210国道川口至耀州改扩建工程LJ-2标桥梁人工挖孔桩施工方案编制：复核：审核：中铁航空港一公司210国道川口至耀州公路改扩建工程LJ-2标项目经理部2013年5月22日挖孔桩专线施工方案一、概述1.1、工程概况本标段为LJ-2标，起讫桩号K1+730～K3+510，路线长1.78km，主要工程量为大桥右半幅1263.5m/3座：傅家咀2#大桥为16×16m先简支后连续空心板梁，桩基直径￠1.2m 4根、￠1.3m 30根；傅家咀3#桥为7×16m先简支后连续空心板梁，桩基直径￠1.2m 4根、￠1.3m 8根、￠1.4m 4根；二道桥大桥为44×20m先简支后连续箱梁，桩基直径￠1.3m 64根、￠1.4m 26根,人行天桥64.84 m/1座为4×16预应力空心板梁，桩基直径为￠1.2m、￠1.3m 5根，桩长按端承桩设计，河流无通航要求。
1.2、工程地质情况本标段桥梁为河谷地貌，主要为河床、河漫滩及一、二级阶地，属河流侵蚀堆积地貌。
地形相对开阔、平坦，河谷内发育漆河水、沮河水及其支流，海拔高度介于1000~1670m 之间，河床覆盖第四系全新统冲积（Q42a1+pl）粉质黏土、中粗砂、卵砾石及漂石等。
桥位区地层在勘探深度范围内，根据岩土体的分布特征、成因类型及物理力学性质等，将其分为3个工程地质层，5个工程地质亚层，现自上而下分述如下：ml）：黄褐色，稍密，稍湿，主为回填黄土，含有煤、碎石、砾石及①2杂填土（Q4灰岩块，大小直径不等。
该层分布于两边桥台位置。
厚度0.6～2.8米。
地基承载力基本容许值110kpa,摩擦力标准值40kpa。
al-pl）:浅黄、浅褐色，灰褐色等，稍密，稍湿，砂砾含量60％～70％，①卵石土（Q4松散泥质充填，地基承载力基本容许值260kpa,摩擦力标准值160kpa。
）:青灰色，强风化，岩芯成碎块状。
钻孔揭露厚度0.3～0.8m,⑤2强风化灰岩（Q1+2在k3+335钻孔揭露该层，地基承载力基本容许值1000kpa,摩擦力标准值160kpa。
⑤3弱风化灰岩（Q）:青灰色，弱风化，隐晶质胶结，岩质坚硬，裂隙发育，岩1+2样呈柱状夹碎块状。
在k3+335钻孔揭露该层，地基承载力基本容许值1800kpa,摩擦力=170kpa。
标准值qik）:青灰色，微风化，隐晶质胶结，岩质坚硬，裂隙发育，岩样⑤微风化灰岩（Q1+2呈柱状夹碎块状。
在k3+335钻孔揭露该层，地基承载力基本容许值2200kpa,摩擦力标准值q=180kpa。
ik二、编制依据(1)《公路桥涵施工技术规范》（JTC/T F50-2011）；(2) 210国道川口至耀州公路改扩建工程两阶段施工设计图；(3)《公路工程施工质量验收标准》⑷、210国道川口至耀州改扩建工程LJ-2合同段施工组织设计三、施工组织安排3.1、工期安排根据施工方案、劳力和设备安排情况，对本工程进度阶段控制目标安排如下：2013年5月1日开工，2013年8月31日完工。
3.2、劳动力配置计划本工程共需要挖孔技术工30人，钢筋加工6人，灌注4人，共计40人。
挖孔采用人工（白天）轮班制连续作业，卷扬机配井架提升出碴。
松软土层采用人工挖掘；风化岩层采用风镐挖掘；弱风化岩层和较硬岩层采用浅孔松动爆破，电雷管引爆。
护壁砼强度为C25，每掘进循环设计高度安全地质为1～1.3m，遇淤泥、流砂则采用0.3~0.5m。
护壁支护必须挖一节浇筑一节，孔口处应设置高出地面不小于300mm护壁。
