湖南某高速公路挖孔桩安全技术专项施工方案.doc
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1、挖洞桩专项技术施工方案1、工程概况2、编制依据3、危险源及相关措施4、安全技术设计5、施工要求6、质量检查与验收7、安全管理8、应急预案挖孔桩安全技术专项施工方案一.工程概况某某高速第十四合同段有大桥四座,分离式立交二座,天桥四座,桥式汽通两座,通道涵洞六十座。共有桩基础198根,合计4515m。设计均为崁岩桩。二主要编制依据 (1)混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 50204)。 (2)某某高速十四合同段两阶段施工图设计(3)公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004(4)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-200(5)公路桥涵施工技术规范 JTJ0412000;(
2、6)公路工程技术标准JTG B01-2003(7)公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007三危险源识别与监控 1. 人工挖孔桩基础工程施工事故的主要类型(1)提升绳索断裂或滑脱。(2)孔内二氧化碳气体含量超标或孔内空气污染超过三级标准浓度值。(3)孔壁坍塌。(4)孔内涌水。(5)提升机具不当操作事故。(6)孔内爆破。(7)孔口物品跌入孔内伤人。(8)施工机具伤人。(9)现场火灾与触电。 2.引发事故的主要原因(1)提升绳索强度不够或疲劳受损。(2)孔内通风不良。(3)未进行孔壁防护或护壁砼的强度不够。(4)地下水位太高及存在承压水且涌水量大。(5)在不安全的天气条件(六级以上大风、雷
3、雨和雪天)下继续施工。(6)作业面的外侧边缘与外电架空线路的边线之间没有保持安全操作距离。(7)机具使用前没有进行检修,或操作不当。(8)未按爆破安全规程进行孔内爆破作业。(9)未进行孔口防护。 3.危险源的监控(1)对使用的机械、工具、用具进行检查与监控。(2)对孔壁的稳定及吊具设备经常检查与监控。(3)对孔内空气质量进行监控。(4)对护壁混凝土的强度,模板的拆除时间进行明确的规定和监控。(5)对无人作业的桩孔孔口进行覆盖保护与监控。(6)加强用电安全教育,对电器设施经常检查和监控(7)加强安全管理,对施工环境和条件进行监控。(8)对孔内地下水进行监控。(9)对民用爆破器材及爆破作业点进行监
4、控。四安全技术设计一、人工开挖成孔1、施工准备施测墩台十字线,定出桩孔准确位置;设置护桩并经常检查校核;孔口四周挖好排水沟,做好排水系统,及时排除地表水,搭好孔口雨棚;安装提升设备;布置好出碴道路;合理堆放材料和机具,使其不增加孔壁压力,不影响施工。2、挖孔桩施工方法1)挖孔群桩采用对角或梅花桩排桩时间隔开挖,以避免孔间间隔层太薄造成穿孔坍塌。起吊采用卷扬机起吊,分节高度1m,开挖一节,护壁施作一节。2)挖掘顺序采用先挖桩孔,后挖承台座板基坑,以便于排除地表水,场地宽敞、立架、支撑、提升、灌注等操作方便。3)护壁采用内撑式标准组合钢模,护壁砼现场机械拌和,机动翻斗车运输,钢制串筒入模,插入式振
