桩基岩溶处理施工方案Word格式文档下载.docx

1、 3.1.1施工准备 钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、平整施工场地、布设道路、设置供水及供电系统、制作和埋设护筒；制作钻架，泥浆备料与调制、沉淀出碴及准备钻孔机具等。3.1.1.1场地准备主要是场地准备工作，主要是平整、压实场地。钻机下应摆铺设2对共4根（必要时3对6根）各14 m长的钢板桩。3.1.1.2钢护筒 为保护孔口，应埋设钢护筒，护筒采用钢板卷制而成，其埋深应不小于 3 米，具体各桩的护筒埋深与护筒钢板厚度根据施工机械、地层性质可作适当调整。护筒内径为设计桩径加上 2040cm，护筒埋设平面偏位不得大于 5 cm，护筒埋设斜度不得大于 1%。3.1.1.3泥浆 在钻孔施工过程中，

2、要靠泥浆保护孔壁及携带（或浮出）钻渣。泥浆的制备 ：粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好，但应尽量就地取材。经过野外鉴定，具有下列特征的土，可符合上述要求作为调制泥浆的原料。自然风干后，用手不易掰开捏碎；用刀切开时，切面光滑，颜色较深；水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成 1mm 的细长泥条，用手指搓捻，感觉砂粒不多。浸水后能大量膨胀。一般可选塑性指数大于 25，粒径小于 0.005mm 颗粒含量多于总量 50%的粘土制浆。当缺少适宜的粘土时，可用略差的粘土，并掺入 30%的塑性指数大于 25 的粘土；若采用粘质土时，其塑性指数不宜小于 15，大于 0.1

3、mm 的颗粒不宜超过 6%。所选粘土中不应含有石膏、石灰或钙盐类化合物。制浆前，应先把粘土块尽量打碎，先往护筒内注入水，然后按计算需要粘土量，往护筒内分批投放粘土，并用钻头小冲程反复冲砸，直至泥浆均匀。3.1.2成孔3.1.2.1成孔方法 用冲击式装置或卷扬机提升实心钻锥，上下往返冲击，将土石劈裂、劈碎，部分被挤入井壁之内。由泥浆悬浮钻渣，使钻渣每次都能冲击到孔底新土层。本法泥浆一方面起悬浮钻渣作用，另一方面起护壁作用。3.1.2.2成孔工艺：（1）在钻进时采用正循环成孔工艺。（2）钻机就位 立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内。在钻头四周不碰到孔壁的情况下，检查钢丝绳中

4、心与孔中心的偏位，不大于 50mm。 钻机就位注意前后支点抄垫密实，特别是前支点。（3）造浆 先在钢护筒内注入适量清水，然后根据泥浆比重、水量计算出粘土用量，按此计算结果投入粘土，浸泡 23 个小时后，用冲击钻头采用小冲程（不大于 100cm）冲砸，直至形成均匀泥浆。泥浆循环系统如下：（4）、钻进 、开始钻进时，应先往孔内投入片石与粘土的混合物，粘土与片石京沪高速铁路土建工程四标段的比例为 1：3（体积比），填入量应超过护筒刃角至少1.0 米，然后采用小冲程冲进，冲程不大于 0.75 米,待冲至护筒刃脚下 1.0 米左右时,重新填入片石与粘土的混合物,填入高度仍为超过护筒刃角至少 1.0 米,

5、然后冲进。如此反复 12 次，以加固刃脚。、在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻头所受阻力也大，冲程可适当放大，可采用 23 米冲程。、在砂类土钻进时，易坍孔，宜选用低冲程（不大于 2.0 米），由于泥浆的容砂率受限，所以在砂层，特别是粉砂层中钻进时，一定要注意泥浆的含砂率控制。此种地层孔壁较易坍塌，所以在此种地层中钻进时，泥浆比重应适当加大。在各种地层中钻进时泥浆指标如下表、在卵石、砾石类土层中钻进时，因地层空隙率较大,可适当投入粘土,然后小冲程冲进,把粘土挤入孔壁内,以加强护壁。、按设计提供资料，进至岩层以上 12 米左右时，投入片石与粘土的混合物，投入量约为孔深 1 米的容量，然后小冲程冲