主要施工流程如下：施工流程图4.1挖孔施工4.1.1、施工放样依施工图，计算出每个墩台桩基的桩心坐标，经复核无误后按大桥导线控制网放样各桩中心位置，并采用交汇法设置护桩，以便及时恢复中桩。
埋深不小于30cm，且位置合适，不受施工扰动。
在已夯平的桩位处，按设计锁口内外直径画圆，此圆即挖孔桩锁口、孔径轮廓。
4.1.2、护壁施工混凝土护壁起着防护及防水的双重作用，上下护壁间搭接应50～75mm。
护壁采用外齿式（a）和内齿式（b）两种，根据地质情况选择，如下图：外齿式的优点：作为施工用的衬体，抗塌孔的作用更好；增大桩侧摩阻力。
内齿式节约成本，根据地质条件选择其一。
4.1.3、孔口开挖按照放样轮廓线开挖孔口，地面以上开挖直径为桩直径+40cm，高度为30cm。
孔口开挖深度一次不能超过1m。
开挖完成后，检查挖孔的上、下中心是否与设计位置重合，否则需修整。
4.1.4、绑扎护壁钢筋每节护壁环向、竖向布设钢筋。
竖身钢筋单根115cm，两端各设一弯钩，弯钩必须伸出护壁砼，以便与下一环护壁竖向钢筋的上部弯钩挂接。
护壁钢筋设于护壁砼厚度的中央。
4.1.5、安装护壁模板护壁模板采用薄钢板加工成的钢模，每节模板（长1m）平均分为4块，模板上口比下口小7.5cm（上口半径不小于设计桩半径R），挖孔桩护壁模板上口半径按65cm加工，模板拼接后留有约5cm宽的一条缝，此缝中嵌入一节φ5cm焊管，以方便拆模。
模板定位后检查桩心是否与模板的上、下中心重合。
合格后，加固模板，准备浇筑护壁砼。
4.1.6、护壁砼浇筑每前后节间的连接设计为承插式。
第一节护壁混凝土厚度为30cm,且露出原地面不小于30cm，以后每节护壁断面呈倒梯形，长度为100cm，下口壁厚为15cm，上口壁厚20cm。
上下循环承插搭接2.5cm。
护壁砼标号设计为C25。
浇筑时应对称、分层浇灌（每层厚度不大于20cm），防止模板移位，同时人工用钢筋对称捣固。
护壁砼应捣固密实，防止漏捣，待砼不再下沉时继续浇筑上层砼。
4.1.7、提升机架就位护壁砼浇注后即可将提升机架就位，机架试运转，通常两人一组施工，一人挖土，一人吊土，两人轮换施工。
一个人开挖第一孔，另两个人开始把已安装调试好的机架移至两个孔位的正中央，调平固定机架，搭设机架配重，整理机架的各种线路，机架试运行，检查机架提升设备的各种操作状况。
4.1.8、挖孔桩井壁土质松散时，一次开挖深度不大于50cm，且在绑扎护壁钢筋的同时沿水平方向在1/2模板高度处的井壁中打入不小于50cm长的φ12钢筋10根（均匀分布），钢筋外露约10cm，外露钢筋与护壁钢筋相连，防护开挖下一环时上一环护壁砼下沉。
在挖孔时，可以依据实际需要设置护壁砼和调整护壁砼厚度、护壁钢筋布设数量，岩层比较好的岩石层可以不做护壁。
4.1.9、挖孔桩每挖进一环（1m）检查桩心、桩径一次，每挖进3m检查垂直度一次。
4.1.10、挖孔桩在施工过程中应随时注意地层变化，认真对照设计地质资料，并作好详细记录，若地层不相符，应立即上报项目部，等待处理。
尤其是挖至设计桩底标高时，更应引起足够重视。
若桩底地质相符则可进行桩底整平，清除浮渣。
4.1.11、挖孔桩成孔后应认真复查一次孔径及倾斜度，桩底标高等各项指标，确保达到设计和验标要求。
4.1.12、成孔检查合格后，应及时进行钢筋笼安装。
4.1.13、挖孔桩中积水应及时抽走。
若水量较大，水泵抽水需较优长时间或两次抽水间隔较短（人工挖孔作业时间很短），则需改变施工方法，采用钻孔施工。
4.1.14、水量较小的岩石桩基开挖时需进行孔内爆破。
