工藝工法QC頂進涵人工挖孔樁支墩施工工法

1、頂進涵人工挖孔樁支墩施工工法1、前言 隨著我國鐵路建設的突飛猛進，樁基礎技術的不斷完善，越來越多的機械用于樁基礎施工。然而根據(jù)施工環(huán)境的復雜性、安全性，許多環(huán)境下不能采用機械施工，就這樣，人工挖孔樁就被廣泛的運用到樁基礎施工中。本書是筆者親身采用人工挖孔樁（頂進涵支墩）施工工藝后，把人工挖孔樁的特點結合施工經(jīng)驗總結而成。2. 工法特點2.1 施工操作工藝簡單，施工方便，不需要大型機械設備；2.2 單樁承載力高，可直接檢查樁外形尺寸、樁垂直度及持力層情況，受力性能可靠，抗震能力強；2.3 可多樁同時進行施工，施工速度相對較快，節(jié)省設備投資，降低工程造價；2.4井下作業(yè)條件差，環(huán)境惡劣，勞動強度大

2、，安全和質量特別重要；2.5無擠土效應，不會損壞周圍建筑物基礎；2.6人工挖孔樁可在施工環(huán)境不允許機械施工的地區(qū)作業(yè)；2.7抗震能力強，造價相對機械施工節(jié)省。3 適用范圍適用于樁徑不小于80cm的頂進涵人工挖孔樁支墩。4 工藝原理頂進涵人工挖孔樁支墩是利用人工在既有線兩側相應位置，直接挖成所需要的基坑，然后將鋼筋混凝土直接澆筑于有護壁的基坑內形成的基礎。利用混凝土直接與挖孔樁護壁相結合，使基礎增加了與地基的粘結力，增強了基礎的下壓承載力，加大了基坑的抗拔強度，并不用支模（基礎外露部分除外）和二次回填的一種施工形式。5 施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程人工挖孔樁施工工藝流程圖見下圖。施

3、工準備測量放樣人工挖土，第一節(jié)施工鎖口施工護壁鋼筋綁扎護壁砼澆筑工護壁模板支護樁底清渣人工綁扎支墩鋼筋澆筑挖孔樁砼圖5.1-1 施工工藝流程圖5.2操作要點5.2.1道碴拔除及鎖口施工 在支墩基礎相應位置拔除道碴，并及時用鋼模板對樁周進行支護，防止道碴掉落及坍塌。準確定位樁心，施工鋼筋砼鎖口，鎖口高出地面不小于30cm，并與第一節(jié)護壁相連接。5.2.2樁體開挖按裝起吊設備時，使吊桶的繩中心與樁孔軸線位置一致，作為挖土時大致的控制中心線。挖孔過程中經(jīng)常檢查樁孔尺寸、平面位置及垂直度。人工自上而下逐層用鎬、鍬進行，挖土次序為先中間后周邊部分，以1m為一節(jié)，每節(jié)開挖完成后盡快施工鋼筋砼護壁。挖出的土

4、先放置于離樁邊1m以上的空地，然后轉運至指定位置，嚴禁將土傾倒在孔邊，棄土不準侵入既有線。挖孔達到設計值時，應該進行孔底處理。必須做到孔底表面無松渣、泥、沉淀土。如果利用慢行點施工，樁可同時開挖；在非慢行點施工時，必須對角開挖，以確保施工的安全性。5.2.3護壁采用C25混凝土護壁，砼現(xiàn)場攪拌機拌合、孔內人工澆筑。護壁每節(jié)高度與開挖進尺一致，樁孔挖土與砼護壁兩道工序必須連續(xù)作業(yè)，不得中途停頓，以防塌孔。護壁模板由幾塊鋼模板拼裝而成，插口連接，支模要校正直徑及圓度，護壁孔圈中心線要與樁軸線重合。采用外齒式混凝土護壁，護壁厚度上口150mm，下口100mm，上下護壁間搭接50mm，詳見挖孔樁護壁示

