人工挖孔桩抓斗出渣施工工法.docx

1、人工挖孔桩抓斗出渣施工工法人工挖孔桩抓斗出渣施工工法1 前言出于安全考虑， 桥梁桩基础施工特别是 20 米以上的深孔桩基础， 多采用机械 成孔。但在山区等特殊地形的桥梁桩基施工中，由于地形及地质条件的限制，采 用机械成孔存在较大的困难，人工挖孔仍是其主要的施工方式。然而人工挖孔存 在其固有的弊端： （1）作业效率特别是出渣效率低下， 传统工艺平均每次的出渣 量小于 0.1m,3.5 米桩径的桩基础平均进尺一米的出渣时间长达 12 小时，且作 业效率随着桩长的增加而降低， 容易导致工期延误； （2） 施工安全风险大， 已有 数据资料表明，因桩基础施工造成的安全事故起数占施工总事故起数的 5060

2、%。 虽然近几年机械成孔的数量增多以及防护设置的增强使得事故率有所降低，但在 整个事故案例中仍占很大比重，人工挖孔成桩的施工安全依然是桥梁施工安全管 理的重点。由于地形条件的限制，人工挖孔仍将长期存在，如何提高成孔效率、降低作业风险是目前亟待解决的问题。我公司结合贵州省息烽至黔西高速公路总承包 TJ-4 合同段，在总结传统人工 挖孔桩出渣工艺的基础上，采用抓斗出渣施工，克服了传统人工出渣存在的一系 列问题。抓斗出渣依靠先进的半自动化控制技术，利用斗瓣的闭合与开启实现渣 石的抓取和开卸，突破传统工艺的困境，减少了人工出渣带来的种种不利影响。 采用抓斗出渣后，能大幅度提高出渣效率，降低施工成本，加

3、快施工进度、降低安全风险。2 工法特点（1） 装卸过程机械化， 大大降低劳动强度。抓斗结构简单， 操作方便， 桩渣 的清除和装卸全部通过机械控制完成，避免了工人的繁重劳动，且抓斗能在各种恶劣环境下长时间连续工作。（2） 提高生产效率， 减少场地需求。抓斗的斗瓣配有液压系统， 能够抓取大块径的石块，无需进行二次破解，且斗容量大，极大的提高了出渣效率，是传统1人工出渣效率的数十倍。渣石可从抓斗内开卸至地面或者装运渣石的机械设备内，如装载机、 自卸车等，缩短了装卸作业时间，减少了现场堆土场地需求。（3）减少辅助工人，降低人工成本。抓斗的抓取和开卸通过线控或遥控控制， 只需一名操作人员就能完成孔桩出渣

4、作业，无需辅助人员协助，节省了大量的人工，减少了施工成本，且大大提高了装卸效率。（4）节省时间成本，降低安全风险。爆破完成后即可进行出渣作业，无需等 待机械通风排除有害气体，提前了出渣时间。操作人员无需进入孔内，在孔外即可完成出渣作业，有力保证了施工安全。3 适用范围本工法适用于公路桥梁工程、铁路工程、市政工程及其他土建工程中的人工挖孔桩及竖井施工。4 工艺原理人工挖孔桩抓斗出渣施工是在孔内爆破完成后，利用斗容量大的液压抓斗， 配合桥式或门式起重机，进而进行桩渣的抓取和开卸。抓斗由斗瓣、机架、液压 系统、提升油缸等部分组成。工作开始时，将抓斗起吊在在适当的位置上，然后 下放抓斗，接近孔底时控制

5、抓斗瓣张开并落在要抓取的渣石上面，再控制抓斗闭 合以完成抓取渣石的过程，接着提升抓斗，经起重机移动到所需卸料场地上或装 运渣石的机械设备内，最后回位进入下一循环，不断将渣石抓至孔外，完成桩孔出渣施工。5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程准备工作利用起吊设备将抓斗吊起至适当高度水平行走至孔口上方2张开抓斗下放至孔内渣石位置闭合抓斗抓取渣石，垂直起吊至孔口上方适当位置水平行走抓斗至弃渣位置张开抓斗，放下渣石至运输机械或弃渣场回位进入下一循环图 1 抓斗出渣施工工艺流程图5.2 抓斗出渣施工操作要点（1）准备工作首次启动抓斗时必须先进行抓斗空载试运行，开闭斗体数次，检查各部件是否紧固并无松

6、动。在抓取物料之前，所有的润滑点都必须加足润滑油。（2）抓斗就位铲渣孔桩爆破后，由起吊设备（如龙门吊、汽车吊、履带吊等）将抓斗吊至孔桩 位置下放抓斗（如图 2 所示）。接近孔底时控制抓斗瓣张开，继续下降直至抓斗 完全作用于孔桩渣石上，起吊设备起重绳不受力时控制抓斗闭合，在抓斗闭合过程中将渣石抓于斗内（如图 3）。当抓取的渣石妨碍抓斗闭合时，可在抓斗闭合的同时适当将其提升。为能达 到最大斗容量及避免抓斗受损，抓斗应缓慢下放，绝不能将抓斗高速下降与抓取渣石猛烈撞击。3图 2 抓斗张开下放孔内图 3 抓斗闭合抓料（3）抓斗提升抓斗完全闭合后起吊设备垂直起吊将抓斗吊出孔口一定高度（如图 4、图 5）4

