桥梁桩基特殊溶洞处理专项施工方案.doc
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广乐高速T19合同段桥梁桩基特殊溶洞处理专项施工方案
桩基特殊溶洞处理专项施工方案
一、编制依据
1、乐昌至广州高速公路T19标工程施工合同。
2、乐昌至广州高高速公路T19合同段工程施工招标文件。
3、国家及交通部现行桥涵施工技术规范及验收标准等。
4、乐昌至广州高速公路T19合同段施工图。
5、乐昌至广州高速公路T19合同段桩基地质补勘图。
6、我单位积累的成熟技术、施工工法以及从事同类工程的施工经验。
二、工程概况
拟建龚屋大桥起点桩号K153+527.2，终点桩号K153+632.8，全桥长105.6m。
本桥位于整体式路基段，全桥左、右幅桥分别按半幅路基宽16.75m设计，左、右幅净距1.0m。
上部结构采用（5×20）m预应力砼（后张）分体箱梁，先简支后桥面连续，桥面设置3.0％单向横坡；下部结构桥墩采用桩柱式墩、桥台采用桩柱式台，墩、台均采用钻孔灌注桩基础。
龚屋河东岸地形平坦地带，上覆土层为卵石土，厚度4.12～13.68m；岩溶较发育，溶洞高度6~22m;下伏基岩为石炭系下统石磴子组灰岩，含炭质条带较密，岩质较硬，岩体较完整。
该段为河流侵蚀地貌，上覆土层主要为第四系卵石土，卵石土不均匀，松散~稍密。
卵石多为亚圆形，粒径2-20cm，最大达50cm，母岩成分主要有砂岩、灰岩及少量砾岩。
卵石含量约占总量的50-75%；下伏基岩为石炭系灰岩，含炭质条带条纹较密，溶洞较发育。
三、施工前的准备
1、人员组织
项目部专门组织有关技术人员研究学习有关溶洞处理的措施，并且成立了溶洞处理应急小组。
施工现场派2名技术人员分两班在工地24小时轮流值班，发现问题及时上报处理。
项目部还组织桩基队钻机机长学习溶洞处理的知识，使他们对溶洞处理做到心中有数。
总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。
施工现场主要管理人员一览表
序号
姓名
职称
职务
联系方式
1
陈为
高工
项目经理
2
黄伟强
高工
总工
3
吴明海
工程师
质检部长
4
王涛
工程师
安全主管
3
王媛
工程师
桥梁工程师
4
朱中影
助理工程师
现场施工员
2、现场材料准备
回填片石不少于100m3，粘土不少于200m3，水泥20T，编织袋400条，钢护筒满足跟进长度。
3、机械配备
装载机50型一台，25T吊车一台，1m3挖掘机一台。
4、应急物资
备用泥浆（不少于200m3）。
四、溶洞的类型
根据施工合同，将本工程的溶洞处理分为普通溶洞处理和特殊溶洞处理两种情况。
特殊溶洞系指设计图纸上未提供地质钻孔资料或提供的地质钻孔资料显示单个溶洞高度（桩位处）大于8米（我标段为20米）。
五、特殊溶洞桩基施工方案：
针对本工程溶洞分布较广，施工技术难度较大，我项目部从严把质量关，确保工程进度，确保施工安全考虑，把桩基溶洞处理列为重中之重并按设计要求作相关施工监控。
专门组织所有技术人员讨论、研究方案并学习有关溶洞处理方面的知识。
根据本工程特殊溶洞的具体情况，确定采用钢护筒跟进与投放抛填物相结合的方案。
1、施工放样
场地平整后，测量人员测放桩位，并做好护桩。
2、埋置外钢护筒
采用不小于9mm钢板卷制，由人工开挖不小于钢护筒直径，深度不小于1/3护筒长度的圆孔后，再埋置护筒，并一边冲孔，一边接高护筒，并且将其压到或震动下沉至岩层顶面。
护筒下沉至硬土层或岩面后，其倾斜度小于1％。
3、井字架安装
采用40#工字钢，就地拼装焊接，并保持平整。
4、吊装桩机就位，挂锤对中。
5、冲锤选择
冲孔至溶洞底前采用桩径+0.5m加大锤，待至溶洞底后，孔内沉放内护筒，钻头改为满足成孔要求的钻头直径。
6、投放抛填物