5、捣棒捣固。采用外齿式混凝土护壁,护壁混凝土厚度150mm,上下护壁间搭接不小于50mm,用C25细石混凝土浇注,护壁砼模板由标准组合钢模板拼装而成,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。护壁砼圈中心线应与桩轴线重合,其与桩轴心偏差小于20mm。人工掘进1m深后,支立第一节孔圈护壁模板,现浇护壁砼。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。第一节砼护壁应比下面的护壁厚150mm,并高出现场地面200mm。防止土、石、杂物滚入孔桩内伤人。第一节护壁完成后,重新定位孔中心,挖土、支模、现浇护壁砼。
6、每班组每日每班护壁一次,第二日施工时拆除模板支撑,第三日拆除模板。如此循环,一直挖至基底设计标高护壁高度一般为80cm。特殊地质条件时,护壁高度为50cm,并加入一定量的短钢筋,钢筋量视情况而定。 4)通风给氧:挖孔过程中,设置有可靠的安全设施,并经常检查孔内的二氧化碳含量,二氧化碳含量浓度超过3%时或孔深超过10m,增设通风设备,经检查无毒气后,施工人员方可下井作业,以保人身安全。如果采用化学分析方法检测有困难时,可将小动物送入孔底数分钟后提出检查,如无异状,工人才可下井工作。井孔应安设牢固可靠的安全梯,以便于施工人员上下。5)验孔: 开挖至设计标高后,应进行孔底处理,孔底平整、无松碴、泥、
7、沉淀等软层,嵌入岩层深度应符合设计要求。然后报监理工程师检孔,要求以下几个指标满足要求:(1)、孔的中心位置偏差不大于50mm;(2)、孔径不小于设计值;(3)、倾斜度小于0.5;(4)、孔深比设计深度超深不小于50mm。以护壁上设置的基准点反算的桩基实际孔深控制。检查时对桩基内无水时,可下孔检查,如有水,可采用自制检孔器检孔。经监理工程师检查认可后,安放钢筋笼。6)清孔:终孔检查合格后,应迅速清孔,把孔底的松渣、浮土、护壁污泥、淤泥、沉淀土等扰动过的软层全部清理掉,做到孔底表面无松渣、泥、沉淀土。在吊入钢筋笼之后,灌注砼之前,应再次检查孔内孔底沉淀厚度,如超过规定5cm,应进行第二次清孔,符
8、合要求后方可灌注砼。7)成孔经监理工程师检验合格后,即可进行钢筋笼的吊装工作。3、挖孔的工艺要求1)挖掘时,不必将孔壁修成光面,要使孔壁稍有凸凹不平,以增加桩的摩阻力。2)在挖孔过程中,须经常检查桩孔尺寸、平面位置,桩位误差和倾斜度的误差不能超过有关技术规范要求和验标的规定,孔径和孔深均必须符合设计要求。3)在挖孔时如有水渗入,应及时支护孔壁,及时排水、防止水浸泡孔壁造成坍孔。4)桩孔挖掘及支撑护壁两道工序必须连续作业,不宜中途停顿,以防坍孔。5)挖孔如遇涌水量较大的潜水层承压水时,可采用在护壁砼四周安装泄水管泄水,或其他有效措施。6)挖孔达到设计深度后,应进行孔底处理。孔底必须做到平整,无松
9、碴,污泥及沉淀等软层。嵌入岩层深度应符合设计要求。4、孔内爆破施工注意事项:为了确保施工安全,提高生产效率,孔内爆破施工应注意以下事项:1)导火线起爆应有工人迅速离孔的设备;导火索应作燃烧速度试验,据此决定导火索所需长度,孔深超过5m时应采用电雷管引爆。2)必须打眼放炮时,严格裸露药包。对软岩石炮眼深度不超过0.8m,对于硬岩炮眼深度不超过0.5m。炮眼数目、位置和斜插方向应按岩层断面方向来定,中间一组集中掏心,四周斜插挖边。3)严格控制用药量以松动为主。一般中间炮眼装硝氨炸药1/2节,边眼装药1/31/4节。4)有水眼孔要用防水炸药,尽量避免瞎炮。如有瞎炮要按安全规程处理。5)炮眼附近的支撑
