人工挖孔桩穿越流沙层的施工实例

人工挖孔桩穿越流沙层施工

QC研究报告

（宁西二线二分部项目部）

中国中铁七局集团建筑工程有限公司

二〇一四年一月六日

目录

一、研究背景 ............................................................................................1 1.1 概述 ..............................................................................................1 1.2 工程概况 ....................................................................................1 1.3 工程特点 ....................................................................................2 二、 施工准备 ..........................................................................................2 2.1现场准备 .......................................................................................2 2.2技术准备 .......................................................................................3 2.3施工布置 .......................................................................................3 2.3.1施工布置方法 .....................................................................3 2.3.2施工检算 .............................................................................4 3.1折减节段护壁高度法 ...................................................................8 3.2护壁施工 .......................................................................................9 3.3双模护壁法 ................................................................................ 10 3.4注浆法固砂止水 ........................................................................ 12 3.5打入钢护筒法 ............................................................................ 13 四、研究成果 ......................................................................................... 14 4.1沉管法 ........................................................................................ 14 4.2施工要点： ................................................................................ 14 4.3劳动力组织情况 ........................................................................ 19 五、施工安全控制 ................................................................................. 20 5.1现场安全管理措施 .................................................................... 20 5.2人工挖孔桩安全技术要求及施工安全措施 ............................ 20 六、施工质量控制 ................................................................................. 23 6.1工程质量管理措施 .................................................................... 23 6.2工程质量控制流程 .................................................................... 24

一、研究背景 1.1 概述

在既有线增建二线施工中，结构物接长施工的基坑开挖前要采取措施对既有线边坡进行防护，由于人工挖孔桩的结构简单、操作方便、占地较小、施工过程中对既有线路基的影响较小、桩身深入结构物基础底后持荷能力比较强，所以能作为既有线结构物接长施工时一种有效的防护类型而被广泛的采用。但在人工挖孔桩施工过程中常常会遇到含水层、砂层、流沙层、淤泥等不良地质条件，本文通过具体的工程实例重点介绍人工挖孔桩穿越流沙层时采取的措施的一些尝试，并取得了一些可靠地经验，加以总结对人工挖孔桩施工进行探讨与分析。

1.2 工程概况

本项目为宁西既有线增建二线工程，我公司的施工范围为K418+419.515~K440+917.885，全长22.5km，有框架涵110座需挖孔桩防护施工。人工挖孔防护桩桩径1.25米，桩身采用C25混凝土，15cm厚C25钢筋混凝土护壁。本段全线布桩6500 m,其中流沙桩2700m，人工挖孔桩施工过程中流砂最严重的部位主要在K431+033.98框架小桥和K432+856.20双孔涵处，此两处结构物皆兼有交通和灌溉两项用途，结构净空净高尺寸较大，防护桩的挖深比较深，地下水位较高，砂层较厚且挖孔桩设计桩底位于砂层中，给人工挖孔桩施工带来了很大困难。其中K431+033.98框架小桥布桩15根，共计147 m, K 432+856.20双孔涵布桩11根，共计131m。

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1.3 工程特点

该工程为在既有营业线右侧增建二线工程，宁西线为客货两用线路。在临近营业线施工过程中要尽可能的减小对既有线的影响，保证既有线路基和边坡的稳定。施工过程中防护员还要时刻防护，防止人员、机具、材料侵入营业线限界范围内。

由于项目地处南阳市郊区，为胡萝卜、莲藕、土豆等蔬菜种植基地，灌溉期较长灌溉量较大，本项目大部分结构物有着排洪灌溉的用途，结构物施工期应集中在枯水季节。结构物施工期限短、工期压力比较大、基底地质较松软对施工方案的选择和现场组织提出了更高的要求。

人工挖孔桩分布在既有涵两侧，自三角区至既有涵翼墙前端，桩间距0.1m，单排布置 。挖孔桩施工由于相距较近采用跳挖法，隔一桩跳挖一桩，保证相邻桩深度差不超过3m，避免相距过近导致相邻孔串通。施工场地为既有线路基边坡或既有线路肩。由于场地不平整、不开阔，给人工挖孔桩施工时的人员作业、材料进出场和堆置、器具的选择和搭设造成了一定的限制。

地质情况，挖孔桩上部桩身范围内土质大部分为既有线路基填料，其中黏土、中粗砂所占比重较大。但是深入基础下的桩体下挖受地层土质影响较大，其中K431+033.98框架小桥和K432+856.20双孔涵基础以下均为细沙、粉砂土层，砂层深度4.5米左右，且水量较大。 二、 施工准备 2.1现场准备

