兰渝铁路枫相院车站特大桥桩基开挖施工技术总结

兰渝铁路枫相院车站特大桥桩基开挖施工技术总结

赵德恒

中交一航局城市交通工程公司天津300457

摘要：结合新建兰渝铁路LYS-6标枫相院车站特大桥工程，对于地形起伏较大、地表土质为块石夹土和强风化松散堆积体的陡峭山区，大直径、大桩长的混凝土挖孔桩深基坑开挖施工进行总结，为以后同类工程的施工提供借鉴。

关键词：新建兰渝铁路枫相院大桥桩基开挖

一、工程概况

枫相院车站特大桥位于坪石板隧道出口和关子岭隧道进口之间，桥址处位于陡坡挂线地段，左侧紧贴山体，地形起伏大。其起讫点里程为DK430+031.65～431+053.25，全长1022米，孔跨布置为(1×24+14×32+1×24+14×32+1×20)简支梁。共设1-31#31对桩基，合计桩基62根，桩基为矩形截面挖孔桩。

二、地质情况

枫相院车站特大桥工程范围内地层主要为第四系全新统滑坡体、坡积（粗）细角砾土、碎石土、块石土、漂石土等；下元古界的板岩、板岩夹千枚岩等，段内地层单斜，倾角陡，岩层产状多在N70°～80°W/65°～85°NE内变化，局部为直立。

三、工程特点和施工难点

本工程施工区处于陡峭山区，下临S206省道、武罐高速，施工中交叉影响严重，坡体土质为块石夹土和强风化松散堆积岩体，经常出现滚石、滑坡，危及S206省道及车辆和行人的安全，施工安全风险巨大。

1、本地区雨季时间较长，全年可施工时间较短,工期极为紧张，需加大资源投入，合理安排流水作业，施工组织难度大。

2、地形起伏较大，施工便道修筑难；高陡边坡砼施工极其困难。

3、临时变电所附近工程距离变压器安全距离较小，施工安全风险大。

4、本工程施工内容包括大直径混凝土挖孔桩且桩比较长、属深基坑施工。

图1

四、施工工艺流程

桩基总体施工方案为人工挖孔桩，采取基岩爆破，塔吊和卷扬机吊桶配合出渣。根据工程特点分为1-15#桩基和16-31#桩基两段，两段同时施工。

1、1-15#桩基截面较小，地势情况较好，且桩身深度较短，便于施工。工期安排为2012年8月至2014年4月。

2、16-31#桩基截面较大，地势陡峭，尤其是左桩基本全在半山腰处，左右桩高差较大，山体破碎，为保证施工安全，左右桩间边坡需设置喷锚防护，且桩身长度普遍较长，最深桩基为46m，施工难度较大，工期较紧，工期安排为2012年8月至2014年5月。

五、施工方法和操作要点

人工挖孔桩施工流程如图1：

1、施工准备

（1）平整施工场地，清除地表松软土层和一切杂物，修通弃土便道，接通水电，备好机具、材料。

（2）做好孔口防排水设施。在孔口适当位置设置排水沟。

（3）实测墩台及孔位控制中线，做好护桩。按施工图纸准确放线，放出桩位中心线和尺寸，桩孔中心外设置前后左右的桩孔定位护桩，施工时拉线确定桩位。桩孔定位后报监理工程师复核确认。

（4）对挖孔场地四周采用被动防护网进行围护，防止土石等杂物滚入孔内。孔口附近堆放机具材料以不增加孔壁压力为宜。

2、桩基施工

（1）设置锁口

根据设计桩径及护壁厚度在地面上放出开挖线,然后向下挖深1m,第二次放样，定出四个角点，支模板并进行加固，浇筑混凝土锁口第一节护壁。锁口高出地面30cm以上（厚度60cm）。

（2）桩孔开挖

松软地质情况人工用铁铲、铁镐、钢钎开挖，重、中度风化可用风化镐振碎，轻度风化岩及局部石头、较硬岩石风凿岩机打眼放炮振碎。爆破采用浅眼爆破,直径φ70mm圆形中空掏槽眼，在桩孔周围布置周边眼，中空眼与周边眼之间布置辅助眼。炮眼间距如下图所示,施工中根据实际情况适当调整，调整前需征得现场技术员同意。桩基爆破开挖钻眼图如下：

图一、桩基爆破炮眼布置图

（3）出渣

采用塔吊和电动卷扬机配吊土桶结合出渣，挖孔所出土石方用机械翻斗车转运至临时弃土场，再利用自卸汽车外运至指定弃碴场。桩基周边1.5m范围内不得堆碴，1.5m范围外临时堆碴高度不得超过0.8m。

（4）护壁施工

用组合钢模分段护壁，护壁厚50cm,护壁采用C20砼,边挖边护，桩孔由上而下随挖随绑扎钢筋浇筑护壁，每次开挖深度1.2m，因土质不良，遇有地下水易坍塌时，应减少开挖深度，及时施工护壁，若遇有地下水对开挖有影响，采用水泵抽干后再继续开挖。上下节护壁的搭接长度为20cm,每节护壁在当日施工完毕后宜养护24h后拆除;发现护壁有蜂窝、漏水现象时,应及时补强以防止造成事故。