电雷管（配起爆器）起爆，导爆索导爆。
爆破参数应该根据不同岩层、不同桩径进行设计。
初爆破按设计数据钻孔、装药。
爆破后依据情况再进行适当调整，桩基爆破严禁欠挖，严格控制超挖。
4.2终孔检查挖孔至设计持力层后，施工单位应进行自检评定，工程桩终孔检查内容包括桩孔中心线位移偏差、桩径偏差、终孔深度、孔底沉渣以及桩底持力层等情况，各项偏差应在设计及规范允许范围内。
报监理、勘察、设计院及业主等部门核验并办理隐蔽验收签证手续。
当设计持力层经过相关部门核验后方可进行下道工序施工。
4.3挖孔桩爆破开挖工艺挖孔桩进入基岩强风化层和基岩弱风化层后采用光面爆破和浅孔爆破相结合施工的方法。
4.3.1、爆破技术设计由于人工挖孔桩入岩爆破施工时，自由面狭小、作业面较深、岩石的夹制力较大，弱风化层以上地段成孔时，为减少起爆时对上层护壁的影响，所以挖孔桩入岩爆破宜采用小直径浅孔微差爆破，炸药选用2#岩石硝铵炸药，雷管选用毫秒雷管，周边眼起爆滞后掏槽眼0.15秒。
（1）爆破计算1）单位用药量系数。
挖孔桩入岩爆破的岩石为强、弱风化基岩，挖孔桩直径为1.3m，周边对所爆破岩石的约束力大。
该工程采用的单位消耗量值q见表1。
表1 炸药单位消耗量q值2)炮眼间距和深度。
炮眼采用风钻打孔，周边眼采用直眼，钻孔直径为32mm，钻孔深度为1m；掏槽眼采用向桩中心倾斜15度的斜眼，其中中间掏槽眼为直眼，钻孔直径为42mm钻孔深度为1.2m，钻杆用合金工具钢，钻杆长度随打入深度不同而更换不同长度的钻杆，风钻供风采用6~10m3移动式柴油空气压缩机，风压0.5Mpa。
（2）炮眼布置在挖孔桩爆破中，工作面设置掏槽眼5个、周边眼8个，周边眼间距39.27、39.98 cm，周边眼与掏槽眼间距5O、70cm，外掏槽眼到中间掏槽眼间距25、30cm，周边眼距挖孔桩护壁12.5cm均匀布置(见下图3、图4)。
（3）装药量计算1)每循环进尺所需用药量①强风化基岩单位体积用药量Q=0.45qw3=0.45×1.4×0.83=0.323kg式中：Q 为单位体积用药量 (kg)q 为炸药单位消耗量（kg/ m3）；w 为最小抵抗线(m)。
本桩基桩径为1.30m,弱风化基岩每次开挖1m高方量为1.3 m3，强风化基岩考虑护壁每次开挖1m高方量为2.55 m3。
所以强风化基岩每循环进尺用药量=2.55×0.323=0.823kg②弱风化基岩单位体积用药量Q=0.45qw3=0.45×1.6×0.83=0.369kg每循环进尺用药量=1.3×0.369=0.48kg单孔理论装药量 q=Q／N，式中N 为工作面炮眼数量(个)。
①强风化基岩平均单孔装药量q=Q／N=0.823÷16=0.051kg②弱风化基岩平均单孔装药量q=Q／N=0.48÷13=0.037kg3)装药量的分配。
一般情况下，掏槽眼的装药量比周边眼的装药量多20％-25％，则：强风化基岩掏槽眼的单孔装药量为0.062kg强风化基岩周边眼的单孔装药量为0.044kg弱风化基岩掏槽眼的单孔装药量为0.045kg弱风化基岩周边眼的单孔装药量为0.032kg在桩基开挖过程中，视岩层情况对可以人工开挖的强风化岩层，尽量采用人工开挖，对不能人工开挖的，在爆破前进行试爆以确定更好的爆破参数，达到良好的爆破效果。
4.3.2、施工管理与组织（1）施工管理1)建立爆破器材集中收发制度，按工作量发料。
多余的爆破材料应及时上交发放人员，做到集中发料、集中保管，严格登记手续，避免爆破器材流入社会。