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(1)施工前与通信、信号、供电等相关设备管理部门联系，详细调查工点地下埋设的电力，通信光缆等地下管线情况。

(2)地下管、线、电缆等隐蔽设施无法提供准确位置时采取人工开挖探沟，探沟深度不小于1.2m，探清管线数量及线路走向。

(3)现场用白灰标出既有地下管线位置，在管线两侧设警示标示杆、牌。积极与设备管理单位取得联系改移，在地下管线改移、保护完成后，再进行施工。 2.2技术准备

(1)组织人员核实现场地形地貌、水文条件等是否与设计相符合，编制施工方案、材料计划。

(2)组织架子队人员进场，开工前进行技术和安全交底。靠近既有线施工时，按批准的施工防护方案先防护后施工。

(3)检查施工用机械、机具、材料全部到位，能否满足施工进度要求。 2.3施工布置 2.3.1施工布置方法

基坑靠近既有线一侧，在既有涵洞翼墙两侧沿线路方向各挖3根人工挖孔桩，桩径1.00m，依基坑开挖尺寸及既有路基高度，桩长必须深入既有路基基底4m以上。基坑其他方向根据实际地质情况放坡，若影响便道行车，适当减小坡率。

挖孔桩防护立面布置示意图 第 3 页 共 27 页

平面布置示意图

单侧挖孔桩布置图

2.3.2施工检算

(1)为保证安全，对防护桩水平承载力进行检算，根据《建筑施工计算手册》中“3.4.2桩为悬臂顶部无拉结的计算”，建立并简化计算模型如下：

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防护桩简算模型简化图 由于既有宁西铁路列车通行密度低，列车荷载影响范围小，且防护桩成排整体布置，故忽略列车荷载的影响；经统计接长涵地面以上高度均不超过5m，故桩顶至地面高度h以5m计，填土内摩擦角取φ=35，重度γ取18 kN/m3。

由朗肯土压力公式知： Kα=tan2（45°- φ/2）=0.27； Kp=tan2（45°+φ/2）=3.7 则

me5180.270.4mKp-Kg3.7-0.2718

l=h+u=5+0.4=5.4m E5.45180.2765.61kN/m2

2a=h=3.333

由公式

36Elxa0KpKg采取代入法求得x=3.24m

为保证安全，x值加大20%，桩需插入深度

tm1.20.41.23.244.29m

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则桩总长应为9.29m，本工程接长涵防护桩长度一律采用10m。

m2EKpKg265.611.458m3.70.2718

最大弯矩计算：

63.70.27181.458365.615.41.4583.33199.58kN/m6

MmaxElmaKpKg3m挖孔桩半径r＝500mm，截面积A＝785398mm2,混凝土采用C20，fc＝9.6N/mm2,配筋采用1020，fy=290N/mm2，As＝3141mm2，钢筋保护层60mm，则rs=440mm。

bfyAsfcA29031410.1219.6785398

受压区混凝土截面面积的圆心角（rad）与2的比值

a=1sinpa2(1.2b5+)1+3b2pa ，通过试算得a=0.36

纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值t＝1.25－2＝0.53

M3sinpasinpat2835kN/m199.6kN/mfcAsinpafyAss3pp

故抗弯能力满足要求。 (2)提升架检算

提升架采用φ20圆钢焊接而成，施工过程中承受的最大荷载为300Kg，则最大力为3KN。

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提升架剪力图

提升架内部应力图

提升架采用φ20圆钢，An=314mm2，[σ]=210N/mm2，由上图得出，最大内力为385N。

σ= N max/Amax=385/314 =1.23N/mm2<[σ]=210N/mm2

故采用φ20圆钢的提升架满足要求。 其余涵洞分别检算。

三、人工挖孔桩穿越流沙层施工方法探索

地下水是挖孔桩施工中最常见的问题之一，对挖孔桩施工的安全、质量和进度影响很大，给人工挖孔桩的施工带来了许多困难。含水层中的水在开挖过程中其平衡状态被破坏，使周围的静态水充入桩

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孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工。如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，发生桩身质量问题。如果遇到细沙、粉砂土层，在压力水的作用下，极易发生流砂和井漏现象，很大程度的增加了挖孔桩施工的难度，并且给孔下作业人员的人身安全造成了很大的威胁，所以，治砂应先止水。下面根据施工过程中的具体实例对人工挖孔桩遇流沙层的施工处理方法做进一步的探讨和总结。 3.1折减节段护壁高度法

