特大桥岩溶桩基施工方案.doc

顺安河特大桥岩溶桩基施工方案一、工程概况顺安河特大桥共有桩基1331根，其中直径1m桩基1076根、直径1.25m桩基179根、直径1.5m桩基76根。依据地质资料显示穿过溶洞的桩基共有33个承台下的313根桩基。二、溶洞分类为了根据溶洞的发育规模而在钻孔时采取相应的应对措施,需对溶洞做判断和分类,溶洞类型按下表所示的方法进行判断和分类：溶洞分类类 别溶洞特征充填物情况小型溶洞单层洞高小于2m,全充填水或半漏水小型溶槽、溶沟、小裂隙等粉砂、硬塑或软塑状黏土一般溶洞洞高小于2m的半充填溶洞或25m的全充填溶洞,二层以下串珠状溶洞粉砂、硬塑或软塑状黏土大型溶洞二层以上串珠状有充填溶洞；5m以上全充填溶洞粉砂、硬塑或软塑状黏土特大型溶洞大型溶洞,多层串珠状已充填或充填物差的溶洞；洞的规模覆盖到相邻桩位或更大无充填或充填物为流塑状三、岩深桩基施工方案1、小型溶洞的处理对于小型溶洞，采用抛填片石 、黏土互层(或碎石黏土团)反复用重锤小冲程钻进方式，进行桩孔的填塞和桩壁挤密。对于较小的密闭溶洞，钻孔中也可不需要进行处理，直接灌注水下混凝土充填。采用抛填片石、黏土互层处理小溶洞方案时，钻孔桩开钻转入正常成孔前，泥浆应尽可能地保持高密度和强黏性，不需要泥浆循环。该工艺建立在添加片石(或碎石)强度相当于冲击部位岩石强度的条件下。2、一般溶洞及大型溶洞的处理（1）、超前注浆预处理对于全充填或半充填的一般溶洞,普遍存在漏水或半漏水现象,为防止钻孔时泥浆突然流失,通常在钻孔前需进行注浆处理。在地质核查超前钻孔过程中,每遇到漏浆溶洞或裂隙，立即进行注浆处理。并用纯浆液的流动性,在压力作用下,充满空洞及裂隙。利用注浆泵进行注浆,控制注浆量;当注浆量达到设计量或顶部返浆后,上拔注浆钻杆，直至注浆结束后,清洗注浆设备,防止残留浆液凝固,堵塞钻杆。注浆主要技术参数注浆流量: 810 L /m in浆液配比(质量比) :水泥 水= 0.18(0.16)1多层溶洞应从下层向上层进行。由于注浆压力与强度、初始应力、孔深、位置及注浆次序等因素有关而这些因素又难以确定。注浆深度不同,其注浆需要的压力就不同,一般注浆压力较注浆孔底水压大0.10.2MPa为宜。孔底的水压可根据水位高程与孔底高程计算出地下水的压力,再确定注浆压力。在注浆过程中根据具体情况再作适当的调整。注浆速度810L/min,渗透最小半径保证大于桩半径以上。注浆结束标准在规定的注浆压力下,注浆压力持续在0.2MPa不变孔段吸浆量小于0.6L /min,单孔注浆量达到平均注浆量1.52.0倍,且进浆量明显减少时,延续30m in即可结束注浆。为了保证注浆压力或注浆过程的连续性加压注浆前采取必要的封孔措施。钻孔桩开钻时间的确定已注浆地层必须待浆体达到一定强度后才能钻孔，否则注浆加固会失去效果。根据经验浆体的强度一般在7d后可以达到设计强度的80%。（2）、间歇式注浆预处理对于大型溶洞,为防止注浆时浆液流失造成浪费,通常采用间歇式注浆处理,间歇时间 6 h时，使得先注入的浆液与砂(或碎石)初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定最小注浆量和注浆压力控制值为止 。间歇式注浆是针对较大的空洞或地下水流动的地层,为防止浆液流失造成不必要的浪费而采用的一种工艺。由于钻孔桩桩径小,注浆加固范围只需到达桩壁以外12 m即可。由于间歇式注浆的施工周期较长,一定程度上影响了施工进度。（3）、冲击钻孔过程中溶洞的处理从实际情况考虑，制订先易后难的总体施工原则，即把岩面情况较平、无溶洞或只有单只小溶洞的先施工成孔，等基本摸清溶洞地质施工规律掌握溶洞处理措施后，再解决那些大溶洞。技术人员及钻机机组人员充分掌握地质资料情况。每个孔位的地质柱状图都单独列出，发给有关人员，让他们知道溶洞的位置、大小、充填情况。钻至离溶洞顶部 1 米左右时，准备足够的小片石或狗头石（直径 1020cm）和粘土，粘土要做成泥球（1520cm大小）。对于半充填和无充填物的溶洞要组织足够的水源。钻至离溶洞顶部 1 米左右时，在 11.5 米范围内变换冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻。对于空溶洞或半充填的溶洞，在击穿洞顶之前，要有专人密切注意护筒内泥浆面的变化，一量泥浆面下降，应迅速补水，然后根据溶洞的大小按 1：1 的比例回填粘土和片石、整包水泥后冲挤压密实，只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。