5、意圖。護壁混凝土應嚴格按配合比下料攪拌，坍落度控制在812cm為宜。為提高早期強度，可適當加入早強劑，混凝土澆筑時應分層沿四周入模，用鋼釬搗實，施工前應將上節(jié)護壁泥土清理干凈。當護壁混凝土養(yǎng)護強度達到5MPa后，方可拆模，通常拆模時間為24小時，施工開挖下節(jié)時需要在上節(jié)護壁混凝土達到有關規(guī)范規(guī)定強度后進行。混凝土護壁配筋設計：主筋采用HPB2351015cm，箍筋采用HPB2351020cm的配筋方式。主筋兩端彎鉤長6.25d，上下節(jié)護壁搭接長度不小于20cm，箍筋設置在主筋內部，與主筋綁扎牢固，形成骨架。5.2.4出渣采用小型起吊設備連接吊土桶出渣，施工人員必須配戴安全帽，吊桶上身過程中，井

6、下人員必須將擋土板放置在頭頂，以防掉渣砸傷。出渣桶裝渣高度不得超過桶的上平面，總重量不得大于50kg。5.2.5排水開挖過程中，孔內滲流量不大時，采用出渣桶將泥水一起吊出，如滲水量較大時，則在孔底一側挖集水坑，用高揚程水泵排出。5.2.6井下環(huán)境：由于頂進涵人工挖孔樁支墩孔深一般在10m以內，孔內光線及空氣流動相對較好，井下作業(yè)人員能適應此工作環(huán)境。5.2.7成孔檢查及孔底處理挖孔達到設計深度后，把孔底的松渣等擾動過的軟層全部清理，并對樁位、孔深、垂直度、孔徑進行檢查，成孔完畢后報請監(jiān)理工程師驗收。5.2.8吊放鋼筋籠由于樁孔深度不深，鋼筋籠整體加工為一節(jié)，鋼筋籠每隔兩米設一道加強筋，鋼筋骨架

7、的保護層，通過骨架周圍布設定位墊塊來保證。定位墊塊按豎向每隔2m設一道，每道沿圓周對稱布置4塊。鋼筋籠在加工場加工完成后，采用專用托架運至現(xiàn)場，鋼筋籠采用汽車起重機吊裝就位，使用專用吊具，防止吊點處骨架變形，起吊過程中不得造成鋼筋籠產(chǎn)生殘余變形。樁身鋼筋籠安裝綁扎完后，報請監(jiān)理工程師進行驗收，并做好隱蔽驗收記錄。5.2.9灌注樁身混凝土當成孔及鋼筋籠驗收合格后，方可進行樁身混凝土灌注?；炷敛捎迷O計配合比，拌合站攪拌生產(chǎn)，砼罐車運輸?shù)浆F(xiàn)場，用溜槽澆筑樁身砼。5.2.10人工挖孔樁監(jiān)測要點孔底虛土多，嚴格控制孔深超挖，完孔后，孔底虛土必須全部清除，見到堅實的原狀土。樁孔的垂直度：在施工過程中嚴格

8、執(zhí)行復檢制度。鎖口施工前對樁位進行放樣，并設置定位樁，鎖口施工過程中及鎖口施工完畢后，對樁位進行復檢。在以后的每節(jié)挖土施工中，對樁身的垂直度進行復檢。吊放鋼筋籠與澆筑混凝土：吊放鋼筋籠要選擇好吊放位置。吊立時，要速度均勻的慢起，諾起吊較長的鋼筋籠，要采取加固措施，避免變形。遇到卡籠時，要及時查找原因，排除故障。吊放鋼筋籠前，對超偏的混凝土護壁進行處理，以保證鋼筋籠順利吊入?；炷翝仓暗醴配摻罨\要加強防護，保證既有線運營安全。6、材料與設備6.1材料6.1.1本項目工程所用材料主要包括：拌合站砼、水泥、中粗砂、卵石、鋼筋。材料按施工進度計劃要求，分批次提前采購進場，并始終保持4-6天的材料預存