6、进，待冲至岩面附近时，再行投入片石与粘土的混合物，投入量约为孔深 2 米的容量，如此反复 12 次以加固孔壁，减少冲岩层的振动对孔壁的影响。、进入岩层后可逐渐加大冲程以破碎岩石，但冲程最大不宜超过 6米。、泥浆补充与净化 开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失应予补充。每钻进 2m 或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对。、测量：钻进过程中应经常测量孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。达到设计孔深后及时清孔提钻，清孔时以所换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。3.1.2.3清孔与终孔检查 在钻进过程中要坚持常检孔的原

7、则，覆盖层中每钻进 20 米左右或岩层中每钻进 10 米左右或穿越一个地层，都要检孔一次。在钻孔深度达到设计高程而且地层岩性与设计提供地质资料相符，即可终孔。钻孔应一次成孔，不得中途停顿。钻孔达到设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检查。在终止进尺后，利用钻机的反循环系统的泥浆泵持续吸碴 515 分钟，并调整泥浆，使其达到清孔的泥浆指标。待泥浆泵出口泥浆的含砂率小于 4%、含碴几乎没有的时候即可终止清孔。3.1.3钢筋笼制作与安装3.1.3.1钢筋笼制作（1）钢筋表面应清洁，使用前应将表面油漆、漆皮、鳞锈等污渍清除干净。（2）钢筋应平直，无局部弯折。钢筋在使用前应先调直，调直时应注意不

8、得使钢筋受损伤，如发现被擦伤的表面伤痕超过钢筋截面的5时，该段钢筋不得使用。（3）钢筋接头应采用闪光对焊，并需进行纵向打磨加工，如缺乏闪光对焊条件时可采用搭接焊，焊缝长度单面焊不小于10d，双面焊不小于5d，焊缝要平整、光滑、密实、无气泡、无包渣，同一截面内钢筋接头截面面积不超过受力钢筋总截面面积的50，“同一截面”内，同一根钢筋上不得超过一个接头；加强箍筋与主筋全部焊接，焊条标号不低于J502，电压应适度，不得对钢筋母材造成烧伤。（4）钢筋笼保护层垫块应焊接在钢筋笼上，保护层垫块的强度应不小于桩身混凝土强度，钢筋笼保护层垫块强度应不得低于桩身混凝土标号，每2m一道，每道46块，上下交错布置。

9、（5）钢筋规格、型号、数量、长度及间距等应符合设计要求。3.1.3.2钢筋笼的吊放 1、钢筋笼的顶端应设置24个起吊点。钢筋笼直径大于1.2m、长度大于6m时，应采取措施对起吊点予以加强，保证钢筋笼在起吊时不致变形。2、吊放钢筋笼入孔时，应对准孔径，保持垂直、轻放、慢放入孔；入孔后徐徐下放，不宜左右旋转；若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。3、钢筋笼吊放入孔位置允许偏差应符合下列规定：钢筋笼中心与桩孔中心：10mm；钢筋笼定位标高：50mm。4、钢筋笼过长宜分节吊放，孔口采用坡口焊或帮条焊连接，分节长度应按孔深、起吊高度和孔口焊接时间合理选定；连接时上、下主筋位置应对

10、正，保持钢筋笼轴线上下一致。3.1.4水下混凝土灌注 采用直升导管法施工。用直升导管法灌注水下砼时，砼拌和物是通过导管下口，进入到初期灌注的砼（作为隔水层）下面，顶托着初期灌注的砼及其上面的泥浆或水上升。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，坚持连续作业，使灌注工作在首批砼初凝以前的时间内完成。3.1.4.1灌注机具设备的准备 （1）导管：导管是灌注水下砼的重要工具，用钢板卷制焊成或采用无缝钢管制成，导管在使用前和使用一个时期后，除应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外，还需做拼接、承压、水密试验。水密试验时水的压力不小于井孔内水深 1.3 倍的压力，进行承压试验时的水压力不应小于导管

11、管壁可能承受的最大内压力Pmax。试验方法是把拼装好的导管先注满水，两端封闭，一端焊风管接头，输入计算的风压力，经过15min不漏水即为合格。导管可在钻孔旁预先分段拼装，在吊放时再逐段拼装。分段拼装时应仔细检查，变形和磨损严重的不得使用，导管内壁如粘附有灰浆和泥砂应擦拭干净。（2）漏斗、溜槽、储料斗 漏斗：导管顶部应设置漏斗，其上设溜槽，储料斗和工作平台。储料斗：它的作用是储放灌注首批砼必需的储量。漏斗和储料斗的容量（即首批砼储备量）应使首批灌注下去的砼能满足导管初次h 埋置深度的需要。（3）砼的运输、提升和导管的升降设备 砼的水平运输：砼的运输时间和距离应尽量缩短，以迅速不间断为原则，防止在