遇到特大型空溶洞或半充填的溶洞时，先在孔口附近准备好足够的块石、粘土、水泥。在洞顶打穿时，一旦发现漏浆，要迅速填堵，防止塌孔。一般溶洞洞顶击穿后，桩孔中泥浆会很快下降，此时要用铲车及时将准备好的块石、粘土、水泥按适当的比例抛入，直至孔中的泥浆停止下降，并慢慢上升，此时可用冲锤进行适当挤压，反复抛块石、粘土、水泥，直至把桩基两侧的溶洞都填满或堵死为止，最后补充满泥浆再重新成孔，溶洞较大的等 12 天后再重新冲孔成桩。对于溶洞内填充物为软弱粘性土或淤泥的溶洞，进入溶洞后也应向孔内投入粘土、片石混合物（比例 1：1），冲砸固壁。钻头穿越溶洞时要密切注意大绳的情况，以便判断是否歪钻。若歪钻应按 1：1 的比例回填粘土和片石至弯孔处0.5 米以上，重新冲砸。（4）、裂隙漏浆的处理裂隙对钻孔桩施工造成的主要危害是漏浆。由于护筒埋深浅（最初入土深度 3 米左右，处于土质地层中），漏浆极易引起孔壁坍塌。主要处理措施为：入岩前，准备充足的水源和一至二台水泵。准备足够的粘土，并将粘土做成泥球，直径 1520cm。准备一定数量的小片石或狗头石，直径 1020cm。 密切注意护筒内泥浆面的变化情况，当泥浆面迅速下降时，证明在漏浆，首先要赶快补水，然后将泥球往下投，如此即可将漏浆堵住，之后，将粘土和片石按大约 1：1 的比例往下投约 2 米，再重新开钻，这样砸碎的片石和大颗粒土可将裂隙填充一定的距离（阻碍裂隙宽度变化），即可钻进一定深度而不漏浆。当再次漏浆时，仍按上述方法处理，即可逐步钻至设计孔底标高。3、特大型溶洞的处理特大型溶洞发育规模大、溶洞内充填物性能差、地下水丰富,为避免溶洞顶板被击穿后泥浆突然流失而导致塌孔或地面大面积塌陷,原则上要求采用护筒跟进工艺,以确保施工安全和顺利成桩 对于溶洞较发育的跨既有线桩基,为保证既有线的路基稳定和行车安全,也可考虑采用护筒跟进工艺 。（1）、护筒跟进施工工艺护筒跟进施工工艺流程为:预埋钢护筒 钻孔 下沉辅助护筒 振动护筒穿越溶洞 钻至下层溶洞顶注浆 钻进至基岩 。对于单层特大型溶洞,只需下1层钢护筒即可,多层特大型溶洞,根据具体情况打入23层护筒 。第1层护筒就位后,采用水下混凝土对护筒底封闭,避免冲孔时漏浆 。下第2层护筒时,应在护筒外侧焊耳筋以起到导向作用,防止偏位 。第2次护筒长度为孔口至层溶洞底板的深度 。第2层护筒在第1个溶洞顶板击穿后再下,必须保证就位到第1个溶洞底板处 。钢护筒采用振动锤下沉就位,振动锤功率根据护筒大小、打入深度及地层情况计算确定 。一般入土深15 m以内时,可采用65kW振动锤;大于15 m采用90 kW振动锤为宜。振动下沉时应注意控制钢护筒的垂直度,可以通过调整夹口位置来调整。（2）、内、外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部间空隙的处理采用护筒跟进施工后,两层护筒之间必须做注浆充填加固处理,以保证桩基侧向抗力要求。一般方法是在内护筒底部及顶部100cm范围内回填砂、碎石,中部回填中砂,然后用高压喷射灌浆法施喷法)对回填体进行灌浆处理。灌浆后,内护筒上下两端空隙被砂、碎石及浆液冲填固结,固结强度要求30MPa,其抗渗系数可达107m/s。灌浆处理即可重新冲孔。施工中也可通过压注水泥浆来进行充填加固处理 。（3）、 护筒跟进施工控制对于特大型溶洞的处理,应遵循以确保施工安全为前提,增加地质超前钻探,摸清溶洞的发育规模是至关重要的。位于特大型溶洞地层中的钻孔桩,在钻进中极易发生塌孔、地面塌陷等事故,安全隐患极高。因此,钻进前,务必要摸清地下溶洞的发育情况,为护筒跟进作好充分准备,根据溶洞的埋深、产状、发育层数等确定护筒跟进深度、跟进层数。护筒跟进法在钻孔作业过程中,应准备好充足的抢险物资,以备不测。虽然护筒跟进工艺能确保岩面以上土体不坍塌,但在施工中,当护筒跟进到一定深度后,由于孔壁内外摩擦力作用,采用振动外向锤很难一次性到位,实际施工中,采取边钻孔边跟进的工艺。在这个过程中,因作业工人疏忽或没有勤测孔深,可能导致钻孔超出护筒跟进的深度,这样也极易造成塌孔,或者对于斜岩地层,护筒仅能对一个方向支护,斜岩下端的土层或砂层围护不到,钻进中也会产生漏浆而发生意外,因此,即使采用护筒跟进工艺,也要准备必要的抢险预案。四、施工中的质量控制钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全。对钻孔灌注桩的质量控制，