9、量。進場材料各項技術指標均滿足相關規(guī)范及設計要求。6.1.2材料進場前，項目部向監(jiān)理工程師申報，已取得監(jiān)理工程師的同意，并附上材料的樣品、材質及使用的有關說明。6.1.3材料進場后，按規(guī)定要求，進行現(xiàn)場見證取檢驗，試樣按要求送有關專門的質檢單位或者指定實驗單位檢驗，試樣檢驗合格后，經(jīng)監(jiān)理工程師同意，材料才能用于現(xiàn)場施工。6.2機械6.2.1所有進入現(xiàn)場用于施工的機械，做到類型適用配套，運行狀況良好，技術性能滿足施工要求，工作質量令人滿意。6.2.2項目部按本項目施工計劃要求，提前做好機械進場，易損配件的購置計劃。做好施工前的安裝調試工作。6.2.3施工過程中，對機械設備運行情況進行定期檢查，及

10、時進行維護。6.2.4主要施工機具設備見下表：序號設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1空壓機3m3/min臺32電動吊機1.5Kw套83手動絞車套84箱式變電站350KVA座15發(fā)電機250KW臺16砼罐車臺37吊車25t臺18挖掘機CAT320臺1便道維護9電焊機AXP-500臺110潛水泵1.1kw臺811自卸車臺1渣土外運12鋼筋切割機臺17 質量控制7.1.1執(zhí)行的技術規(guī)程XX鐵路增建二線站前3標實施性施工組織設計鐵路技術管理規(guī)程 鐵道部令第29號鐵路營業(yè)線施工及安全管理辦法 鐵辦【2008】190號XX（集團）公司鐵路營業(yè)線施工安全管理實施細則 廣運發(fā)【2012】7.1.2鋼筋加工及安裝1

11、、基本要求1）鋼筋、焊條等品種、規(guī)格和技術性能應符合國家現(xiàn)行標準規(guī)定和設計要求。2）受力鋼筋同一截面的接頭數(shù)量、搭接長度、焊接和機械接頭質量應符合施工技術規(guī)范要求。3）鋼筋安裝時，必要保證設計要求的鋼筋根數(shù)。4）受力鋼筋必須平直，不得有裂紋及其他損傷。2鋼筋實測項目鋼筋加工質量檢驗標準序號 項 目允許偏差（mm）檢查頻率檢驗方法范圍點數(shù)1受力鋼筋成型長度±10按每一工作日，同一類型鋼筋、同一加工設備抽查3件3用鋼尺量2彎起鋼筋的彎折±203箍筋內凈尺寸±5成型與安裝質量驗收標準序號項目允許偏差（mm）檢查頻率檢驗方法范圍點數(shù)1受力鋼筋間距灌注樁±20每個

12、構筑物或構件3尺量任一連續(xù)鋼筋排距，取平均值計一點2箍筋橫向水平筋長度±105連續(xù)量取5個間距，其平均值計一點3鋼筋骨架尺寸長±103用鋼尺量，兩端和中間各一處寬、高或直徑±534保護層厚度±1010用剛尺量7.1.3挖孔樁1、基本要求1）樁身混凝土所用的水泥、砂、石、水、外摻劑及混合材料的質量和規(guī)格必須符合有關規(guī)范的要求，按規(guī)定的配合比施工。2）挖孔樁達到設計深度后，應及時進行孔底處理，必須做到無松渣、淤泥等撓動軟土層，使孔底情況滿足設計要求。3）嵌入承臺的錨固鋼筋長度不得小于設計規(guī)范規(guī)定的最小錨固長度。2、實測項目混凝土灌注樁應許偏差序號項 目允許偏

13、差值檢查頻率檢測方法范圍點數(shù)1砼強度（Mpa）在合格標準內每根樁2組砼試塊2樁位（mm）±501全站儀檢驗3傾斜度（%）小于5%1用垂線和鋼尺量4沉淀厚度（mm）不大于設計規(guī)定1沉淀盒或標準測錘，查灌注前記錄八、安全措施1、既有線安全防護措施由于頂進挖孔樁施工離既有線較近，具有線上作業(yè)待點，同時又具有深井作業(yè)特點，因而施工中必須確保鐵路行車安全和施工人員人身安全。為加強施工現(xiàn)場的安全控制，特制定如下安全措施：1）、成立工地安全生產(chǎn)小組，配備專職安全監(jiān)督員，對所有參加本工程施工的人員進行現(xiàn)場安全教育，提高參施人員的安全意識，樹立安全生產(chǎn)的正確認識，培養(yǎng)安全生產(chǎn)必須具備的基本知識和技能。