12、运输中产生离析，运输砼用砼搅拌车和砼输送泵或泵车输送。砼的垂直运输：在岸滩上可用泵车配合汽车吊机配合提升。导管的提升：导管的吊挂和升降，可用倒链、钻机的起吊设备或汽车吊机或吊船，需保证导管升降高度准确。起重能力应与导管全部砼时的重力相适应。隔水栓、阀门：首批砼灌注数量较大，需在漏斗下口设置隔水栓，以储存砼拌和物，待漏斗和储料斗内储量够了，才开启隔水栓使首批砼在很短时间内一次降落到导管底。 采用球栓，球栓可用砼、木料等制成，球面要光滑。球的直径可大于导管直径2cm2.5cm。灌注砼前将球置于漏斗颈口处，球下设一层塑料布或若干层水泥袋纸垫层，用细钢丝绳引出。当达到砼初存量后，迅速将球向上拔出，砼压

13、在垫层里与水隔绝的状态，排走导管内的水而至孔底。3.1.4.2水下砼的配制 水下砼的强度、等级和材料除应符合设计要求外，并应符合下列要求：（1）耐久性要求， 普通环境 设计使用年限100 年56d 电通量（C）C302000C30C451500C501000氯盐环境 设计使用年限级别100年环境作用等级L1L2、L3电通量（56d）（C）1000800化学侵蚀环境 H1、H2H3、H41200（2）混凝土的入模含气量宜满足下表的规定。环境条件混凝土无抗冻要求混凝土有抗冻要求D1D2、D3D4含气量（%）2.04.05.05.5（3）砼坍落度要求在 18cm22cm 之间，3 小时坍落度不小于

14、17cm，另外砼中加入缓凝剂，初凝时间宜控制在 9 小时以上，以免因砼来料不足造成断桩。3.1.4.3水下砼的灌注 （1）灌注砼表面测深和导管埋深控制 测深：灌注水下砼时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的砼面高度，以控制沉淀层厚度、埋导管深度和桩顶标高。如探测不准，将造成沉淀过厚，导管提漏，埋管过深，因而发生夹层断桩，短桩或导管拔不出事故。测深采用锤法，就是用绳系重锤吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面，根据测绳所示锤的沉入深度作为砼的灌注深度。 测砣一般制成圆锥形，锤重不宜小于 40N，测绳用质轻、挂力强，遇水不伸缩，标有尺度之测绳如尼龙皮尺 为宜。测绳应经常用钢尺校核，每根桩应

15、在灌注前至少校核一次。探测时应仔细，并以灌入的砼数量校对，防止错误。导管埋深控制 灌注砼时，导管埋入深度一般宜控制在2m6m之内，当拌和物内掺有缓凝剂，灌注速度较快，导管坚固并有足够的起重能力时，可适当加大埋深，但最好也不要超过6m，拔管前需仔细探测砼面深度。（2）水下砼的灌注 灌注前，对孔底沉淀层厚度应在进行一次测定，如厚度超过规定，可用喷射法向孔底喷射 35min，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批水下砼。拔球或开阀后，将首批砼灌人孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。要防止砼拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底，

16、使泥浆内含有水泥而变稠，致使测深不准，灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔内水位升降，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。当导管提升到接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过 15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具掉入孔中，要注意安全。已拆下的导管要立即清洗干净，堆方整齐。在灌注过程中，当导管内砼不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。当砼面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架

17、被砼顶托上升，可采取以下措施：a、尽量缩短砼总的灌注时间，防止顶层砼进入钢筋骨架时砼的流动性过小，使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性。b、当砼面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m 以下和 1m 以上处，并徐徐灌注砼，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力。c、当孔内砼进入钢筋骨架4m5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度。d、为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段砼清除。一般不宜小于0.5m，长桩不宜小于1.0m。e、有关砼的灌注情况，各灌注时间、砼面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象，应指定专人进行记录。3.1.4.4灌注事故的预防