为减小流沙层对人工挖孔桩施工过程的影响，能够尽快完成各节段护壁施工，决定将混凝土护壁高度由原来的1m折减为0.5m，挖土时的无支撑土壁高度就会减小，这样孔壁扰动土层高度相应减小，动水压力自然降低，流砂现象就会得到减轻；单节护壁进尺高度的具体取值，可根据当时流砂现象严重程度在0.5m～0.3m之间选择，流砂越严重，单节护壁高度就越小，本项目定为0.5m。缩小护壁高度的同时，混凝土护壁厚度可以比普通护壁厚度增加50mm，混凝土强度等级相应提高一个等级，在施工过程中用污水泵将孔内水抽干的同时人工下挖，挖至一定深度后及时安装护壁模板进行护壁浇筑，护壁模板采用组合式钢模板拼装而成，拆上节支下节，循环周转使用，模板用 U形卡连接，几块模板组成的钢圈顶紧。复合护壁模板直径、中心点位置偏差不大于 20mm，正交直径的差异不大于50 mm。护壁混凝土应尽快浇筑，在护壁用混凝土中掺入早强剂。宜当天挖完当天一次性灌注完成。振捣混凝土不宜用振捣棒 ，使用手锤敲击模板和用

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棍棒反复插捣来捣实混凝土。护壁模板一般可在 24h后拆除。

3.2护壁施工 (1)施工方法与流程

护壁的施工主要包括钢筋工程、模板工程及混凝土浇筑几个工序。开挖以0.5m为一个施工循环节点。

(2)钢筋工程

在施工现场进行现场绑扎，桩位挖土结束后进行桩壁清理，然后进行钢筋绑扎。

护壁钢筋纵向主筋采用Φ12mm螺纹钢，箍筋采用Φ8mm圆钢，钢筋使用前要进行调直，除锈处理。钢筋笼纵向主筋与螺旋箍筋连接采用绑扎连接。

(3)模板工程

护壁模板采用钢模板，拆上节、支下节重复周转使用。第一节砼

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护壁应高出地面20-30cm。以便挡水和定位。挖孔桩护壁是采用全护壁，C25砼护壁厚度0.15cm。护壁施工长度为每次0.5m，应根据具体桩长、土质、水量大小情况确定。护壁的钢筋数量、规格、护壁的厚度、强度等均严格按技术交底要求，并且每次灌注的护壁四周插实、以保证护壁的密实度和砼强度，防止护壁漏水，砼用现场拌制，用吊桶运输，人工浇筑。护壁混凝土施工中严格按试配进行配料施工，护壁混凝土砼要求密实早强，在浇筑过程中严禁用插入式振荡器振捣，以免影响模外的土体稳定及令模板位移。

(4)混凝土工程

1、采用C25混凝土加早强剂，在砼浇筑前要实施全面清理工作，除去浇筑面及模具上变硬的混凝土及油污杂物。

2、砼应连续对称浇筑，并要振捣密实，不留缝隙。 3、保证砼强度控制要点：

水泥及外加剂、骨料的质量、水灰比、配合比、搅拌浇筑方法、捣固程度、养护方法。在保证质量和坍落度的前提下，掺加减水剂，降低水灰比，提高砼抗压强度,为提高砼的硬化速度，便于施工加入早强剂。

经过实践，由于涌水量过大沙子过细，在污水泵将孔内水抽出的同时将孔底周边范围内沙子抽出，导致孔底周围出现空洞而深度基本不变，因此在涌水量过大砂粒细小的情况下此种方法不能有效隔砂。

3.3双模护壁法

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采用双层模护壁，在靠桩孔土壁侧也贴一层模板，护壁混凝土夹在两层模板中间。土壁一侧模板无法拆除，用2mm厚的竹编板裁割成330mm宽、600mm左右长的单块，每一节土层基本挖到250mm深时，将单块竹编板斜向插入孔周，然后扶正，用长约300mm直径6mm钢筋，紧贴竹编板一端100mm左右插入孔底未扰动土层150mm左右，将竹编板一端卡住；接着安装第二块竹编板：与第一块竹编板未卡钢筋一端搭接80mm～100mm，用钢筋采用同样的方法卡牢，直至围闭整圈。继续将泥沙下挖至一个护壁高度，用水泥编制袋、或谷草、烂衣裤填塞孔壁坍塌的孔洞，绑扎护壁钢筋、安装内圈模板浇筑护壁混凝土。如此反复直至穿过流砂土层。施工流程参见下面简图：