溶洞内无充填或半充填，存在严重漏水,护筒内水头高度不能保持时，采用片石、粘土和整包水泥（按3m3：
1m3：
0．75t比例，顺序为袋装水泥、袋装粘土、片石）回填，如此反复多次回填片石、粘土和整包水泥，反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止。
粘土片石抛填施工时，钢护筒必须穿透砂砾及卵石层等透水层，座落在不透水的亚粘土层上或岩层顶，这样可以防止由于溶洞漏水，水头高度急剧下降而造成的坍孔。
严禁因为钢护筒短，没座在亚粘土层上或岩层顶，造成坍孔，导致钻头被埋在孔内,地面出现大面积塌陷等危险。
7、内护筒沉放
A:
内钢护筒选择内护筒长度和内径的确定：
护筒长度L=（h+H）m（h为地质超前钻确定的溶洞高度,H为溶洞顶到地面加30cm的高度）；内护筒直径大于桩直径30cm。
钢护筒孔径要准确，连接要顺直，用卷板机成型。
钢护筒要有一定的刚度，钢板厚为9mm为宜。
B：
内护筒的沉放冲击穿过溶洞顶部后要及时投放抛填物填充溶洞，待溶洞基本充实后，反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明成孔较圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机（或桩机自身起重设备）把内护筒放入外护筒内沉至孔底，必要时用振动锤下沉。
如果冲击钻在坚硬的岩石中的扩孔系数较小，不能满足护筒下沉要求的，回填并加大钻头直径二次冲孔，以保证钢护筒顺利下沉。
为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔要竖直，无歪斜、缩颈。
8、注浆及回填砂
由于内护筒沉放后，内外护筒之间有空隙、溶洞处理回填物与护筒壁包裹不密实，容易造成内护筒走位，将直接影响成桩中心位置偏位，故须对内护筒外侧进行回填砂并注浆密实。
内外护筒之间：
采用回填砂填充。
内护筒沉放完成后，安插注浆管，再回填砂进行充实。
溶洞处理段：
由于回填砂不能完全密实溶洞处理段，故须对该段采用注水泥浆密实。
水泥浆现场搅制，并通过压浆设备由注浆管压注至内护筒外侧溶洞处理段，以加强溶洞处理回填物护壁与内护筒壁紧密包裹。
压注时压力控制不大于0.4Mpa,并直到稳定2秒后再进行下一个孔的注浆，或相邻孔冒浆为止。
9、置换满足成孔直径要求的锤头，冲至终孔标高。
10、钢筋笼制作、安装，砼浇筑按普通桩基施工。
六、桩基特殊溶洞施工工艺流程图
施工放样
样
埋置外护筒
样
井字架安装
样
选择冲锤
样
桩基就位、挂锤冲孔
样
溶洞回填
样
大锤扫孔
样
内护筒沉放
样
安插注浆管
样
回填砂填充
样
压注水泥浆
样
置换桩直径锤头
样
安装钢筋笼、灌注砼
样
桩基特殊溶洞施工工艺流程图
七、施工中出现的问题及处理
7.1坍孔
当冲击到溶洞后,由于突然漏浆造成水头高度急剧下降,透水层失稳,形成漏斗状坍孔。
预防坍孔的方法:
①采用冲击钻冲孔施工时,可将钢护筒坐落在亚粘土层上或岩层顶面,再继续冲击成孔；
②发现漏浆及时补浆。
坍孔的处理方法:
①当成孔深度不大时,可全孔回填粘土,暂停一段时间后再深埋钢护筒到不透水层,方可重新钻孔;
②当成孔深度较大时,可将钢护筒一直坐落在坍孔的剌叭口下缘的亚粘土层上或岩层顶面。
护筒周围回填粘土,挤实,再重新钻孔。
7.2卡锤
卡锤的原因和处理方法:
①冲击锤锤牙磨损、孔径变小造成卡钻,应经常对冲击锤锤径量测，发现少于桩径时应及时补焊；
②探头石、落石等物卡锤，或锤头卡在溶洞内，上下提动无效时，用“一”字形或半月形小钻头沿孔壁障碍物处冲击，将障碍物击破或挤走，提出锤头。
锤头在冲击填充的片石时,冲击后弹起的石块将锤头和孔壁的空隙挤住,锤头不能上下,可用小冲击锤冲动,或用冲吸的方法将卡在锤头上的石碴松动后再提出。