18、及处理 （1）导管进水 主要原因：、首批砼储量不足，或虽然砼储量已够，但导管底口距孔底的间距太大，砼下落后不能埋设导管底口，以至泥水从底口进入。、导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原砼面，底口涌入泥水。、导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝流入。预防和处理方法 为避免发生导管进水，事前要采取相应措施加以预防，万一发生，要立即查明事故原因，采取以下处理方法：若是上述第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的砼拌和物通过泥石泵吸出或者用空气吸泥机吸出。不得已时需将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放钢筋骨架，导管并投入足够储量的首批砼，重新灌注。（2

19、）堵管：在灌注过程中，砼在导管中下不去，称为堵管。有以下两种情况：初灌时隔水栓堵管：或由于砼本身的原因，如坍落度过小，流动性差，夹有大卵石，拌和不均匀，以及运输途中产生离析，导管漏水，雨天运送砼未加遮盖等，使砼中的水泥浆被冲走，粗骨料集中而造成堵管。 处理办法可用长杆冲捣管内砼，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振动器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则应将导管连同其内的砼提出孔外，进行清理修整，然后重新布装导管，重新灌注。机械发生故障或其它原因使砼在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的砼已经初凝，增大了导管内砼下落的阻力，砼堵在导管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械，并准

20、备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加快灌注速度，必要时，可在首批砼中掺入缓凝剂，以延缓砼的初凝时间。当灌注时间已久，孔内首批砼已初凝，导管内又堵塞有砼，此时应将导管拔出，重新安设钻机钻孔。埋管：导管无法拔出称为埋管。其原因是：导管埋入砼过深，或导管内外砼已初凝使导管与砼间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。预防办法：严格控制导管埋深一般不得超过2m6m，在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的砼不致过早初凝。（2）钢筋笼上浮 钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于导管上拔、导管钩挂钢筋笼所致外，主要原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导

21、管底口在钢筋笼底口以下 3m 至以上 1m 时，混凝土浇注的速度过快，使砼下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力所致。为此可采取如下措施：钢筋笼上端主钢筋焊固在钢护筒上或在钢筋笼上口增加压重，可承受部分混凝土顶托力。在孔底设置直径不小于主筋的12道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼底部。在浇注水下砼的过程中，特别注意混凝土到达钢筋笼底标高位置时的操作：可放慢浇注速度，以减小混凝土向上的顶托力；当砼面超过钢筋笼底2m左右，应减少导管埋深，使导管底口处于钢筋笼底口附近，并加快浇注速度，以增加钢筋笼的埋深；当砼面高于钢筋笼底 24m 后即可正常浇注。3.2岩溶地区钻孔桩施

22、工方法3.2.1对溶蚀发育轻微、空洞不大、施工时漏浆量小的桩基施工采取正常成孔方法施工，当钻穿溶洞漏浆时，反复投入黄土、片石、水泥、烧碱和锯末，利用钻头冲击将投入的材料挤入溶洞和岩溶裂隙中，增大孔壁的自稳能力。（1）工艺程序施工准备埋设护筒移动钻机、定位钻进护筒内投入土、片石、水钻孔抽碴吸泥清碴。（2）施工要点 开孔时用小冲程冲击钻孔，要打得准、打得稳，间断冲击，少抽碴，使开口圆顺。 加入小于15cm片石，反复冲击2-4次，挤密护筒底部周围土层。 密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生。 根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，凭手握冲击主绳的手感，钻头

23、冲击岩层的响声，抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。 接近岩溶时主绳松绳量应为1-2cm，防止击穿岩壳时卡钻。 钻穿岩溶地层上壳时一旦漏浆，要及时投放黄土、片石、水泥、烧碱和锯末并补水，保持孔内水位高度。3.2.2空洞较大且充填物为软塑状的单层溶洞条件下的桩基施工采取振动锤下沉钢护筒到基岩，然后冲击钻孔至溶洞顶板，利用冲击钻穿溶洞顶板后，不论是否漏浆，不论溶洞原来是否空溶洞或半填充或溶洞内填充物为软弱粘性土或淤泥，进入溶洞后均向孔内投入片石、袋装粘土，填超过溶洞顶面 2.53. 0 m，然后用小冲程冲锤方法冲击投下的混合物，不取渣，使其挤入裂隙、溶洞内，如此反复操作，多次堵塞溶洞通道固壁，大大减少