在上一节护壁完成后，由于涌水量大且砂粒细，很难向下挖出250mm砂层。首先，在下挖的过程中周边砂粒不断随水流流出积淀至

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孔底开挖面，导致开挖面不能向下推进。第二，随着挖砂的进行，孔底周围会出现空洞，挖沙愈多，空洞愈大，导致钢筋插入后不能有效地卡住竹编板，并且给后续护壁的施工造成了很不利影响。由此可见，双模护壁法施工不能有效解决人工挖孔桩穿越流沙层的难题。 3.4注浆法固砂止水

通过对以上施工过程的总结，为了有效解决砂粒流动性强的问题，采用了双液注浆法施工。由于项目工期压力大，为了使加固体尽快发挥作用加快施工进度，并有效控制加固范围，决定采用水泥和水玻璃双液加固方案。水泥水玻璃双液浆材具有两种浆材的优点，浆液的黏度较低可灌性较好，在水中可以迅速凝固，凝结时间可控制在几秒至几分钟内，结石率与结石强度均较高。针对本工程的具体情况，为防止浆液在水中流窜过远，并满足双液在孔口混合后能渗透至砂层的时间要求，将凝结时间定为1.5min。其中水泥浆采用P.O32.5MPA普通硅酸盐水泥，水灰比0.75:1。采用中性水玻璃，水与水玻璃的体积比为1:0.5。水玻璃浆与水泥浆的体积比可根据时间要求做细部调整。经试验确定，本工程的注浆压力控制在0.6-0.9MPa之间，根据现场的实际情况确定浆孔的布置。注浆施工时用人工将下部带尖头的花管打入地层至预定标高，用水冲洗进入管内的砂土，安装注浆内管及混合器，连接高压胶管，用两台注浆泵分别将水泥浆和水玻璃浆同时压入注浆管内进行注浆。用人工葫芦自下而上分段拔管注浆至规定注浆高度。注浆次序遵循先外围后中间、隔孔灌注、逐次加密的原则。

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经过实践，由于流沙层地下水量大，水压力不均衡，注浆后浆液即从上层砂层中大量的溢出，对注浆的效果有很大影响。为了消除这种不良影响，采取在上层砂层预先做一层具有一定厚度的混凝土层做封堵，但是在涌水量很大的情况下，很难做出有一定质量的混凝土封堵层，起不到封堵作用，且封堵后混凝土还要一定的时间等强。同时，由于浆液的渗透性强在周围流沙层结石的同时桩孔向下开挖的范围内砂层也被结石，在随后开挖时需要较大量的人工来破除结石部分，施工期限严重滞后，对工期相当紧迫的临近既有线挖孔桩施工来讲，开孔后太长时间不能完成浇筑可能会影响既有线行车安全，可操作性不强。双液注浆需要大量的水泥和水玻璃浆材，且要经过多次试验对技术水平要求较高，在随后的破除中又要耗费大量人工，经济效果亦不甚明显。 3.5打入钢护筒法

通过以上方法的尝试，都不能有效的止砂治水。通过总结,在人工挖孔桩穿越流沙层时，传统的护壁形式受到诸多限制而无法采用，为了保证孔下作业人员的人身安全，必须要采用一种有效的护壁措施。在此种情况下考虑了采用打入钢护筒的形式。首先在这种情况下，钢护筒是不能重复利用的，并且要用机械压力将钢护筒压入流沙层，护筒接头处做好搭接和止水，然后将护筒内砂掏出。但是，针对现场的具体情况，采用此种方法存在两个弊端。首先：将钢护筒打入流沙层时需要用机械压力打入，由于钢护筒壁较薄、深度较深、孔下作业场地狭隘、既有线边坡和路肩限制了各种机械设备的进场，致使在现

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场实际操作时很难有效的将钢护筒压入流沙层。其次：钢护筒的自重很有限，在打入流沙层后靠本身自重不可能随着掏砂的进行而逐步向下沉落，这就要求将钢护筒压入砂层时必须用外力不断下压钢护筒至设计桩底位置以下，才能在掏沙抽水的不断循环中直至设计孔深，否则要在下挖一定深度后向下压一次钢护筒，这将大大增加人工挖孔桩施工的机械投入，且容易将护筒壁压变形，影响钢筋笼的吊装安放，所以此种方法未能采用。

