护筒埋设
护筒选用6mm厚钢板护筒，直径宜大于桩径20cm-40cm、高2m。护筒埋设深度根据土质和地下水位而定，在粘土中不宜小于1m、砂性土中不宜小于1.5m，护筒入孔前应将坑底用水泥掺土夯实，护筒入孔时护筒中心与桩位中心偏差不得大于50mm，埋设时应分层夯实，每层填土不大于20cm，护筒高出地面30cm-40cm。
护筒埋设好后用垂线吊桩位中心，在护筒上做好标记，挖桩心土。
3、泥浆池布置
泥浆池开挖由人工配合挖掘机进行。基本成形后对其边坡及坑底进行夯实。泥浆池大小为每桩孔体积的1.5-1.8倍为宜。本桥只在7#墩位置设一泥浆池。
4、冲击钻机就位
冲击钻机应摆放平稳，钻机底座用钢管或方木支垫。钻机就位后对钻机稳定性进行全面检查，用水平尺检查钻机摆放是否水平，发现问题及时调整；吊垂线检查钻机摆放垂直度是否正确等。
冲锤中心对准桩位中心，偏差不大于3mm。
5、造浆
采用膨润土加红土造浆。泥浆性能指标要求如下：
比重：1.2-1.4、黏度：22-30Pa.s、胶体率不小于95%、含砂率不大于3%、静切力3-5Pa、PH值：8-11。
6、冲击成孔
⑴、开始时应低锤密击，锤高0.4-0.6m，并及时在泥浆中加片石、砂砾（或石子）使孔壁积压密实，达到护壁作用。
⑵、孔深达地下4m后可加快速度将锤提高至1.5-2m，开始正常冲击，随时测定和控制泥浆比重。
⑶、在粘土和亚粘土层中冲击时采用中小冲程（0.5-1.0m）冲孔并补充稀泥浆。
⑷、如地下水位底要加浆补充并保证孔内水头高度，保证水头高度高于地下水位1.2-1.5m。
⑸、遇岩层表面不平或倾斜时抛入20-30cm厚石块，使孔底表面略平，然后低锤快击使其成为一紧密平台后，再进行正常冲击，同时泥浆比重可降低至1.2左右，以减少粘锤阻力。谨防泥浆过低影响掏渣。
在各类土层中冲程和泥浆比重关系表
⑹、每次掏渣完后向孔内补充护壁泥浆，恢复泥浆正常浓度，这样反复进行冲击、掏渣，直至达到要求深度。
7、冲孔过程中，向下每冲孔2m，留取渣样，将渣样放进预先备好的塑料袋中，做好记录，留取影像资料，并对渣样做好妥善保管。如遇实际地质与设计不符的，报高级驻地监理、总监办、项目公司工程处及设计方现场查看，确定方案。
8、冲孔过程中注意事项
⑴、严格控制钢丝绳放松量，勤放小放，勤松绳（指次数），小松绳（指长度），防止钢丝绳放松过多减少冲程，放松过小不能有效冲击，形成打空锤，损坏冲击机具。经常检查钢丝绳磨损情况、卡口松紧程度、转向装置是否灵活，以免突然掉钻。
⑵、必须保证泥浆补给，保持孔内浆面稳定。表层土质较差时护筒内压头不宜过大（视具体情况随时调整）。
⑶、严禁多用高冲程，以免扰动孔壁而引起塌孔、扩孔或卡孔事
故。
⑷、每次掏渣后或因其它原因停钻再次开钻时，应由低冲程逐渐加大至正常冲程，以免卡钻。
⑸、冲击钻头磨损较快，应经常检修补焊。
⑹、成孔过程中，应经常检查孔内有无异常情况、钻架有无倾斜、各部连接是否正常。
⑺、在粘土层中钻进时，可利用粘土自然造浆的特点向孔内送入清水，通过钻头冲捣形成泥浆，控制每次进尺不大于0.6m。在粘性较大的土层钻进时可向孔内投入适量的碎石。
⑻、在岩层中钻进时，尽量提高孔底的泥浆比重和额度，使孔内泥浆由一般的钻渣托浮力变为握裹力，使钻头冲击下的岩块裹于泥浆中，以减少岩石的重复破碎。施工中反复投粘土、冲击和掏渣以提高钻进速度。
9、清孔
钻孔至设计标高后稍提起钻具，离孔底20cm处反复冲击，采用正循环进行换浆清孔并保持孔内水头高度，以防塌孔。
清孔泥浆性能指标，比重：1.08-1.12、粘度：17-20Pa.s、含砂率小于等于2%。
灌注前孔底沉渣应小于30cm，必要时进行二次清孔，以满足设计及规范要求。
10、检孔
清孔完毕后提起钻头采用探孔器探孔，按护筒标记点挂十字线确
定桩位中心。吊放探孔器钢丝绳应与桩位中心线重合，探孔器顶端系测绳，准备完毕后探孔器缓缓入孔，在探孔器入孔过程中仔细观察吊绳与桩位中心线的偏差，对孔径、孔深、倾斜度进行检查并做好记录。（三）钢筋笼吊装
1、钢筋笼在钢筋场焊接成型，分节制作、钢筋笼尺寸满足规范及设计要求，经监理工程师认可后用板车运至现场。
2、钢筋笼采用吊车吊装入孔，钢筋笼每节端部安装U型环，每端四个对称布置，井口采用方钢（扁担）悬挂钢筋笼，方钢插入U 型环中，井口焊接采用单面搭接焊，焊缝长度不小于10d。每节钢筋笼焊接完毕后，用吊车起吊入孔，入孔时钢筋笼每隔2m对称焊接四个导向鼻或导向轮，以保证保护层厚度。
3、至最后一节钢筋笼入孔时，在吊笼钢丝绳上做好标高标记，确保钢筋笼底部高程与设计相符，钢筋笼没入护筒时在事先护筒上做好的标记上挂十字线，确定桩位中心，使钢筋笼中心与桩位中心重合。偏差小于等5mm。对准桩心后在钢筋笼上焊接定位筋，然后缓缓使钢筋笼落至设计标高。
4、钢筋笼固定采用Ф10钢筋双道布置焊接于井盘上。
钢筋笼加工、安装允许偏差
（四）混凝土灌注
1、导管的选择与试压
导管采用325型，使用前必须作导管闭水试验。根据孔深确定试验压力，水下每10m为一标准大气压，导管加压大于等于1.3倍的计算井下压力，试验报监理工程师认可后方可使用。
2、搭设灌注平台
混凝土灌注平台计划使用贝雷片及方木搭建，在灌注平台前方搭设钢制爬坡架。
3、导管长度根据孔深而定，安装时注意检查密封装置以免导管进水。导管下口悬高30-40cm，上口安置隔水球，漏斗内洒水湿润保证混凝土顺利灌注。
4、混凝土拌合与运输
混凝土全部在拌和站集中拌制，拌制好的混凝土由混凝土搅拌车运至现场。
5、混凝土灌注
首批混凝土数量应能埋置导管下口1m以上。当水下混凝土灌注深度即将到达钢筋笼底面设计标高时，应放慢灌注速度，防止钢筋笼上浮。在整个灌注过程中应严格控制导管埋深使之保持在2-6m之间，当孔中混凝土表面达到设计标高时，应再超灌0.5-1.0m，以确保桩头混凝土质量。混凝土灌注完毕后应立即组织人员在混凝土凝固之前将