橋梁樁基特殊溶洞處理專項施工方案

2021-03-04 09:42:39 字數 4789 閱讀 3941

一、 編制依據

1、樂昌至廣州高速公路t19標工程施工合同。

2、樂昌至廣州高高速公路t19合同段工程施工招標檔案。

3、國家及交通部現行橋涵施工技術規範及驗收標準等。

4、樂昌至廣州高速公路t19合同段施工圖。

5、樂昌至廣州高速公路t19合同段樁基地質補勘圖。

6、我單位積累的成熟技術、施工工法以及從事同類工程的施工經驗。

二、 工程概況

擬建龔屋大橋起點樁號k153+527.2,終點樁號k153+632.8,全橋長105.6m。

本橋位於整體式路基段,全橋左、右幅橋分別按半幅路基寬16.75m設計,左、右幅淨距1.0m。

上部結構採用(5×20)m預應力砼(後張)分體箱梁,先簡支後橋面連續,橋面設定3.0%單向橫坡;下部結構橋墩採用樁柱式墩、橋台採用樁柱式臺,墩、台均採用鑽孔灌注樁基礎。

龔屋河東岸地形平坦地帶,上覆土層為卵石土,厚度4.12~13.68m;岩溶較發育,溶洞高度6~22m;下伏基岩為石炭系下統石磴子組灰岩,含炭質條帶較密,岩質較硬,岩體較完整。

該段為河流侵蝕地貌,上覆土層主要為第四系卵石土,卵石土不均勻,鬆散~稍密。卵石多為亞圓形,粒徑2-20cm,最大達50cm,母岩成分主要有砂岩、灰岩及少量礫岩。卵石含量約佔總量的50-75%;下伏基岩為石炭系灰岩,含炭質條帶條紋較密,溶洞較發育。

三、 施工前的準備

1、人員組織

專案部專門組織有關技術人員研究學習有關溶洞處理的措施,並且成立了溶洞處理應急小組。施工現場派2名技術人員分兩班在工地24小時輪流值班,發現問題及時上報處理。專案部還組織樁基隊鑽機機長學習溶洞處理的知識,使他們對溶洞處理做到心中有數。

總之,在人員組織方面,明確分工,各負其責。

施工現場主要管理人員一覽表

2、現場材料準備

回填片石不少於100 m3,粘土不少於200 m3,水泥20t,編織袋400條,鋼護筒滿足跟進長度。

3、機械配備

裝載機50型一台,25t吊車一台,1m3挖掘機一台。

4、應急物資

備用泥漿(不少於200m3)。

四、 溶洞的型別

根據施工合同,將本工程的溶洞處理分為普通溶洞處理和特殊溶洞處理兩種情況。

特殊溶洞係指設計圖紙上未提供地質鑽孔資料或提供的地質鑽孔資料顯示單個溶洞高度(樁位處)大於8公尺(我標段為20公尺)。

五、 特殊溶洞樁基施工方案:

針對本工程溶洞分布較廣,施工技術難度較大,我專案部從嚴把質量關,確保工程進度,確保施工安全考慮,把樁基溶洞處理列為重中之重並按設計要求作相關施工監控。專門組織所有技術人員討論、研究方案並學習有關溶洞處理方面的知識。根據本工程特殊溶洞的具體情況,確定採用鋼護筒跟進與投放拋填物相結合的方案。

1、施工放樣

場地平整後,測量人員測放樁位,並做好護樁。

2、埋置外鋼護筒

採用不小於9mm鋼板捲製,由人工開挖不小於鋼護筒直徑,深度不小於1/3護筒長度的圓孔後,再埋置護筒,並一邊沖孔,一邊接高護筒,並且將其壓到或震動下沉至岩層頂面。護筒下沉至硬土層或岩面後,其傾斜度小於1%。

3、井字架安裝

採用40#工字鋼,就地拼裝焊接,並保持平整。

4、吊裝樁機就位,掛錘對中。

5、衝錘選擇

沖孔至溶洞底前採用樁徑+0.5m加大錘,待至溶洞底後,孔內沉放內護筒,鑽頭改為滿足成孔要求的鑽頭直徑。

6、投放拋填物

溶洞內無充填或半充填,存在嚴重漏水,護筒內水頭高度不能保持時,採用片石、粘土和整包水泥(按3m3:1m3:0.75 t比例,順序為袋裝水泥、袋裝粘土、片石)回填,如此反覆多次回填片石、粘土和整包水泥,反覆衝擊直至形成泥石護壁並不再漏漿為止。