四、研究成果

4.1沉管法

流砂层范围内的桩孔下挖是挖孔桩施工控制的重难点。由于采用原设计现浇钢筋混凝土护壁进度相当缓慢或根本无法成孔，考虑在孔内施打钢护筒后降低孔内水位后下挖，但因场地狭小，施工机械无法操作，在这种情况下采用沉放预制混凝土管的方法，方能成功穿过流砂层。

4.2施工要点：

（1）孔口施工 ：由于孔口以下7m左右地层土质为黏土，自稳性较好，因此可在桩孔下挖至流沙层时开始沉放混凝土管。沉管均采用起吊设备，为防止孔口被井管碰坏，须注意开孔直径，为保证设计孔径的大小尺寸，考虑到井圈的壁厚(150mln)，开孔直径一般比设计直径大 350mm左右。

（2）混凝土管的沉放 ：根据现场的实际情况和混凝土管的市场调查，自孔口向下 7m左右可以按通常的施工方法进行护壁施工 ，

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每米一节护臂直至遇有粉细砂层。沉管可选用每节高度为2m的预制混凝土管，3节混凝土管一次性吊入桩孔内，这样做首先减少了此过程中施工机械的进出场次数，节约了成本：更重要的是，三节管一次性沉入时自重较大，在自重的作用下预制混凝土管底部能够更有效的沉入孔底以下未开挖的砂层中，一般情况下的可沉入深度为400mm～500mm，在下挖的过程中能够更好地起到隔砂和护壁作用，保证开挖过程中的施工安全。但须注意的是，要控制 7m左右孔底的平整度，以保证管放入后不发生倾斜；吊放管要特别小心，不能碰撞已施工好的混凝土护壁；井圈的垂直度要特别控制，这是能否保证混凝土管在桩孔内不发生倾斜的关键。

（3）流沙层的开挖施工：挖孔进入流沙层后，根据流沙层含水量的大小，将孔内水抽干后，作业人员应及时向下开挖，孔内开挖应采用分小段开挖的方式，一般0.3m～0.5m为一个施工段，每下挖一个施工段要用线锤校正桩孔中心以检查其垂直度。

（4）施工保证措施：为保证预制混凝土管沉放顺利，开挖直径一般比井圈外径大50mm，在这种情况下，首先在粉细砂层以上桩孔内侧与预制混凝土管外侧就会形成一定宽度的缝隙。另外，随着流沙层桩孔的开挖，孔底周围的部分粉细流砂会随着地下水从预制混凝土管的底部进入桩孔范围内，在孔底周围形成一定范围的空洞，在后续的混凝土浇筑过程中如不能把缝隙和空洞浇筑密实将在很大程度上影响挖孔桩的施工质量，如果在预制混凝土管外侧与桩孔内侧只有50mm缝隙的情况下，浇筑时混凝土由于粗集料的粒径较大，将不能

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有效的从该缝隙将孔底范围内的空洞填充密实。因此，为保证施工质量和在一定程度上节约施工成本，经合理安排，待挖孔桩桩孔开挖至设计桩底标高后用吊装设备将流沙层以上的预制混凝土管拔出，但需注意不能损坏桩孔，并检查地下水位以上孔壁的情况。预制混凝土管拔出后，管口外侧与孔底内侧的缝隙宽度在100mm左右为宜（最理想情况是，拔出后管顶部标高位于流砂层与黏土层的临界位置附近），根据现场实际情况确保施工安全为度，拔出后管口位于流砂层与黏土层的临界面以下一定深度造成管外侧与孔底内侧的缝隙宽度过大时，在随后的施工过程中可能会造成塌孔。所以在实际施工过程中可根据沉入预制混凝土管节数、管底部沉入砂层深度、在流沙层范围内的开挖深度来确定拔出井圈的方案。拔出的预制混凝土井圈还可用于接下来相同桩径的其他桩孔的施工。

（5）钢筋笼的加工及安放

钢筋笼制作可在钢筋加工场内或在现场按照技术交底制作。钢筋焊接严格按照技术交底施工，确保钢筋的型号、位置、数量正确，然后焊接钢筋。钢筋的交叉点应用铁丝绑扎结实，必要时，也可用点焊焊牢。箍筋的末端应向内弯曲，箍筋转角与钢筋的交接点均应绑扎牢固。箍筋的接头纵向方向交叉布置。绑扎用的铁丝要向里弯，不得伸向保护层内。