10、应加固或设防护措施,以免支撑炸坏引起坍孔。6)孔内放炮后需迅速排烟,用高压风或28KW电动鼓风机排烟。7)一个孔内进行爆破作业,其他孔内的施工人员也必须到安全处躲避。8) 爆破作业时施工区设置警戒线,防止误伤施工人员。5、特殊情况处理挖孔遇到涌水量较大(90m3/h以内)的潜水层承压水(水头9m,压力90kPa)时,可采用水泥砂浆压灌卵石环圈将潜水层进行封闭处理。1)首先用水泵将井孔内水排尽,然后将潜水面沿孔壁周边完全开挖出来,再在孔壁设计半径外面开挖环形槽。2)在孔底干铺20cm厚卵石层,其上安设5mm厚,高度稍大于潜水层的钢板圈,其内径等于桩径。再设置压浆管。3)在钢板隔离圈与孔壁之间填充
11、卵石,在隔离圈内填充装泥麻包,然后灌注水下混凝土顶盖,强度等级C10,厚50cm。4)用灰浆泵通过压浆管压入泥浆,将钢板圈内的空隙用泥浆填充,再压纯水泥浆和水泥砂浆。5)封闭完成48小时后可将水抽尽,水位不上升,即可凿除混凝土顶盖,继续开挖施工。对易坍塌的流砂、淤泥层,可先在坑壁孔径范围以外打入7cm10cm、长1米的杂木桩,与井壁成30度角打入50cm。在打好的桩上编制竹篱或荆笆,或填以草袋等,再浇筑护壁。5、护壁1)护壁材料及尺寸:对土质地段及岩石强风化地带等地质情况复杂,整体性差,难以自稳时采用钢筋混凝土护壁,护壁厚度为20cm。石质地段采用混凝土护壁,石质较差地段护壁厚度15cm,石质
12、较好地段护壁厚度10cm。护壁每段长一般为1m。钢筋混凝土护壁配筋采用6钢筋网片,间距均为15cm,放置在护壁厚度的中间。护壁详见下页护壁示意图。为加快模板周转,提高掘进效率,护壁混凝土早期强度要高,必要时应添加早强剂。2)模板:护壁模板由2块活动钢模板组合而成。护壁支模由中心线控制,将桩控制轴线、高程引到第一节混凝土护壁上,每节以十字线对中,吊大线锤控制中心点位置,用尺杆找圆周,然后由基准点测量孔深。为便于拆模及浇筑,上口与下口的角度做成倾角,为保证孔径,上口孔径与设计相同,下口略大。 3)护壁混凝土灌筑:护壁混凝土采用与桩基同标号C25混凝土,因分次方量少,护壁混凝土在现场采用滚筒式搅拌机
13、拌合,人工推车运输至孔口,通过卷扬机输送至孔下。混凝土用振动棒或插钎捣实,因它起着护壁和防水双重作用,上下护壁间搭接8cm。为了增加护壁与桩身的摩阻力,每一节护壁混凝土形成错台,厚度上口采用20cm,下口采用10cm,利用护壁模板上下口直径不一样达到护壁错台的目的。4)下节护壁施工:当护壁混凝土达到一定强度(按承受土的侧压力计算)后便可拆除模板,一般在常温情况下24小时可以拆除模板,再开挖下一段土方,然后继续支模灌注护壁混凝土,如此循环,直至挖到设计要求的深度,经监理检查合格后,再进行下道工序的施工。 二、钢筋笼的制作及安放和超声波检测管埋设1、钢筋笼采用工厂化加工成成品,然后采用吊车整体一次
14、吊装入孔就位。钢筋笼制作要求按设计图纸分节制作,钢筋焊接均采用单面搭接焊。搭接焊接头相互错开布置,同截面焊头总数不超过主筋总数的一半。吊装钢筋笼时,在运输、起吊和安装过程中轻搬、轻运,保证骨架的整体性,防止变形。起吊点设在加强箍筋部位,吊直扶稳,对准桩孔缓慢下沉,保证笼中心与桩中心在同一条直线上,避免碰撞孔壁,吊装就位偏差不大于5cm。钢筋笼制作、吊装完成后,即进行检测管的埋设,检测管按设计图纸绑扎在钢筋笼内侧。所有桥桩基按设计要求100%埋设 3根57钢管,检测管。检测管接头采用法兰盘连接,施工完成后,要进行闭水性试,以保证防渗防漏。检测管埋置应高出桩顶砼表面10cm。砼浇筑施工前,将管内灌
