097彭秋施工竖井围护桩人工挖孔施工技术.docx
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097彭秋施工竖井围护桩人工挖孔施工技术
施工竖井围护桩人工挖孔施工技术
(隧道工)
论
文
姓名:
彭秋
单位:
中铁隧道集团二处有限公司
施工竖井围护桩人工挖孔施工技术
彭秋
中铁隧道集团二处有限公司
摘要:
文章摘要介绍北京地铁6号线土建施工第03合同段东大桥车站附属工程3号施工竖井钻孔灌注桩施工工程的施工技术,其中主要介绍了其施工方法和施工工艺,还涉及到了施工前准备、劳动力、材料和机具的配置、安全注意事项和文明施工等内容,以期对同类工程有所借鉴。
关健词:
竖井围护桩人工挖孔施工技术
1工程概况
本工程为北京地铁6号线土建施工第03合同段东大桥车站附属工程3号施工竖井钻孔灌注桩施工工程,3号施工竖井位于东大桥市民广场东北侧,基坑围护结构采用钻孔灌注桩+桩间网喷支护。
3号施工竖井位置平面图见图1所示。
图13号施工竖井位置平面图
3号施工竖井围护桩为Φ1000钻孔灌注桩,桩长29.809m,桩数40根,见图2。
图23号施工竖井围护桩平面布置图
2工程地质、水文地质及周边构筑物情况
2.1工程地质
施工场地地形平缓,地面标高38.30m,场地内地层结构为人工堆积层(Qml)、第四纪全新世冲洪积层(Q4lal+pl)、第四纪晚更新世冲洪积层(Q3al+pl)三大层。
3号施工竖井围护桩穿过的地层情况由上到下依次为:
杂填土①1层、粉土层、中粗砂④层、圆砾卵石⑤层、粉土⑥层及圆砾卵石⑦层。
2.2水文地质
施工场地内赋存二层地下水,分别为潜水
(二)、承压水(三),水位(水头)标高均位于设计底板标高以上。
根据实测水位,承压水(三)水头标高约为17.1m,潜水
(二)水位标高约为23.62m。
2.3周边构筑物及管线情况
竖井周边无建筑物。
竖井周边主要管线有:
69×69通信管线、φ300上水管线,均位于竖井南侧。
69×69通信管线,砼管块材料,管沟距离3号施工竖井最近约1.83米,管顶距离地面埋深1.2m,呈东西走向。
φ300上水管线,铸铁管撞口材料,管沟距离3号施工竖井最近约1.96m,管顶距离地面埋深1.8m,呈东西走向。
具体位置关系见图3。
图33号施工竖井结构与周边管线位置关系
3施工准备
为保证东大桥站3号施工竖井钻孔灌注桩人工挖孔施工顺利进行,在施工前必须做好测量、试验、技术交底、安全交底等技术准备工作。
同时必须提前做好施工现场及工、料、机等施工准备。
3.1技术准备
1)测量准备:
通过设计精密导线点及高程点,将坐标、方向和高程引入施工场地,建立施工导线加密控制点,现场放样3号施工竖井结构轮廓线、围护桩桩位。
2)施工前将人工挖孔探测施工技术交底交给工区和相关作业队,并组织施工技术交底会,将围护桩人工挖孔探测施工组织、施工方法、施工工艺、质量标准、安全措施等交底到工区班组各成员,同时组织设备物资、生产、安全等部门参加。
3)施工进度计划
在3号施工竖井围护桩人工挖孔探测施工前,制定详细的施工进度计划,并制定一系列的措施以保证计划的顺利实施。
施工进度计划安排如下:
人工探孔数量40个,探孔深度暂定5m(实际以挖到原状土为准),计划从2010年5月25日至2010年6月3日,以4个孔/每天的进度进行施工。
3.2工、料、机准备
1)人员准备
3号施工竖井围护桩人工挖孔探测施工,拟进场施工作业人员24人,同时配齐相关生产管理、技术管理、安全管理人员,见表1。
表13号施工竖井围护桩人工挖孔探测施工劳动力计划表
序号
岗位
人数
备注
1
生产管理人员
3
作业队长、副队长、物资员各1名
2
工区技术人员
3
技术主管1人,技术值班2人