钢筋笼焊接，主筋采取单面搭接焊，焊缝长度不小于10d。主筋间距偏差为±0.5d，箍筋间距偏差为±20mm，加强筋间距偏差为±20mm。桩径不得小于设计桩径且不得大于设计桩径50mm。钢筋骨架

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直径偏差为±20mm，钢筋骨架垂直度偏差为1%，钢筋笼长度偏差为±100mm。同一截面的钢筋搭接率不超过50%。

桩身钢筋主筋为Φ20的螺纹钢，箍筋采用Φ10mm钢筋。钢筋笼加工绑扎成型，桩孔已作封底处理合格后，将钢筋笼放入孔内。纵向钢筋长度不够的钢筋或为方便绑扎而切断的钢筋，均需接长，接头应在结构应力小的部位，交错布置，错开长度符合设计要求，纵向钢筋连接采用搭接焊连接，搭接长度满足规范要求。

钢筋放入孔桩时必须专人指挥，现场防护人员及时和驻站联络人员联系确认后，开始下笼，严防侵入营业线限界。

（6）混凝土浇筑：混凝土浇筑前应制定合理的浇筑顺序，遵循先浅后深的原则。以较深的桩孔做临时集水井来降低浇筑桩孔的地下水位。在开挖至设计标高以后，一定要及时的进行桩身混凝土的浇筑，成孔后未及时进行桩身混凝土的浇筑可能出现以下不良后果。第一，在成孔后的放置过程中，在桩孔外土体和流沙层竖向压力的作用下，粉细流砂随地下水自混凝土管底部沿井圈向上涌起，导致孔底标高上升，桩孔深度不够。第二，由于流沙层开挖过程中孔底周边存在一定范围的脱空，放置时间过长时，在地下水作用下可能会发生孔底坍塌现象。在浇筑混凝土过程中，要有振捣器分层振捣，每段分层厚度不超过2m。特别在浇筑至预制混凝土井圈的顶部位置时，继续浇筑的混凝土在一定时间内会顺井圈外侧与桩孔内侧之间的孔隙对孔底空洞的部分进行充填，直至填满空洞后混凝土面不在沉落为止，应加强此部位混凝土的振捣，以使混凝土能够将孔底的空洞填充密实。为便

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于混凝土有效的充填孔底的空洞部分，要求混凝土的塌落度不能太小，塌落度为180mm左右为宜，此阶段浇筑完成后即可正常进行桩身混凝土的浇筑。混凝土浇筑12 小时后应覆盖草袋，并湿水养护，养护时间不小于7 天。为了提高砼的硬化速度，不影响既有涵洞翼墙及梯形盖板拆除施工，桩身砼要加早强剂。

（7）浇筑前及浇筑过程中对桩孔内水的处理：由于本项目的地下水位较浅，在成孔之后放置过程中孔内水位深度通常在2m以上，在采用漏斗或串桶进行混凝土浇筑前如果不能将孔内水排除，将造成混凝土的严重离析大大影响桩身混凝土的浇筑质量，所以在桩身混凝土入孔前应先将孔内的水排除。第一，当地下涌水较大且孔内水排除后回水较快时，可选择在钢筋笼吊装入孔后再用污水泵将水抽出，为加快孔内水的拍出，必要时可用多个污水泵同时抽水，孔内水抽除完成后将污水泵提出孔口立即进行混凝土的浇筑。第二，当地下水量不大，将水抽出后一定时间水位才有明显上升的桩孔内，水的抽出可选择在钢筋笼入孔前或入孔后的合理时间均可。

地下涌水较大且孔内水排除后回水较快，桩孔内水很难抽干时，可采取浇筑水下混凝土的方法，用垂直导管法浇筑桩身混凝土。混凝土用导管浇筑，在重力的作用下混凝土从导管的下口排出。导管采用200-300mm直径的钢管，浇筑过程中导管下口应始终埋在混凝土面以下1.5米左右，浇筑过程中应避免导管的横向移动，只有首批下落的混凝土直接与水接触,保证混凝土的浇筑质量。

（8）通过对人工挖孔桩穿越流沙层时的施工方法和过程的探索

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的总结，采用沉放预制混凝土管下挖法施工，能够有效的解决流沙层中挖孔桩护壁难做、砂层难挖的难题，并且有足够的强度和刚度，能够确保证孔下作业人员的人身安全。 4.3劳动力组织情况

