水流田特大桥中心里程是K29+007,其中左幅1号桥长1215.43m,左幅2号桥长109m,右幅桥长1375.43m,全桥桩基础直径有1.3m、1.4m、1.8m、2.0m四种,按照施工方法分为钻孔桩、挖孔桩,按照桩基类型分为支撑桩、嵌岩桩,其中钻孔桩基础184根,挖孔桩基础18根,最大桩长22m,最小桩长8m。嵌岩桩嵌入中风化基岩的深度不小于桩基直径的2倍,支撑桩嵌入中风化基岩的深度不小于0.5m。
水流田特大桥桥址区为人工填土、粘性土及碎石土,基底主要为上侏罗统-下白垩统南山村组火山碎屑岩、流纹岩及其风化层,由上而下为全风化、强风化、弱风化、微风化岩层。未见不良地址和特殊性岩土。
银屏山中桥左幅桥长26.44m,右幅桥长31.44m,桩基直径1.3m,最大桩长10.47m,最小桩长10.06m,采用钻机成孔,为嵌岩桩。
(二)安全目标
1、杜绝责任重伤、死亡及以上级别事故;
2、轻伤负伤率控制在10‰以下;
3、杜绝重大机械设备、火工品、交通和火灾及以上级别事故;
4、加大安全管理力度,强化安全职责落实,有计划、有步骤的逐步改善劳动作业环境和作业条件,预防并杜绝职业病、职业中毒事故得发生,确保职业健康。
5、严格执行管理处有关文明施工规定;
6、确保本建设项目达到广东省安全文明施工样板工地要求;
7、杜绝环境污染事故,环境因素控制在国家和行业标准允许的范围;
8、杜绝食物中毒伤亡事故。
三、机械设备及人员管理配备表
(一)机械设备
机械配备表
序号 | 设备名称 | 规格型号 | 数量 | 进场日期 | 技术状况 | 拟用何处 |
1 | 挖掘机 | PC120 | 1 | 2009年9月13日 | 良好 | 桥梁 |
2 | 汽车起重机 | QY20 | 1 | 2009年12月11日 | 良好 | 桥梁 |
3 | 混凝土搅拌运输车 | 8m3 | 4 | 2009年11月25日 | 良好 | 桥梁 |
4 | 装载机 | 龙工50 | 2 | 2009年11月25日 | 良好 | 桥梁 |
5 | 空压机 | W-2.85/5 | 2 | 2010年1月18日 | 良好 | 桥梁 |
6 | 电焊机 | BX1-400 | 8 | 2010年1月25日 | 良好 | 桥梁 |
7 | 卷扬机 | Y112-4 | 4 | 2010年1月18日 | 良好 | 桥梁 |
8 | 混凝土搅拌机 | JS1000 | 2 | 2009年10月12日 | 良好 | 桥梁 |
(二)人员管理表:
管理人员配备表
序号 | 姓名 | 岗位 | 备注 |
1 | 吴勇 | 项目副经理 | |
2 | 李兴瑷/张应飞 | 质检工程师 | |
3 | 王平生 | 安全工程师 | |
4 | 刘华 | 试验主任 | |
5 | 方红所 | 桥梁工程师 | |
6 | 崔国孝 | 测量工程师 | |
7 | 廖 巧 | 调度主任 | |
8 | 牧小珍 | 材料主任 | |
9 | 樊岸帮 | 机械总工 | |
10 | 何礼林 | 队长 | |
11 | 曾志君 | 施工员 |
四、工程危险源辨识及其危害分析
桩基施工主要危险源有:坠落、起吊设备、爆破、不良地质等。
(一)坠落
1、人员坠落
挖孔作业,属于井下作业,在施工过程中或当班作业结束后,稍有不慎,极易造成人员坠落事故。因此,应采取有效措施防止人员坠落。造成人员坠落事故的具体原因主要有:上下井作业人员麻痹大意,没有系安全带;当班作业结束后,井盖没有盖,经过孔口的行人踏空;有井盖,但井盖质量差。
2、物件坠落
除了防止人员坠落外还应防止地面石块及杂物、吊桶等物件的坠落, 井下作业物件坠落的具体原因主要有:起吊钢丝绳突然断裂,吊桶坠落;吊桶与钢丝绳连接部不牢靠,吊桶承重后脱落下坠;提升过程中,桶内装土石太多,超出桶口边沿,石块坠落;挖孔弃土弃石在孔口堆积太高或离孔口太近;孔口砼护壁没有高出原地面30cm,孔口四周没有防护网,物件直接滚落入井中。
(二)起吊、钻孔设备
挖孔机电主要是电控提升设备,提升设备主要由钢支架、底座、滑轮组、电动机、制动装置、钢丝绳、吊桶等组成;钻孔设备主要是冲击钻,由卷扬机、钢丝绳、重力钻头、钢支架等组成。施工时可能会因为设备漏电、触电、制动失灵、提升设备故障、起吊设备配重不合理、操作不当等引起的起吊设备烧毁、坠落、倾翻、损坏、事故伤人等。
(三)爆破