3
安全管理人员
3
每班专职安全员1名
4
班长
9
每班共2个施工小班长,1个综合大班长
6
人工挖孔探测
24
每组2名,分4组,三班制作业
2)材料准备
人工挖孔探测施工需要准备的材料:
钢筋网片:
φ8@100*100mm
竖向连接筋:
Φ20
水泥PO42.5#,中粗砂,豆石。
3)机械设备准备
3号施工竖井围护桩施工,具体机械设备配置见表2。
表23号施工竖井围护桩施工主要机械设备配置表
序号
设备名称
数量
备注
1
辘轳
4
自制
2
发电机
1
300KW
3
钢筋切断机
1
4
钢筋弯曲机
1
5
电焊机
2
6
通风及供氧设备
1
7
模板
8
4施工方法及施工工艺
4.1施工顺序
为防止塌孔,人工挖孔采用跳桩法施工,总体施工顺序按照Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的施工顺序进行,同时施工的两桩之间必须间隔两个桩位,其施工顺序如图4所示。
图4人工挖孔探测施工顺序图
4.2人工挖孔探测
3号施工竖井杂填土土层较厚,地下管线探测采用人工挖孔方式进行预探,开挖应挖至原状土。
人工挖孔支护参数:
C25钢筋砼护壁,护壁钢筋采用预制φ8@100×100钢筋网片,环向布置8根φ20钢筋,护壁混凝土厚度为8~15cm。
人工挖孔流程见图5。
(1)测量放线、定桩位
根据测量探制桩点及设计图纸,放样定出桩位中心位置,同时以桩位中心埋设纵向横向十字护桩,经监理工程师检验无误后方可进行施工,同时对探制桩点及护桩加以特殊保护,一旦桩点破坏应及时恢复。
图5人工挖孔施工工艺流程图
(2)开挖第一节探孔
为保证人工挖孔作业时的安全性及后续钻孔施工中防止坍孔和成桩质量,人工挖孔采用跳孔法施工,施工顺序见图4。
桩孔开孔直径为设计桩径+30cm,施做桩孔锁口圈,由人工从上至下逐层开挖,挖土顺序为先中央土体后挖周边土体,开挖进尺应根据土层地质情况而定,砂卵层进尺不大于0.5m,较稳定的粘土层进尺不大于1.0m。
第一节探孔开挖深度为地面下70cm。
(3)校核孔径和垂直度
根据孔边埋设的十字护桩,采用吊线锤方法检查孔位、孔径及垂直度。
每节开挖及拆模后必须进行检查校核。
孔位中心偏差不得大于10mm,孔径误差不大于3cm。
(4)护壁施工
护壁施工采用钢筋网片+纵向钢筋+模筑砼支护形式
a、护壁钢筋采用预制φ8@100X100钢筋网片,环向布置8根φ20竖向连接筋,绑扎固定钢筋网片,竖向钢筋搭接长度单面焊不小于10d(即20cm),即每节预留搭接长度不小于20cm。
b、支护壁模板,为了混凝土入模方便,护壁形式采用上小下大的喇叭错台状护壁,如图6所示。
图6护壁形状示意图
护壁混凝土的施工,采用自制的钢模板。
钢模板面板的厚度为2mm,浇注混凝土时拆上节,支下节,自上而下周转使用。
每节模板分4块拼装,模板间用U形卡连接,上下设两道6~8号槽钢圈顶紧;钢圈由两半圆圈组成,用螺栓连接,不另设支撑,以便浇注混凝土和下节挖土操作。
c、浇筑护壁砼,护壁砼采用C25豆石砼掺早强剂(水泥用量的2%)。
浇筑时用φ20钢筋捣实,第一节护壁施工砼浇筑应高出地面30cm,形成挡水圈,高出地面部分厚度增至30cm。
下一节护壁砼与上一节搭接10cm。
浇筑下一节护壁时,应注意与上一节护壁砼之间应结合牢固。
如果土石方挖至透水层时,护壁砼应留泄水口φ20mm。
d、将十字控制桩埋设在井圈的顶边上,以利于下一步施工时使用。
(5)架设起吊设备
为方便后继挖探孔出碴土作业,在第二节探孔开挖前在井口架设出碴土的提升设备,提升设备采用辘轳或人工绞架,安装提升设备时,使吊桶的钢丝绳中心与桩孔中心一致,以作为挖土时粗略控制桩中心线用,架设时支架应安装牢固防倾覆。
(6)拆模继续开挖下节循环施工