③锤头被溶洞顶板卡住时，可用漏斗形钢套管顺着大绳下入至锤头顶，导出钻头。
锤头提出后用小冲程慢慢修孔，必要时回填片石、黏土重钻。
锤头冲破溶洞顶板掉入溶洞,锤头倾斜,提不出来,应放小炮炸掉顶板岩,一般用药量为300～500g,一次不行可反复几次,在冲击到岩洞顶板时应采用小冲程打紧锤、打圆孔。
④发生卡锤事故后，不宜强提钻头,免得拉坏机械,拉断钢丝绳,掉锤头。
当锤头可以上下活动时，利用钻机上下提动锤头，并用撬棍拔动大绳使锤头旋转，反复多次，提出锤头。
7.3斜孔
由于溶洞面倾斜或出现探头石,致使锤头沿软的低的部位下滑造成斜孔。
解决办法是回填片石,三次以上无法调正就上报监理及业主，在取得同意后灌注水下砼,待强度形成后用小冲程打紧锤反复冲击,直至调正过来为止。
但过大的冲程会导致成孔不圆,造成斜孔,一般以2～4m为宜。
7.4漏浆
①在冲击成孔中,由于有的溶洞与地下暗河或其他溶洞相通,泥浆迅速流走,水头高度急剧下降,造成漏浆。
施工时要在孔边备足一定数量的片石和粘土,一旦出现漏浆,要及时回填片石、粘土冲击造壁,并马上补水,防止水头高度继续下降。
②意外跑浆：
地质资料揭示无溶洞或只有很小的溶洞，但突然发生跑浆，估计是挤破了旁边大溶洞的洞壁，或小溶洞与旁边的大溶洞是相连的。
采取投放片石、粘土，整袋水泥堵塞起到护壁作用，使钻孔顺利通过岩溶区。
7.5埋锤
埋锤是由坍孔造成的。
施工中发现漏浆应立即将锤头提到孔外,如果未及时提锤,漏浆后坍孔,锤头便被埋在孔中。
处理方法:
①人工挖土钢护筒跟进法。
桩孔进尺10m以内,地下水易于控制,没有大的承压力,人可以下到桩孔中去边挖坍落的泥石,边护筒跟进,一直挖到锤头位置,护筒也跟进到锤头位置。
②真空吸渣法。
将导管置于坍孔的底部,用9m3空压机通过50～66mm钢管压入空气吸出沉渣。
这种方法适用于坍孔石头的粒径不大于25mm的情况。
7.7其它注意问题
①遇到较大的土洞、空溶洞时，或连体薄层深洞迅速跨塌，出现掉锤现象，在快到溶洞顶板2m距离位置时应低锤轻冲击、慢冲击，减少溶洞大面积跨塌掉锤现象。
②混凝土坍落度以18～20cm为宜；浇筑导管必须密闭良好，浇筑时先放置隔水塞，浇注混凝土必须连续、快速；混凝土灌注比理论计算偏大是孔中有浆浸入溶洞，在溶洞地区浇筑桩基混凝土应增加，备料应充足。
八、钻孔桩安全文明施工技术措施
（1）严格贯彻“安全生产，预防为主，综合治理”的安全方针。
坚持安全第一，文明施工，严禁盲目冒险施工。
（2）加强对职工安全知识教育，提高职工安全生产意识，提升职工安全防护技能。
（3）施工前由工地专职安全员对所有参建工人进行专项安全培训，提高职工遵章守纪的素质。
（4）特殊溶洞桩基施工时，每班作业人员不少于两人，一人开机，一人负责及时丈量冲孔进程，观察筒内泥浆变化，接近溶洞顶时做到“慢进程、勤量测、多观察”。
（5）特殊溶洞施工时，各类配合机械须停放可及时调度范围内，机械操作人员须随时待命，严格听从现场管理人员调度。
（6）现场人员必须佩戴安全帽，电焊工工作时必须佩戴眼镜。
（7）钢筋笼加工过程中，不得出现随意抛掷钢筋现象，制作完成的节段钢筋笼滚动前检查滚动方向上是否有人，防止人员被砸伤。
氧气瓶与乙炔瓶在室外的安全距离为5m。
（8）钻孔过程中，非相关人员距离钻机不得太近，防止机械伤人。
（9）钢筋笼安装过程中必须注意：
焊接或者机械连接完毕，必须检查脚是否缩回，防止钢筋笼下放时将脚扭伤甚至将人带入孔中的事故发生。
（10）导管安装及砼浇注前，井口必须设有导管卡，搭设工作平台（留出导管位置），并且要求能保证人员的安全。
（11）导管安装注意：
导管对接必须注意手的位置，防止手被导管夹伤。
（12）砼浇注过程中，砼搅拌运输车倒车时，指挥员必须站在司机能够看到的固定位置，防止指挥员走动过程
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