挖孔过程中要穿越岩层,不可避免要进行爆破作业,爆破采用浅孔爆破。在作业过程中,爆破作业人员违反爆破作业安全操作规程、警戒信号不明确、人员没有撤出到安全距离以外、爆破药量控制不当、爆破后立即下井作业等造成人员伤亡、损害作业人员身心健康、抛石伤人等事故。
(四)不良地质
桥址区地质条件较好,但不排除存在不良地质的可能,例如溶洞、破碎带等。在开挖过程中,稍有不慎,极易造成溶洞顶板塌陷,作业人员坠落;在松散、局部破碎处,砼护壁不当,造成塌孔,伤及井下作业人员。
五、桩基施工方案
(一)挖孔桩施工方案
1、平整场地,测量放线,精确定出桩位。
2、施工准备:合理设置截水沟,孔上搭防雨棚,布置出渣通道。
3、孔口段采用人工手持铁镐、铁锹挖孔,每循环进尺约0.5-0.8m。开口时注意预留核心土保护桩位,待锁口混凝土浇筑完成后,方可挖除,随后在锁口混凝土顶面放线打入控制桩位的射钉,不少于4颗。锁口混凝土浇筑厚度30cm,深2m,并高出地面30cm。余下浇筑20cm厚的C30混凝土护壁,直至设计孔底标高。
当地质情况变化时,可根据实际情况调整每循环进尺:当地质情况较差时,应适当减小进尺,并根据实际情况在混凝土护壁内加入φ8的钢筋网片,锁口部分加入双层网片;当地质情况较好时,开挖工具改为风镐。
浇筑护壁时必须在其顶面预埋钢筋扶手(直径8mm圆钢),每穿安全绳,便于施工人员上下作业。开挖过程每1m对桩基岩石进行取样,与设计进行对比,基底岩质与设计不符或嵌入深度不足时,及时反馈。
孔内遇到岩石必须实施爆破时,应采用浅眼松动谨慎爆破(对于软岩层炮眼深度不超过0.8cm,对于硬岩层不超过0.6cm),严格控制炸药用量并在炮眼附近加强支护,严格按多打眼少装药的原则实施爆破,孔内爆破后应先通风排烟15min并经检查孔内无有害气体后方可下孔继续作业。若地下水较发育时,可用泥浆泵将其排出后再继续施工。挖孔过程中要经常检查挖孔的桩径、垂直度和地质情况,以便调整施工。
4、清孔:挖孔达到设计标高后,人工清理桩底碎渣、排出积水。
5、钢筋笼加工:钢筋笼采用预制,横向周围不得少于4处加垫垫块,用以控制钢筋保护层厚度,垫块优先选用塑料垫块,无塑料垫块时,采用C30混凝土垫块。桩孔验收合格后,尽快把钢筋骨架吊装定位。
6、安设串桶:每节串桶用壁厚3mm薄钢板卷制而成,长约1.0~1.2m。
7、灌注混凝土:混凝土连续灌注应一次成功,中途不得停止,不得出现施工缝。在灌注混凝土时,逐步地提升串桶,以混凝土自由下落高度不超过2m。因混凝土是在无水环境中灌注的,混凝土灌注至桩顶标高上4~5cm即可(用以桩顶凿毛)。浇筑过程中分层厚度不大于30cm,振捣时深入下层混凝土10cm,捣固必须密实、充分,不得漏振、过振,待混凝土表面不再下沉,无气泡上升、表面泛浆,证明已经振捣密实。当孔内水量较大,无法排干时,应安装灌注塔架,按水下混凝土浇注方法施工。
挖孔桩实测项目
项次 | 检 查 项 目 | 规定值或允许偏差 | 检查方法 | |
1 | 排架桩 桩位(mm) | 允许 | 50 | 全站仪或经纬仪:每桩检查 |
极值 | 100 | |||
2 | 孔深(m) | 不小于设计 | 测绳量:每桩测量 | |
3 | 孔径(mm) | 不小于设计 | 探孔器:每桩测量 | |
4 | 倾斜度(mm) | 0.5%桩长,且不大于200 | 用测壁(斜)仪或钻杆垂线法:每桩检查 |
(二)钻孔桩施工方案
钻孔桩基础采用冲击钻机冲击成孔,泥浆护壁。
1、测量放线:平整场地后,测量组根据有关图纸要求放出钻孔桩的轴线位置,并定出护桩及基面标高。
2、埋设护筒:护筒用10mm的钢板制作,其内径大于桩基直径。护筒的埋设深度不小于1.5m,并埋入较坚实地层;护筒顶应高出施工水位或地下水位1.5~2.0m,并高出施工地面0.3m。护筒埋设用加压和锤击的方法进行。埋设必须准确、稳定,保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。孔内泥浆使其高出地下水位,保护桩孔顶部土层不会因钻杆上下升降或机身振动而导致坍孔。
3、安装钻机:钻机中心应对准桩中心,并与钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上。钻机定位后确保在钻进中不发生倾斜和位移。在钻头锥顶和提升钢丝绳之间设置保证钻头自由转向的装置,防止产生梅花孔,保证钻进中钻具的平稳及成孔质量。