当护壁砼达到设计强度的70%后方可拆除护壁模板,开挖下一节,循环施工。
直至挖至原状土。
(7)遇障碍物处理
开挖探孔过程中可能会遇到障碍物,如未探明的地下管线、孤石等。
①探孔过程中遇地下不明管线
开挖探孔过程中遇地下不明管线,应立即停止施工,及时向现场技术值班及工区领导报告。
及时向监理和业主报告情况,并会同业主、设计单位及管线产权共同研究处理办法。
②遇孤石及其它杂物
开挖探孔过程中遇孤石和其它杂物时,经现场技术人员确认后,人工在探孔内将其清除。
(8)开挖至原状土后孔口防护
探孔开挖至原状土经自检合格后报监理单位检查验收,验收合格后对孔口采用木板或木胶板进行遮盖防护,同时设置好护罩。
5质量标准及质量保证措施
1、桩位放线时有专人验线并做桩位预检记录。
2、人工挖孔允许偏差和检验方法:
见表-3
表3人工挖探孔允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
顶面位置
30mm
测量检查
2
孔位中心
10mm
3
倾斜度
0.5%
6安全保证措施
6.1一般要求
1)、进入施工场地必须佩戴安全帽,与施工无关人员不得进入施工场地。
2)、施工人员应经过培训考试合格后方能上岗作业。
3)、现场应设专职安全检查员,在施工前和施工中应进行认真检查,发现问题及时处理。
4)、加强工人用电安全教育,严禁非电工接线。
5)、施工中如遇地下障碍物(包括各种管道、管沟、电缆、人防、旧基础等)时,立即暂停施工,及时报告经理部,待妥善处理后方可继续施工。
6.2机械设备作业安全要求
1)、特殊机械设备操作人员应经过培训考试合格后方能持证上岗。
2)、施工场地内对机械设备加强管理,标明操作规程,严格按照操作规程施工,严禁违规操作。
3)、施工人员要认真检查,使用机具的关键部位重点检查,经试运转,符合安全施工要求,方能正式投入生产施工中,每天对设备进行一次检查。
4)、禁止破坏或擅自拆除机械设备按全防护装置。
5)、禁止使用未经安装验收合格的机械设备和金属外壳做接零保护的用电设备。
6)、禁止操作人员在机械运转时触摸机械运转的部件,并保持安全距离。
7)、用电机械使用前,必须检查并确认漏电开关灵敏可靠,检查并确认电源线完好无损。
作业结束后,必须切断电源,锁上开关箱。
6.3人工挖孔施工针对性措施
1)施工前对人工探孔作业的工人进行安全技术交底,提高安全责任意识,加大隐患排查力度。
施工前做好管线交底工作,现场对地下管线进行标识。
2)施工负责人必须逐孔全面检查各项施工准备,使安全管理在思想、组织、措施上都得到落实才通知开挖。
3)孔桩开挖过程中,必须有专人巡视各开挖桩孔的施工情况,严格做好安全监护。
探孔内有人作业时,孔口必须有人看护。
4)挖孔、起吊、护壁、余渣运输等所使用的一切设备、设施、安全装置(含防毒面具)、工具、配件、材料和个人劳动防护用品等,必须经常检查,做好管、用、养、修、换,确保完好率和使用安全度。
5)孔桩开挖应交错进行,正在浇注混凝土的孔十米半径内的其他桩孔下严禁有人作业。
6)每次下孔作业前必须先通风,作业过程中必须保持继续通风。
鉴于供电不正常的实际情况,为确保通风和连续性生产,挖桩施工必须备用柴油发电机应急。
7)为预防有害气体或缺氧等中毒,必须对孔内气体抽样检测。
凡一次检测有毒含量超过容许值时,应立即停止作业,进行除毒。
8)严禁只下挖不及时护壁的冒险做法。
第一节护壁要高出孔口30cm作孔口周围安全踢脚拦板,护壁拆模须经施工技术人员同意。
9)辘轳提升装置必须要有防倒刹车装置。
10)孔深挖至超过操作人高度时,必须及时在孔口或孔内装设靠周壁略低的半圆平护板(网)。
吊渣桶上下时,孔下人员应壁于护板(网)下、护板(网)位置应随孔深增加,往作业面下引。