15、满水并注意检测管接头及底部密封好,顶部用木塞封闭,防止砼及杂物进入堵塞管道。3、钢筋笼制作、就位的注意事项:1)直径严格按设计要求制作,外径比设计孔径小140mm。2)主筋净保护层不小于60mm,允许偏差为10mm。3)钢筋笼就位后固定牢固。4)主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离。主筋间距允许偏差20mm;箍筋或螺旋筋螺距允许偏差0,-20mm;钢筋笼直径允许偏差5mm;钢筋笼长度允许偏差10mm。3、质量要求:1)焊接长度满足规范要求:单面焊10d,双面焊5d(d为钢筋的直径),且同一截面面上,钢筋接头不应超过截面钢筋数量的50%。钢筋直径大于25mm,用506系列焊条进行焊接,25mm以下
16、的采用502系列焊条。2)钢筋笼底面高程误差控制在50mm,中心偏位不超过20mm。3) 钢筋表面油渍、漆皮、鳞锈应清理干净,焊接时除去净焊渣,确保焊缝饱满。4)电弧焊接与钢筋弯曲处的距离不应小于10倍钢筋直径,也不宜位于钢筋的最大弯矩处。5)焊接时,对施焊场地应有适当的防风、雨、雪、严寒设施。4、钢筋或钢筋骨架存放与运输(1)制好后的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。存放时,每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方,以免粘上泥土。每组骨架的各节段要排好次序,便于使用时按顺序装车运出。在骨架每个节段上都要挂上标志牌写明墩号、桩号、节号等。尤其定位钢筋骨架,由于护筒顶面标高不同,其长度也不相同,
17、因此更应标写清楚。没有挂标志牌的钢筋骨架,不得混杂存放,避免搞错,造成质量事故。存放骨架不宜过多并要注意防雨、防潮。(2)骨架的运输无论采用什么方法运输,都不得使骨架变形。运输工具一般为带托架的平车或胶轮车。当骨架长度在6m以内时,可用两部平车运输,当长度超过6m时,需在平车上加托架。骨架装车时要保证每个加劲筋处设支承点,各支承点高度相等,以保证它的结构形状。在运输中标志牌不得刮掉,便于校对检验。5、吊放钢筋笼吊放钢筋笼用16t起重机进行,安放钢筋笼时注意不撞孔壁,防止坍孔,并防止将泥土杂物带入孔内。钢筋分段焊接、吊放,焊接时先将下段挂在孔口,再吊上第二段进行焊接,逐段焊接逐段下放,吊入后应校
18、正轴线位置垂直度,勿使扭转变形。钢筋安装实测项目项次检 查 项 目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1受力钢筋间距(mm)两排以上排距尺量:每构件检查2个断面3同排梁、板、拱肋基础、锚碇、墩台、柱灌注桩202箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距(mm)10尺量:每构件检查510个间距23钢筋骨架尺寸长10尺量:按骨架总数30%抽查1宽、高或直径54弯起钢筋位置(mm)5保护层厚度(mm)柱、梁、拱肋尺量:每构件沿模板周边检查8处3三、砼的拌和及水下砼灌注1、砼的的拌和: 砼的制备严格控制粗骨料、细骨料的规格和用量,按配合比制作合格的混凝土。控制好混凝土的制作时间,在规定的时间内灌注。砼拌和采用计量拌