(1) 施工前对全体管理、施工人员进行岗前培训，培训内容包括：既有线安全施工常识、安全作业常识培训等培训工作，对特殊工种还需要进行特殊培训，比如钢筋工，架子工等，必须培训合格拿到合格证后方可上岗。

(2)架子队安排经过安全培训，并取得郑州局局营业线施工上岗证的施工人员，根据涵洞接长实际工作量，合理安排技术人员、安全员、质检员、防护人员、测量工的数量。

(3)劳力组织

一座接长框架涵安排一个施工工班，施工人员安排：技术员1人，安全员2人，测量员2人，质检员1人，试验员2人，混凝土工8人，模板支架工6人，钢筋工14人，驻站联络员2人，工地防护员3人，其他10人。

(4) 施工人员及机械设备

1、根据工程的工期情况及挖孔桩的作业特点，采取三班连续作业，每班操作人员分配按井内挖土（包括护壁、支撑、支模、灌注砼）、井上吊土，运土、卸土和安全防护员，暂定每班组6人，具体人员数量根据现场情况确定。

2、主要施工机械设备

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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

机械名称 吊车 砼搅拌机 电焊机 空压机 风镐 潜水泵 卷扬机 插入式振动棒 钢筋切断机 钢筋弯曲机 钢筋调直机 单位 台 台 台 台 把 台 台 台 台 台 台 型号 QY25V532 JS350 HBT80C BX1-500 KJ-75 G10 ZX50 GQ50 GW50BH WSL650 数量 1 3 12 18 60 30 20 30 3 3 2 备注 中25吨 联重工 永350 泰建机 上500W 海申工 5.5K开W 山 开 山 1.5K W 功率 3KW 4KW 18KW 50棒 五、施工安全控制 5.1现场安全管理措施

经常进行安全教育，制定相应安全措施，做好人工挖孔桩施工安全技术交底，对各种安全人员和新工人进行安全生产基本知识教育，对容易发生事故的工序施工，进行安全操作训练，考核确认掌握安全操作技术要领后方能作业。

5.2人工挖孔桩安全技术要求及施工安全措施

(1)挖出的土方必须及时运走，井孔口周边1m范围内，禁止堆放土石方，且堆土高度不应大于0.8m。

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(2)井孔周边必须设置安全防护围栏，高度不低于1.2m，围栏须采用钢筋牢固焊制，正在开挖的桩孔停止作业或已挖好的成孔，必须设置牢固的盖孔板，非工作人员禁止入内。

(3)施工人员必须带戴安全帽,穿绝缘胶鞋,孔内有人时,孔上必须有人监督防护;井孔周边作业人、监护人员，必须戴安全帽，严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业。

(4)孔深挖至超过挖孔人身高时，在桩孔口或孔内装设靠周壁略低的半圆防护板（网），并随着孔深增加而往作业面下引，吊渣桶上下时，孔下作业人员应避于护板（网）下。

(5)井孔内必须设置应急时使用的安全绳和软爬梯。

(6)井内人员必须乘专用吊笼上下，不得乘坐吊桶或脚踩护壁上下井孔。

(7)井孔内外设置对讲机或低压电铃，便于上下联系，确保通讯畅通。

(8)桩孔必须每挖深0.4m~0.9m左右做一层护壁，严禁只挖不护壁。

(10)井底照明须用低压电源，防水带罩的安全灯具或安全矿灯。 (11)当孔深大于5m以上时，应向孔下通风，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体危害。操作时上下人员轮换作业，桩孔上人员密切注意观察桩孔下人员情况，预防安全事故发生。

(12)当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出，地下渗水量较大时，吊桶满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用高扬程水泵抽

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水。作业人员必须离开井孔，严禁人机同坑作业。随时观察井壁变化，遇到险情，全部人员应立即撤离井孔。