14、負責日常工地檢查，做好防火、防盜、防事故的布置和檢查工作。只要有人上道作業(yè)，必須有防護員證的路工擔任現(xiàn)場防護，必須在車站設置駐站聯(lián)絡員。聯(lián)絡、防護必須經(jīng)過培訓考試合格的路工擔任。2）、定期舉行安全會議（施工布置會和完工會），適時分析安全工作形式，并作好記錄。各作業(yè)班組在班前班后對該班的安全作業(yè)情況進行檢查和總結，并及時處理安全作業(yè)中存在的問題。3）、駐站聯(lián)絡員必須掌握施工作業(yè)信息，熟悉施工作業(yè)地點、作業(yè)項目等情況，提前60分鐘到達信號樓。辦理慢行、封鎖要點手續(xù)時，必須與車站值班員核對和確認命令號碼、區(qū)間、里程、起止時間及有關承認手續(xù)后，方可向施工負責人轉達封鎖（慢行）施工起訖時間和調度命令號碼

15、。施工中必須隨時詢問車站值班員、勤看控制臺的信號顯示，掌握列車運行情況，及時準確地把車次及時間通知工地防護員。4）、工地防護員必須熟悉防護信號備品的使用，站立位置要便于瞭望，并能與工地通視，與駐站聯(lián)絡員要時刻保持聯(lián)絡，堅持13分鐘通話一次，并及時記錄在防護員、聯(lián)絡員工作日志內，根據(jù)駐站聯(lián)絡員和現(xiàn)場來車信息，準確、及時的發(fā)出預告，確報、警報等列車動態(tài)信息并督促作業(yè)人員和各類機、工具及時下道。5）、施工期間的信號防護牌插設、撤除嚴格按安規(guī)有關要求設置，兩端慢行防護員必須站在正確位置，加強瞭望，與工地防護員及時組織人員和機工具下道避車，并用黃色信號旗(燈)按標準接車。施工人員進入現(xiàn)場必須佩戴安全帽，

16、聽從現(xiàn)場施工人員的指揮。6）、作業(yè)人員休息時，嚴禁坐臥鋼軌、枕木頭、道床邊坡上，上下班必須集體行走路肩。7）、作業(yè)人員橫過線路時必須執(zhí)行“一停、二看、三通過”制度，嚴禁來車時搶越。從停留列車兩端繞行時，距離停留列車不少于5米。所有線上作業(yè)人員嚴禁在未封鎖的線路上接、打手機，確需接打手機時，必須站在線路限界外的安全地點。8）、嚴禁走道心，本線及鄰線來車必須按照規(guī)定距離下道避車，下道后要面向列車，防止車上繩索或散落貨物傷人；本線來車時，嚴禁到鄰線避車。本線封鎖鄰線來車時，所有施工人員必須停止作業(yè)；夜間作業(yè)必須有充足照明設施。9）、施工用氧氣，乙炔瓶應按規(guī)定要求分開放置在工棚內，露天施工時晴天應采用

17、濕麻片覆蓋。10）、施工人員線上作業(yè)時必須按規(guī)定穿著防護服，確保人身安全。11）、車輛駕駛員和各類機械操作員，必須持證上崗，嚴禁無證操作。嚴禁酒后駕駛車輛和操作機械，車輛嚴禁超載、超高、超速駕駛，禁止使用帶病的車輛、機械和超負荷運轉。設專人對機械設備、各種車輛定期檢查、維修和保養(yǎng)，對查出的隱患要及時進行處理，并制定防范措施，防止發(fā)生機械傷害事故。機械設備運轉部位必須有防護裝置。12）、用電人員各自保護好設備的負荷線、地線和開關，發(fā)現(xiàn)問題及時找電工解決，嚴禁非專業(yè)人員亂動電器設備。配電系統(tǒng)采用分級配電。配電箱、開關箱必須懸掛警示牌并加鎖，并加裝漏電保護器。13）、施工隊必須嚴格服從施工負責人及現(xiàn)