粘土片石拋填施工時,鋼護筒必須穿透砂礫及卵石層等透水層,座落在不透水的亞粘土層上或岩層頂,這樣可以防止由於溶洞漏水,水頭高度急劇下降而造成的坍孔。嚴禁因為鋼護筒短,沒座在亞粘土層上或岩層頂,造成坍孔,導致鑽頭被埋在孔內,地面出現大面積塌陷等危險。

7、內護筒沉放

a:內鋼護筒選擇內護筒長度和內徑的確定:護筒長度l=(h+h)m(h為地質超前鑽確定的溶洞高度,h為溶洞頂到地面加30cm的高度);內護筒直徑大於樁直徑30cm。

鋼護筒孔徑要準確,連線要順直,用捲板機成型。鋼護筒要有一定的剛度,鋼板厚為9mm為宜。

b:內護筒的沉放衝擊穿過溶洞頂部後要及時投放拋填物填充溶洞,待溶洞基本充實後,反覆提公升衝錘,在頂部厚度範圍上下慢放輕提,衝錘不明顯受阻礙,說明成孔較圓滑垂直的,此時用鋼絲繩活扣綁住內護筒,用吊機(或樁機自身起重裝置)把內護筒放入外護筒內沉至孔底,必要時用振動錘下沉。

如果衝擊鑽在堅硬的岩石中的擴孔係數較小,不能滿足護筒下沉要求的,回填並加大鑽頭直徑二次沖孔,以保證鋼護筒順利下沉。為保證鋼護筒順利下滑,要求樁孔要豎直,無歪斜、縮頸。

8、注漿及回填砂

由於內護筒沉放後,內外護筒之間有空隙、溶洞處理回填物與護筒壁包裹不密實,容易造成內護筒走位,將直接影響成樁中心位置偏位,故須對內護筒外側進行回填砂並注漿密實。

內外護筒之間:採用回填砂填充。內護筒沉放完成後,安插注漿管,再回填砂進行充實。

溶洞處理段:由於回填砂不能完全密實溶洞處理段,故須對該段採用注水泥漿密實。水泥漿現場攪制,並通過壓漿裝置由注漿管壓注至內護筒外側溶洞處理段,以加強溶洞處理回填物護壁與內護筒壁緊密包裹。

壓注時壓力控制不大於0.4mpa,並直到穩定2秒後再進行下乙個孔的注漿,或相鄰孔冒漿為止。

9、置換滿足成孔直徑要求的鎚頭,衝至終孔標高。

10、鋼筋籠製作、安裝,砼澆築按普通樁基施工。

六、樁基特殊溶洞施工工藝流程圖

樁基特殊溶洞施工工藝流程圖

七、施工中出現的問題及處理

7. 1 坍孔

當衝擊到溶洞後,由於突然漏漿造成水頭高度急劇下降,透水層失穩,形成漏斗狀坍孔。

預防坍孔的方法:

①採用衝擊鑽沖孔施工時,可將鋼護筒坐落在亞粘土層上或岩層頂面,再繼續衝擊成孔;

②發現漏漿及時補漿。

坍孔的處理方法:

① 當成孔深度不大時,可全孔回填粘土,暫停一段時間後再深埋鋼護筒到不透水層,方可重新鑽孔;

②當成孔深度較大時,可將鋼護筒一直坐落在坍孔的剌叭口下緣的亞粘土層上或岩層頂面。

護筒周圍回填粘土,擠實,再重新鑽孔。

7. 2 卡錘

卡錘的原因和處理方法:

① 衝擊錘錘牙磨損、孔徑變小造成卡鑽,應經常對衝擊錘錘徑量測,發現少於樁徑時應及時補焊;

②探頭石、落石等物卡錘,或鎚頭卡在溶洞內,上下提動無效時,用「一」字形或半月形小鑽頭沿孔壁障礙物處衝擊,將障礙物擊破或擠走,提出鎚頭。

鎚頭在衝擊填充的片石時,衝擊後彈起的石塊將鎚頭和孔壁的空隙擠住,鎚頭不能上下,可用小衝擊錘衝動,或用沖吸的方法將卡在鎚頭上的石碴鬆動後再提出。

③鎚頭被溶洞頂板卡住時,可用漏斗形鋼套管順著大繩下入至錘頭頂,匯出鑽頭。鎚頭提出後用小衝程慢慢修孔,必要時回填片石、黏土重鑽。

鎚頭衝破溶洞頂板掉入溶洞,鎚頭傾斜,提不出來,應放小炮炸掉頂板岩,一般用藥量為300~500 g ,一次不行可反覆幾次,在衝擊到岩洞頂板時應採用小衝程打緊錘、打圓孔。