19、和站集中拌和,罐车运输,直接将砼倒入漏斗内,吊车配合灌注。砼坍落度控制在1822厘米。2、水下砼灌注:砼灌注前,应检测孔底沉淀厚度,合格后灌注水下砼(不合格重新清孔)。灌注水下砼使用直径250的导管及直径1.5m的漏斗,导管进场前应进行必要的水密、承压和接头抗压试验,进行水密试验的水压不小于井孔内水深1.5倍的压力,进行承压试验时的水压不小于导管壁所能承受的最大压力。导管分节长度有3米、2米、1米、和0.5米,接头法兰盘处用胶垫密封,导管吊装前先试拼,确保接口连接牢固,封闭严密,同时检查拼装后的垂直情况与密封性,根据桩孔的深度,确定导管的拼装长度,吊装时导管应位于桩孔中央,并在灌注前进行升降实
20、验。导管连接时橡胶垫圈的检查安放和法兰螺丝的拧紧要有专人负责,防止导管进水导致断桩。导管下口距离孔底距离保证在0.30.4米之间。首批混凝土用剪球法泄放。在漏斗下口设置混凝土小球,当漏斗内储足事先计算的首批灌注混凝土量后剪断铁丝,使混凝土猝然落下,迅速落在孔底并把导管裹住,保证首批初灌混凝土将导管埋深不小于1米。砼浇注时,砼运输车应以最大油门状态工作,保证砼封底顺利进行。同时,应注意防止钢筋笼和钢筋骨架在灌注时上浮,担钢筋笼的扁担应固定牢固,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1米左右,就降低混凝土的灌注速度,当混凝土拌和物上升到导管底口4米以上时,提升导管,导管底口埋入砼中深度不小于2.0m,即
21、可恢复正常灌注速度。现场要随时检查砼的和易性,砼离析、石子集中就容易卡管,使浇注无法继续,造成断桩。而坍落度过小,砼流动性差,导管也容易堵塞,同样也会造成断桩。砼的灌注应连续进行,保证灌注在首批砼初凝之前完成。为防止意外,准备两台拌合机备用。a.首批砼用量控制第一批砼用量按下式计算: V=h1*d2*/4+Hc*D2/4式中:V-漏斗和储料斗容量(m3)h1-孔内砼高度达到Hc时导管内砼柱与导管外水压平衡所需高度(米); h1=Hww/cHc-钻孔初次灌注需要的砼面至孔底的高度,即导管初次埋深h2+h3。h2至少为1米,h3为导管底端距孔底的高度一般为0.3-0.4 米。Hw-孔内水面至初次灌
22、注需要的砼面高度(米)。D-钻孔直径(米)。 d-导管直径(米)。w-孔内泥浆的容重(吨/米3)。c-砼的容重(吨/米3)。依此算得的首批砼用量。1m桩径首批混凝土量为2.1m3。1.2m桩径首批混凝土量2.6m3。1.3m桩径首批混凝土量:2.9m3.3、导管提升及埋升控制:灌注水下砼时,应边灌注混凝土边提升导管,边拆除上一节导管,使混凝土经常处于流动状态,提升速度不能过快。提升后导管的埋深不应小于2米。灌注到桩身上部5米以内时,可以不提升导管,待灌注至规定标高后一次提出导管,拔管时应注意提拔及反插,保证桩芯混凝土的密实性。在灌注过程中,随时测量和记录孔内砼标高,计算导管埋置深度,一般不小于
23、2m,不大于6m。,如控制不准,将造成导管提漏或断桩,导管埋置过深导致拨不出来的事故。因此测探导管埋深是一项重要工作,应采用较为准确的方法和探测工具。施工中拟采用重锤探测法,用测绳系以重锤,放入桩孔中,凭探测者手中所提测锤在砼顶面以前与接触砼顶面以后不同重量的感觉而判断,依测绳数据测出桩孔内砼面埋深。导管埋深应控制在24米。在任何情况下,不得小于1米或大于6米。防止出现拔导管时拔不出来或拔漏的事故。用测锤测深时,须由两人用两个测锤测探,防止误测。4、砼浇注高度控制:灌注的砼顶面高出设计高程不小于50cm,施工中拟选用80cm,以保证桩头砼的质量。5、养生:桩头蓄水养生,保持桩头湿润,养生期限为
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