4、泥浆制备:采用自然造浆方式进行护壁。浆液的比重、粘度、含砂度等指标要符合该地层护壁要求。
5、冲击成孔:开孔时,应低锤密击,同时添加粘土块和小片石反复冲击造壁,孔内泥浆面应保持稳定;进入基岩后,应低锤冲击或间断冲击,如发现偏孔应回填片石至偏孔上方300~500mm处,然后重新冲孔;遇到孤石时,用高低冲程交替冲击,将大孤石击碎或击入孔壁,不得已时可用预爆方法处理;每钻进4~5m深度验孔一次,在更换钻头前或容易缩孔处,均应验孔;进入基岩后,每钻进100~300cm应清孔取样一次,以备终孔验收。冲孔过程中及时采用挖掘机将泥浆池中的石渣清除,并运输至指定地点。
6、清除沉渣:当钻孔达到设计深度后即停止钻进,此时提起钻头,进行换浆清孔。
第一次清孔:清孔处理的目的是使孔底沉渣厚度、泥浆液中含钻渣量和孔壁泥垢厚度符合质量要求和设计要求,为在泥浆中灌注混凝土创造良好的条件。
第二次清孔:在第一次清孔达到要求后,由于要安放钢筋笼及导管准备浇注水下混凝土,这段时间的间隙较长,孔底又会产生新渣,所以待安放钢筋笼及导管就绪后,再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安设一个弯头和皮笼,用泵将泥浆压入导管内,再从孔底沿着导管外置换沉渣。清孔完成后,立即进行浇注水下混凝土的工作。
7、制安钢筋笼
钢筋笼制作:钢筋笼采用预制,分段吊装时在孔口连接。
吊放钢筋笼:吊放钢筋笼用吊车或钻架配合。注意不撞孔壁,防止坍孔,并防止将泥土杂物带入孔内。钢筋分段吊放时,先将下段挂在孔口,再吊上第二段进行机械连接,下放。吊入后应校正轴线位置垂直度,勿使扭转变形。钢筋笼定位后,及时浇注混凝土,防止坍孔。
8、导管插入
导管用直径250mm的钢管,壁厚3mm,每节长2.0~2.5m,配1~2节长1~1.5m短管,由管端粗丝扣、法兰螺栓连接,接头处用橡胶圈密封防水。导管、混凝土料斗安装由钻机配合,钻机主卷扬机吊混凝土料斗,副卷扬机吊起导管在孔口处进行安装,逐次下放导管,最后与料斗连接。
9、水下混凝土灌注
浇注时先灌入首批混凝土,其数量必须经过计算,使其有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,且能把导管下口埋入混凝土,其深度不少于1m,同时必须保证两车混凝土料同时到场后方可进行灌注。浇注首批混凝土时,混凝土料斗底部用混凝土隔水栓,隔水栓预先用钢丝绳悬吊在混凝土漏斗下口,当混凝土装满漏斗后,拉起隔水栓,混凝土即下入到孔底,排开泥浆。浇注连续进行,随浇随拔管,中途停止时间不超过15min。在整个浇注过程中,导管在混凝土中埋深2~6m,上升速度不低于2m/h,直至高于设计标高1m。在浇注过程中为防止钢筋笼上浮,当灌注的混凝土顶面距离钢筋笼底1.0m时,必须降低混凝土浇筑速度,超过钢筋笼底4.0m以上时提升导管,使导管高于钢筋笼底2.0m以上时方可恢复正常灌注速度。施工过程中严禁导管提出混凝土面,派专人测量导管埋置深度时的管内外混凝土面的高差,及时填写水下混凝土浇注记录。
钻孔灌注桩实测项目
项次 | 检 查 项 目 | 规定值或允许偏差 | 检查方法 | ||
1 | 排架桩 桩位(mm) | 允许 | 50 | 全站仪或经纬仪:每桩检查 | |
极值 | 100 | ||||
2 | 孔深(m) | 不小于设计 | 测绳量:每桩测量 | ||
3 | 孔径(mm) | 不小于设计 | 探孔器:每桩测量 | ||
4 | 钻孔倾斜度(mm) | 1%桩长,且不大于500 | 用测壁(斜)仪或钻杆垂线法:每桩检查 | ||
5 | 沉淀厚度(mm) | 支承桩 | 不大于设计规定 | 沉淀盒或标准测锤:每桩检查 | |
(三)不良地质处理
在挖孔过程中,穿越破碎体或松散夹层时,砼护壁采用C25钢筋砼,以增强护壁对周围土压力的承重能力,并且必须待砼达到设计强度的85%时,再进行下一步开挖,开挖方式采用浅眼松动爆破,进尺深度不超过80cm。
挖孔过程中遇有小型溶洞时,主要采取浆砌片石进行封堵,钻孔过程中遇有小型溶洞时,采用回填片石至溶洞以上2m处,重新钻进,将片石挤入溶洞填充,经反复回填、冲击通过溶洞区域,如溶洞比较大,要及时报告,待方案确定再进行,不得盲目施工。
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