18、場施工員的工作安排，嚴禁在施工員或路工不在場的情況下擅自上線作業(yè)，嚴禁民工隊私自與其他單位承接任何配合工程，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)嚴肅處理。14）、工地準備好簽到本、交接班記錄本，施工期間要求防護員、施工員、施工技術員及施工配合單位及時辦理交接班簽認，對相關配合單位電務、鐵通要明確施工配合內容及雙方義務和責任，共同確保鐵路行車安全。15）、挖孔時，挖孔工人必須配有安全繩、安全帽，必要時應搭設掩體。下班后，樁口要用井蓋蓋好，并設警示標志。提取土渣的吊鉤、繩索等機具，必須經(jīng)常檢查。16)、 挖孔中應隨時注意土體情況，如遇涌水量較大的潛水層承壓水時，應及時采用有效的止水措施，挖孔樁內如有巖石體不得采用爆破的方法破

19、除巖石。17)、井口圍護應高出地在30cm，防止土、石等雜物滾入孔內傷人，挖孔暫停時，孔口必須罩蓋。挖孔時，還應經(jīng)常檢查孔內的二氧化碳含量，如超過0.3%或孔深超過10m時，應采用機械通風。18)、挖孔樁開挖前和電務、鐵通等管線單位取得聯(lián)系，確定管線位置和管線標示，對影響施工的電纜要求設備管理單位及時進行防護處理，開挖路基邊坡地段時需先開挖探溝，防止挖斷電纜，發(fā)現(xiàn)電纜及時與其現(xiàn)場相關配合人員聯(lián)系進行處理。站內裝卸頂進設備要事先調查地下電纜走向，防止卸料時壓壞地下纜線引起通訊、信號設備故障。19)、設置慢行點前的各項準備工作嚴格控制，防止過頭。涉及信號或通信設備的使用時，必須事先通知工務、電務、

20、鐵通等單位，派人參加配合施工。20)、施工期間，指派專人加強線路檢查，線路和線路路基沉降觀測：以新建框架涵的中心位置為中點，監(jiān)測施工作業(yè)地點兩側各50米的鐵路軌面標高變化情況（軌面上設置觀測點），防止基坑開挖引起的沉降導致線路幾何狀態(tài)的變化。日常24小時派專職監(jiān)護人員執(zhí)行輪班檢查制（包括線路高低、水平、方向等）并記錄好，并且每過一趟火車檢查一次線路。21)、加強施工地段線路檢查和維修養(yǎng)護，每天下班時必須進行線路檢查，落實是否有機具侵入限界。無縫線路區(qū)間施工應配備鼓泡夾板、氧炔工具及氧氣和乙炔以備急需。22)、施工完畢后，開通線路前施工負責人要進行線路檢查，確認線路設備狀態(tài)達到放行列車條件，機具

21、、材料無侵入限界。23)、施工隊在施工過程中，必須嚴格服從指揮，令行禁止；挖孔樁施工時必須上報慢行計劃，線路按審批的計劃慢行后方施工，不得在其它時間內隨意施工。24)、施工過程中，施工人員嚴禁來車搶越或越過鄰線避車，服從工地防護員指揮，聽到本線及鄰線來車信號按規(guī)定距離攜帶工具、材料及時下道避車。施工隊隊長在施工前要認真落實各項安全注意事項，施工時施工隊長必須在施工工地，協(xié)調及管理施工中本隊的質量、安全問題，如有特殊情況需經(jīng)施工負責人同意方可離開。2、線路防護制度（1）施工防護慢行施工時，施工單位應按現(xiàn)行鐵路技術管理規(guī)程的規(guī)定設置行車防護。鐵路行車線上施工，在不影響既有行車設備正常使用情況下，應