(13)施工现场电源线路，必须按“三相五线”制，TV-S系统要求布置，并按“三级配电”“二级漏电分级”分段保护。

(14)各孔井用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。必须一机一闸一漏一箱进行敷设。

(15)孔上电线、电缆必须架空。

(16)电箱一律采用铁质电箱，电箱应有严密的防雨措施，安装位 置合适，安装牢固，进出线整齐，拉线牢固，熔丝不得用金属代替，箱内不得放其它物品。

(17)现场电源线路及电气设备，由持证电工负责安装维护，经验收合格后，方准投入使用。

(18)施工现场所有设备和机具必须做好保护接零。 (19)所有机械设备的传动部位，必须装设防护罩。

(20)垂直起重设备必须经常性检修维护，保证机件能够运转正常，操作灵活，按钮开关、减速器、钢丝绳、绳卡、吊钩、吊桶、吊笼等，不得带病作业。

(21)垂直起重设备支架应牢固，应能承受一定的冲击力不至翻倒，垂直起重设备必须经检验合格后，方可投入使用。

(22)孔桩开挖应交叉进行，正在开挖或已成孔而尚未浇灌砼的桩孔其10米半径范围内不得同时开挖其它桩孔。

(23)为了预防有害气体中毒和孔井内缺氧，每天作业前必须先检

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测或放鸟等方法测试，如不符合要求应先通风充氧，符合要求方准作业。

六、施工质量控制 6.1工程质量管理措施

(1)、实行全面质量管理，对关键项目、薄弱环节和新的施工技术组织技术攻关、质量攻关和工艺改进活动，采用科学的管理办法和必要的管理措施，实行质量预控，提高工程质量。

(2)、落实制度，建立健全岗位责任制，开展各项质量竞赛活动，增强职工的质量意识，使职工具备严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失的工作态度，把工程质量隐患消灭在形成的过程之中。

(3)、建立设计图纸审核制度，熟悉和掌握图纸的内容和要求，协调解决各协作工序之间的矛盾，发现图纸中的不当之处，及时与监理和设计单位进行洽商和更正。

(4)、坚持技术交底制度，即施工前由项目经理部技术负责人对全体施工人员进行技术交底工作，贯彻项目法人的要求和设计意图，对施工技术要求、质量标准、施工方案等进行详细说明，使施工人员做到心中有数。

(5)、坚持质量三级检查制度，做到上道工序没检查，不得进行下道工序施工。

(6)、定期向项目法人、监理工程师通报质量情况，提供质量检查结果和有关记录，积极配合项目法人，监理工程师组织的各项检查和验收工作，施工检查及评定记录，必须有项目法人代表签字，隐蔽

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工程、关键工序邀请项目法人、监理工程师到场接受监督和检查。

(7)、前后衔接的分项工程，在前项工程结束后，经监理工程师签字后方可进入下一分项工程施工，并提交相关资料和原始施工记录。

(8)、施工中与项目法人、设计代表、监理工程师密切配合，互相协作，沟通思想，共同协商，解决实际疑难问题，共同把好质量关。

(9)、对施工过程进行严格控制，基础工程作为隐蔽工程，专职质检员应深入现场严把质量关。对投入工程的原材料、成孔质量、钢筋制安、砼质量及浇筑进行重点控制。 6.2工程质量控制流程

(1)桩基定位：桩位轴线采取在地面设十字控制网，基准点。安装提升设备时，使吊桶的钢丝绳中心与桩孔中心线一致，以作挖土时粗略控制中心线用。护壁支模中心线控制，系将桩控制轴线、高程引到第一节混凝土护壁上，每节以十字线对中，吊大线锤作控制用，用尺杆找圆周，以基准点测量孔深，以保证桩位、孔深和截面尺寸正确。

(2)垂直偏差：由于开挖过程未按要求每节核验垂直度，致使挖完以后垂直超偏。每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁圆弧保持上下顺直。

(3)孔壁坍塌：因桩位土质不好，或地下水渗出而使孔壁坍塌。开挖前应掌握现场土质情况，错开桩位开挖，缩短每节高度，随时观察土体松动情况，必要时可在坍孔处用砌砖，钢板桩、木板桩封堵；操作进程要紧凑，不留间隔空隙，避免塌孔。

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(4)孔底残留虚土；成孔、修边以后有较多虚土、碎砖，未认真清除。在放钢筋笼前后均应认真检查孔底，清除虚土杂物。必要时用水泥砂浆或混凝土封底。

(5)孔底出现积水：当地下水渗出较快或雨水流入，抽排水不及时，就会出现积水。开挖过程中孔底要挖集水坑，及时下泵抽水。如有少量积水，浇筑混凝土时可在首盘采用半干硬性的，大量积水一时又排除困难的情况下，则应用导管水下浇筑混凝土的方法，确保施工质量。

(6)桩身混凝土质量：有缩颈、空洞、夹土等现象。在浇筑混凝土前一定要做好操作技术交底，坚持分层浇筑、分层振捣、连续作业。必要时用铁管、竹杆、钢筋钎人工辅助插捣，以补充机械振捣的不足。

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