7、图 4 抓斗抓料后孔内起吊上升图 5 抓斗抓渣石后从孔内起吊至孔口（4）抓斗卸料起吊设备水平行走将抓斗吊至弃渣位置上方，控制抓斗瓣张开，渣石从抓斗 内下落至卸料场或者装运渣石的机械设备内，如装载机、 自卸车等，完成一个循环（如图 6、7 所示）。5图 6 抓斗起吊出孔口后水平行走图 7 抓斗卸料（4）回位进入下一循环：将抓斗起吊至孔内继续进行下一循环，不断将渣石 抓至孔外，完成孔桩出渣工作。当抓斗停止工作时，应保证抓斗处于闭合状态。 本施工工法代替人工在孔内挖渣倒入吊桶内，然后起吊渣石桶至孔外倾倒的传统工艺。5.3 主要人员配备与劳动力组织表表 1 主要人员配备与劳动力组织表施工工艺人数抓斗操

8、作人员1合计166 材料与设备6.1 主要施工机械设备表 2 主要施工机械设备一览表序号机械设备名称型号数量备注1抓斗1实际情况选定型号2龙门吊或其他起吊设备1实际情况选定型号7 质量控制7.1 工程质量控制标准质量控制标准按照表 3 提及的规范进行控制。表 3 施工采用的规范标准标准号名称JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范JTG F80-2004公路工程质量检验评定标准JTG B01-2014公路工程技术标准7.2 抓斗出渣施工质量控制措施建立质量保证体系，落实质量责任制，做好施工前的施工技术与安全交底，进行抓斗操作及保养的培训，定期检查保养，确保工程施工质量。8 安全措施（1

9、）加强对管理人员及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全意识。（2）为了防止抓斗提升时发生意外，操作维修人员必须根据安全规程采取充分的防护措施以防止抓斗落下或其他危险情况发生。（3）抓斗操作时，场区内禁止人员进入。（4）定期或不定期检查钢丝绳，发现断丝等异常情况，及时更换，防止发生事故。（5）对抓斗的线路系统、斗瓣等进行定期保养；使用过程中发现异常情况及时停止作业，待检查消除异常情况后方可作业；7（6）按常规人工挖孔桩的安全技术要求对孔口进行防护，锁口高出地面 30cm，防止雨水汇入孔内，终孔未浇筑混凝土的孔桩应及时进行孔口覆盖；对孔桩爆破、人员上下等作业等遵循相关安全技术规程。9 环保措施采

10、用人工挖孔桩抓斗出渣的施工，将施工对环境污染和破坏降到最低，但仍需做好以下几个方面上的环保工作：（1）成立以项目经理为组长的环境保护领导小组，贯彻执行环境保护法规及 国家、地方政府对保护环境、水土保持的方针、政策。结合工程实际情况，制定严格的环境保护方案，严格按照批准文件实施。（2）施工中产生的废水、废浆、废渣、废油等按照地方有关部门的规定，运输到指定地点处理，不得随意乱倒废水、渣石不得直接倒入河流，污染河道。（3）施工场所应少占耕地。施工便道尽量避开农村、驻地，生产安排应考虑 施工与自然环境的统一。生产及生活污水统一安排排放，设置沉淀池，不排入河道、耕地，避免污染自然水源。（4）保护植被，不

11、得随意破坏，已破坏的及时恢复。10 资源节约（1）通过技术创新，推广引进新型施工机械设备，提高工程技术水平的同时节约了大量的人力资源，提高了生产效率，保证工程质量和施工进度。（2）采用技术先进、经济合理的施工设备，在提高技术先进化、智能化的同时，推动了标准化、精细化管理的进程，节约成本。（3）改变了过去人工出渣的落后工艺，为作业人员提供安全的施工环境，同时减少了污染，保护了生态环境。（4）由机械化代替传统工艺中的各道工序，降低了劳动强度，提高了施工效率。11 效益分析（1）技术效益现场实时操控抓斗，并根据现场情况，随时进行施工，远程操作，简单方便，克服了人工操作工艺中不能解决的多项技术难题，集

12、挖装吊运为一体，流水线作8业。（2）经济效益设备一次性投入可使用 10 年以上，相对于传统人工出渣，抓斗一次安装即可 实现全程高效率出渣，工效可提高 10 倍以上，人工节省 90 %。按每立方节约 100 元的出渣费用计算，六广河特大桥主墩孔桩 6780 m3 渣石节约 61.33 万元人工出 渣费用，同时极大的减少了小型机具的使用及损耗，全面推广产生的经济效益难以估量。表 4 经济效益分析表序号项目单位数量单价（元）备注1方案一：人工出渣m31100市场价2方案二：抓斗出渣m319.553=1-2成本节约90.454=3/1节约效率（%）90.45说明：1、本分析针对六广河大桥群桩基础，在不

13、是群桩基础时，效率有所降低。2、抓斗一次投入 10 万元，而传统的出渣需要在该桥中投入小型起吊设备 15 万元，因此 在本分析中设备购置费用未予考虑；3、人工出渣按照市场原则定价；4、抓斗每次出渣时间 15 分钟，每个小时 4 次，每天工作 8 小时，每天累计出渣 32 次， 单次的出渣量为 1.5m , 每天出渣量为 32*1.5=48m3,每月出渣=48*30=1440m3,考虑设备的正常使 用率 0.8，每月出渣量为 1440*0.8=1152m3,每方渣石出渣费=11000/1152=9.55 元（3）社会效益挖孔桩及竖井采用抓斗出渣施工，工人在孔内的作业时间大幅减少，施工作 业人员的人身安全得到保障，降低了安全风险，避免了出渣作业安全事故的发生。 通过自动化、智能化手段来控制抓斗机械出渣，改变了传统人工出渣的方式，实现了施工工艺的提升，具有很好的社会效益。12 应用案列该工法在贵州省息烽至黔西高速公路第 TJ-4 合同段六广河特大桥人工挖孔 桩中成功应用。六广河特大桥主墩基础由 15 根 3.5m 直径的群桩基础组成，孔桩横桥向 5 根，间距 7.5m，纵桥向 3 根，间距 7m。根据现场实际情况，纵桥向孔桩9