24、灌桩时混凝土扩散流失量。（1）工艺流程空洞较大的单层溶洞条件下钻孔桩施工工艺流程图冲击钻孔：采取冲击成孔时，为防止冲击振动使邻孔壁坍塌或影响邻孔刚灌注的砼凝固，待邻孔砼强度达到2.5Mpa后开钻。钢护筒下到岩面以后，即开始对覆盖层和顶板进行冲钻。冲钻方法与一般冲击钻孔相同；在岩石地层中以十字型钻头冲击基岩成孔，钻进方式为泵吸反循环。岩层中钻进时，泥浆浓度控制在1.151.20。当钻穿岩溶顶板时暂停钻孔，拆移钻头，进行溶洞区填充，待堵塞溶洞通道固壁后继续钻孔，钻孔穿过低标号砼成孔。冲孔至离溶洞顶板1m左右时，加大泥浆比重，选用小冲程进尺，逐渐将顶板击穿，防止卡钻。同时在击穿顶板之前，安排专人密切

25、观察孔内泥浆面的变化，发现漏浆时应马上提锤、补泥浆，抛填片石、袋装粘土混合料，等泥浆面不再下降并稳定后，采用小冲程冲锤轻打挤压形成泥石孔壁成孔。若桩孔仍继续漏浆，则改抛片石、袋装粘土、袋装水泥混合料，采用小冲程冲锤轻打，慢慢将片石、袋装粘土、水泥挤压到溶洞中，堵塞溶洞通道，如此反复操作，直到不再漏浆为止，转入小冲程冲孔固壁成孔，顺利穿越溶洞。在施钻过程中遇到洞隙洞槽或深度24m空洞的溶洞时，采用其他方法不能奏效可改用不分散混凝土水下封闭。掺用VWB-2型絮凝剂配制的不分散混凝土有较好的流动性、粘稠性、水下耐冲刷而不分散的性能。因此具有遇水不离析、水泥不流失的特点，可在水中直接下落和浇注，减少导

26、管法作业程序，操作十分方便。施工中就是利用它的粘稠性和遇水不离析的特点，提高溶洞封闭的效果。3.2.3充填物为流塑状或空洞较大的多层溶洞条件下的桩基施工采用双护筒跟进方式冲击成孔。空洞较大的多层溶洞条件下钻孔桩施工工艺流程图 外护筒直径应较设计桩径大20cm，内护筒直径应较设计桩径大5cm。 施工程序：根据地质钻探资料提供的溶洞分布情况，按照先短后长，先易后难，先外后内的原则确定各桩施工顺序。 外护筒下到岩面以后，即开始对覆盖层和顶板进行冲钻，其钻孔方法与传统的冲击钻孔方法相同，但成孔的桩径比设计桩径大7cm，以便内护筒顺利通过顶板。护筒跟进示意如下图： 当钢护筒打至第一层岩面或穿过溶洞到下一

27、层岩面时，为使开孔坚实、竖直、圆顺和对继续钻孔起导向作用，应在钻孔前抛0.5-1.0m3的小片石和适量粘土，借钻头冲击力把泥浆、石块挤向孔壁，以加固护筒刃脚。 当内护筒下沉到位后，在内外护筒间进行抛石压浆处理，以增加护筒的整体刚度。之后进行内护筒的排泥和稳固岩面的钻孔。 双护筒冲击钻孔采用吸泥法清孔。为使钻孔桩砼与孔底岩体粘接良好，灌注水下砼之前需用高压水冲射排除残碴。（3）护筒刃脚固结处理当钢护筒打至第一层岩面或穿过溶洞到下一层岩面时，钢护筒周边不可能与岩面完全接触，加上岩面岩面一般较为倾斜，内护筒与岩面之间一般往往会形成较大间隙，若不加以固结，在入岩冲进过程中会成为桩孔与桩外的通道，极易造成埋钻和过护筒脚时产生偏孔或斜孔，留下质量隐患。在施工中采取的方法如图所示。利用冲击成孔时对孔壁会产生挤压的特点，在钢护筒刃脚范围内抛填块石、粘土，用2-4m冲程进行冲压，使其密实造壁，反复多次，直至孔底平整才可以向下冲进，处理同时可以冲平参差不齐的岩面。3.2.4溶洞发育且对墩台桩基有影响的桩基施工在桩基施工前进行石粉加