（5）开挖中桩孔定位和检查

进行下一节井孔土石方开挖前,先从井口用垂球吊线找出井孔中心点,并在井孔底部打一短木桩,将桩中心投影到木桩顶上,以此为据进行下一节开挖。在开挖过程中应该密切注意地质状况的变化。在每一节开挖后，进行一次垂直度和桩径检测，孔的中轴线偏斜不得大于孔深的0.5％，检测合格后才能浇护壁混凝土。每节桩孔护壁做好以后，用十字线对中，吊线坠向井底投设，以尺杆检查孔壁的垂直平整度。随之进行修整，井深必须以基准点为依据，逐根进行引测。保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。

（6）通风照明

挖孔至5m后，应设置孔内照明系统。孔内照明使用36V安全矿灯，所用电线、电缆具有足够的强度和绝缘性能。根据孔深、不同的地层等情况进行通风。爆破后应及时向孔内送风，通风时间不低于15分钟，且待排出有毒气体后，施工人员方可进行孔内作业；当孔深超过5m时，用空压机向井下送风，风量不宜小于25L/S。

（7）终孔检验

成孔以后必须对桩直径、孔底标高、桩位中线、井壁垂直度、虚土厚度进行全面测定。孔底应平整，无松渣、淤泥、沉淀或扰动过的软层。挖孔至设计持力层后，进行自检评定，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，质量员报监理核验并办理隐蔽验收手续。

六、安全防护注意事项及措施

1、由于桥梁主体紧邻206省道及武罐高速，桩基开挖过程中爆破及出渣会对过往车辆及高速施工存在安全隐患，故在桩基爆破及出渣时需对省道进行临时交通管制，且管制段两端设置专职安全员进行疏导监控，并对武罐高速施工进行提醒和警示，待爆破及出渣完成后恢复交通。

2、钢管支撑防护

为保证桩基开挖安全，护壁之间设钢管支撑。采用φ300*12mm的钢管，在深度方向间距2m一道，以下按5m一道设置。浇筑护壁砼时预埋2cm厚牛腿钢板，最上面4根钢管支撑成井字型在孔口用角钢焊接牢固，采用25t吊车整体下放到牛腿钢板上，钢板与钢管之间采用调节支撑固定。以下钢管支撑采用单根下放到设计位置的钢板上，在孔内用调节支撑固定后用角钢焊接牢固。基础开挖到设计底标高后，松开调节支撑，从上至下依次起吊钢管堆放到下一个挖井基础孔口，循环施工。

3、日常施工注意事项：

（1）为保证人员和工程安全，挖孔桩设置混凝土护壁，第一节护壁高出地面0.3m以上，并设防护栏。

（2）正在开挖的井孔，每天上班前应随时注意检查卷扬机、支腿、钢丝绳、挂钩（保险钩）等装置，检查混凝土护壁的状况，发现问题及时采取措施。

（3）桩基周边1.5m范围内不得堆碴，1.5m范围外临时堆碴高度不得超过0.8m。

（4）桩孔下挖过程中，必须按照挖一节土（100cm），做一节护壁。桩孔垂直度和直径尺寸应每挖一节检查一次，发现偏差及时纠正，以免误差积累过大，造成倾斜或塌方。

（5）挖孔暂停时，孔口加盖防护。

（6）挖孔桩应设置固定爬梯，并确保悬挂牢固，专供作业人员及检查人员上下，严禁通过机械或人工升降设备上下人员。

（7）经常检查孔内有害气体浓度，当二氧化碳浓度超过0.5%、其它有害气体浓度超过允许浓度或作业人员已感觉不适时，必须采取通风措施；当孔深超过5m，采取机械强制通风。

（8）孔内渗水时用水泵进行抽水，以保证挖孔人员安全和孔内作业环境；抽水必须在井下作业人员上地面后进行。抽水结束后，必须先将地面上专用电源切断，作业人员方可下孔作业。

（9）夜间禁止挖孔，如有特殊情况必须施工的，必须悬挂示警红灯，并设安全员巡视。

（10）挖孔遇到岩石需要爆破时，必须由接受过专业培训并持证上岗的爆破员进行操作，严格控制炸药量，不得使用火雷管。

（11）相邻两孔中有一孔进行爆破施工或灌注混凝土施工时，另一孔的挖孔人员必须停止工作，撤出井孔。

（12）孔桩护壁后在无可靠的安全技术措施条件下，严禁破石修孔。挖孔、扩孔完成后，应及时组织验收并浇筑混凝土，特别是孔壁为砂土、松散填土、软土等不良土壤时不得隔夜浇筑混凝土，以免塌孔。

（13）井孔上、下应有可靠的通话联络，如对讲机等。

（14）井孔内一律采用12V安全电压和防水带罩灯照明，井上现场可用24V低压照明。现场用电均须安装漏电保护装置。

（15）孔口操作平台应自成体系，防止在护壁下沉时被拉跨。

（16）各孔用电必分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2m以上，严禁拖地和埋压土中。孔内电缆电线必须有防湿、防潮、防断等保护措施，照明应采用安全矿灯或12v以下的安全灯。

七、结束语

兰渝铁路枫相院车站特大桥桩基开挖工程具有以下特点：

1、工程量大，总计开挖量为36000m3，且多数桩身较长，深桩人工开挖必须保证安全可靠。

2、工期较紧，为保证按时履约，必须在规定的工期时间内完成开挖，施工过程中还要克服雨季降雨对施工造成的影响。

3、受自然因素（主要为山体地势因素）及人为因素（省道交通及武罐高速施工）影响较大，需合理安排，协调施工。