22、保證行車安全，防止因施工引發(fā)鐵路交通事故和影響鐵路行車設備正常使用。當發(fā)生緊急情況、危及行車安全時，施工單位必須啟動應急預案，對行車線路和鐵路行車設備實施應急防護。應急防護攔停運行中的列車應執(zhí)行現(xiàn)行鐵路技術管理規(guī)程的規(guī)定。 (2)防護工作要求駐站聯(lián)絡員應符合下列規(guī)定A駐站聯(lián)絡員應由經(jīng)鐵路局培訓合格的施工單位正式職工擔任。B駐站聯(lián)絡員應掌握當班施工內容、影響范圍、防護及監(jiān)護人員分布情況等。C線上及臨近線路作業(yè)、要點施工，駐站聯(lián)絡員必須提前40min到車站行車室與車站值班員聯(lián)系，了解列車運行情況，及時準確地向現(xiàn)場負責人和防護員發(fā)出預報和確報。施工要點時，駐站聯(lián)絡員必須在行車設備施備登計簿上辦理施工

23、申請、登記和銷記手續(xù)。D駐站聯(lián)絡員必須與防護員保持聯(lián)系，及時通報列車運行情況。防護員應符合下列規(guī)定A防護員應由經(jīng)鐵路局培訓合格的員工擔任。B防護員上崗作業(yè)時，應穿著規(guī)定的防護服裝，佩戴標志，按規(guī)定攜帶齊備防護用品和通訊工具。C防護員應熟知當日施工地點、施工內容，并實施正確的施工防護。D防護員使用的防護用品應妥善保管，經(jīng)常檢查并保證其性能良好。 E防護員應與駐站聯(lián)絡員保持聯(lián)系，及時向監(jiān)護人員傳遞信息。F防護員如因事暫進離開工作崗位，必須經(jīng)施工負責人同意，頂崗人員到位后方可離開。3、防脹軌措施慢行限速前2小時高溫時期采用20mm塑料水管鉆孔固定在鋼軌兩側面處對扣軌地段前后50m進行噴水降溫處理，無

24、論作業(yè)中或作業(yè)后，發(fā)現(xiàn)線路軌向不良，用10m弦測量兩股鋼軌的軌向偏差。當平均值達到10mm時，必須設置慢行信號防護，并采取夯拍道床等措施；當兩股鋼軌的軌向偏差平均值達到12mm , 在軌溫不變的情況下，過車后線路彎曲變形突然擴大時，立即設置停車信號防護，及時通知車站，并采取鋼軌降溫等緊急措施，消除故障后放行列車。（1）發(fā)現(xiàn)脹軌跑道時必須攔停列車，采取澆水或噴灑二氧化碳等辦法降低軌溫，整正線路，夯拍道床，按5 km/h放行列車。現(xiàn)場派人監(jiān)視線路，并不間斷地采取降溫措施，待軌溫降至接近鎖定軌溫時，再恢復線路和正常行車速度。（2）采取降溫措施后，仍不能恢復線路時，從跑道故障處兩端向中間撥成半徑不小于

25、200m的反向曲線，曲線間夾直線不得短于10m。如在雙線地段，撥后須滿足線間距要求。撥道后限速5 km/h放行列車，現(xiàn)場派人監(jiān)視線路，待軌溫降至接近鎖定軌溫時，再恢復線路和正常行車速度。（3）上述措施無效時，普通線路拆開鋼軌接頭松開扣件放散應力，用夾板、急救器加固線路，整正線路，夯拍道床，首列放行列車不得超過5km/h，并派專人看守、逐步提高行車速度。九、資源節(jié)約9.1.1節(jié)約機械設備人工挖孔樁不需要大型機械設備的參與，只需氣錘等工具就可作業(yè)，節(jié)省大型機械的使用，能節(jié)約大量施工所用燃油等消耗材料。9.1.2間接成本節(jié)約人工挖孔樁在施工過程中不存在擴孔等問題，在混凝土灌注方面節(jié)省了成本，并且適應地下復雜多變地地質條件能力強，臨近既有線施工安全性更高，在間接成本節(jié)約方面有很大的優(yōu)勢。十、應用實例效應分析XX鐵路復線站前3標段第三項目部XX鐵路復線站前3標段第三項目部工程起點為XX區(qū)XX鎮(zhèn)西側至XXXX特大橋石門臺側，路線全長22多公里，全部位于X