④發生卡錘事故後,不宜強提鑽頭,免得拉坏機械,拉斷鋼絲繩,掉鎚頭。當鎚頭可以上下活動時,利用鑽機上下提動鎚頭,並用撬棍拔動大繩使鎚頭旋轉,反覆多次,提出鎚頭。

7. 3 斜孔

由於溶洞面傾斜或出現探頭石,致使鎚頭沿軟的低的部位下滑造成斜孔。解決辦法是回填片石,三次以上無法調正就上報監理及業主,在取得同意後灌注水下砼,待強度形成後用小衝程打緊錘反覆衝擊,直至調正過來為止。但過大的衝程會導致成孔不圓,造成斜孔,一般以2~4 m 為宜。

7. 4 漏漿

① 在衝擊成孔中,由於有的溶洞與地下暗河或其他溶洞相通,泥漿迅速流走,水頭高度急劇下降,造成漏漿。施工時要在孔邊備足一定數量的片石和粘土,一旦出現漏漿,要及時回填片石、粘土衝擊造壁,並馬上補水,防止水頭高度繼續下降。

② 意外跑漿:地質資料揭示無溶洞或只有很小的溶洞,但突然發生跑漿,估計是擠破了旁邊大溶洞的洞壁,或小溶洞與旁邊的大溶洞是相連的。採取投放片石、粘土,整袋水泥堵塞起到護壁作用,使鑽孔順利通過岩溶區。

7. 5 埋錘

埋錘是由坍孔造成的。施工中發現漏漿應立即將鎚頭提到孔外,如果未及時提錘,漏漿後坍孔,鎚頭便被埋在孔中。

處理方法:

①人工挖土鋼護筒跟進法。樁孔進尺10m以內,地下水易於控制,沒有大的承壓力,人可以下到樁孔中去邊挖坍落的泥石,邊護筒跟進,一直挖到鎚頭位置,護筒也跟進到鎚頭位置。

②真空吸渣法。將導管置於坍孔的底部,用9 m3 空壓機通過50~66 mm 鋼管壓入空氣吸出沉渣。這種方法適用於坍孔石頭的粒徑不大於25 mm的情況。

7.7 其它注意問題

① 遇到較大的土洞、空溶洞時,或連體薄層深洞迅速跨塌,出現掉錘現象,在快到溶洞頂板2m距離位置時應低錘輕衝擊、慢衝擊,減少溶洞大面積跨塌掉錘現象。

② 混凝土坍落度以18~20cm為宜;澆築導管必須密閉良好,澆築時先放置隔水塞,澆注混凝土必須連續、快速;混凝土灌注比理論計算偏大是孔中有漿浸入溶洞,在溶洞地區澆築樁基混凝土應增加,備料應充足。

八、鑽孔樁安全文明施工技術措施

(1)嚴格貫徹「安全生產,預防為主,綜合治理」的安全方針。堅持安全第一,文明施工,嚴禁盲目冒險施工。

(2)加強對職工安全知識教育,提高職工安全生產意識,提公升職工安全防護技能。

(3)施工前由工地專職安全員對所有參建工人進行專項安全培訓,提高職工遵章守紀的素質。

(4)特殊溶洞樁基施工時,每班作業人員不少於兩人,一人開機,一人負責及時丈量沖孔程序,觀察筒內泥漿變化,接近溶洞頂時做到「慢程序、勤量測、多觀察」。

(5)特殊溶洞施工時,各類配合機械須停放可及時排程範圍內,機械操作人員須隨時待命,嚴格聽從現場管理人員排程。

(6)現場人員必須佩戴安全帽,電焊工工作時必須佩戴眼鏡。

(7)鋼筋籠加工過程中,不得出現隨意拋擲鋼筋現象,製作完成的節段鋼筋籠滾動前檢查滾動方向上是否有人,防止人員被砸傷。氧氣瓶與乙炔瓶在室外的安全距離為5m。

溶洞樁基專項施工方案

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