在孔内上下递物和工具时,严禁抛掷和下掉,必须严格用吊索系牢下吊。
11)成孔或作业人员下班后,必须在孔的周围设不低于80厘米高的护栏或盖孔口板,防止人掉入孔内。
12)下孔人员必须戴安全帽和系安全带、安全带扣绳由孔上人员负责随作业面往下松长。
上、下孔必须使用软爬梯、严禁用手脚爬踩孔壁上下。
13)孔上与孔内人员必须随时保持有效的联系,应采用有线或无线对讲机,步话机等良好的通讯设备,或其他可靠的联络通讯办法。
14)孔内作业面照明应采用安全矿灯或36伏以下的安全电压照明,电器必须严格接地接零和使用漏电保护器三种安全保护。
电器安装后经验收合格才准接通电源使用,各孔用电必须分闸,严禁一闸多孔和一闸多用。
孔上电线,电缆必须架空,严禁拖地和埋压土中,孔内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。
15)桩孔开挖后,现场人员应注意观察地面和建(构)筑物的变化。
16)挖出的土石方应及时运走,孔口四周1m范围内不得堆放余泥杂物。
机动车辆通行时,应做出预防措施或暂停孔内作业,以防挤压塌孔。
17)每天开工,应将桩孔内的积水抽干,并用鼓风机或大风扇向孔下送风5min,使孔内混浊空气排出,才准下人。
孔深超过10m时,地面应配备向孔内送风的专门设备,风量不宜少于25L/s。
孔底凿岩时应加大送风量。
18)挖孔抽水时,须在作业人员上地面后进行,抽水后检查断开电源才准下孔。
19)挖孔、护壁过程中如遇意外,急需进行安全抢救或技术处理时,必须严密组织急救工作,要有相应的应急措施,避免事故的扩大和恶化。
20)在没有可靠的技术和安全措施的情况下,如有流砂、涌泥、涌水、高压缩性淤泥层、流塑淤泥层的地质状况,不得采用人工挖孔桩作业。
6.4文明施工及环保措施
1)、严格遵守国家、北京市有关文明施工的规定。
认真贯彻业主有关文明施工的各项要求。
制订出以“方便居民生活,利于生产发展,维护环境卫生”为宗旨的文明施工措施,达到北京市文明安全工地标准。
2)、加强宣传教育,统一思想,使全体职工认识到文明施工是企业的形象,是队伍素质的反映,是安全生产的保证,以提高员工文明施工和加强现场管理的自觉性。
3)、施工现场做到工完料清,垃圾杂物集中堆放,及时处理,施工废水严禁乱排乱放,必须严格按照文明环保施工要求经处理达标后排放。
4)、进场材料、成品、半成品等分门别类,有条理地堆放整齐,机械设备指定专人保养,保持运行正常,机容整洁。
5)、保持场地上无淤泥和积水,施工道路平整畅通。
6)、土方施工要加强管理,弃碴不得随意弃置,必须运至规定的弃碴场,运碴汽车不得落石掉碴,污染道路,外运和内运土方时不准超高,并采取遮盖围护措施,施工场地外撒落的碴土派人及时清扫干净,以避免尘土飞扬。
7)、施工现场给排水要统一规划,整齐统一。
做到给水不漏,排水顺畅。
8)、施工用电有用电规划设计,明确电源、配电箱及线路位置,制定安全用电技术措施和电器防火措施,不准随意架设线路。
9)、临时道路的路面要硬化,道路平坦、通畅,周边设排水沟,路边设置相应的安全防护设施和安全标志,道路经常维修。
7结束语
北京地铁6号线土建施工第03合同段东大桥车站附属工程由于受工程地质和水文条件、周边地面建筑物及地下构筑物、埋深及大跨度开挖等因素的制约,采用了以上方法加以控制,有效地控制了地表沉降,保证了周边建筑物及地下管线的安全,为今后类似工程和工法的施工提供了借鉴和参考。
参考文献:
[1]建筑施工手册.中国建筑工业出版社,1997.
[2]江正荣.建筑施工工程师手册.中国建筑工业出版社,2009.
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