施工方法
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編制時間： 二〇一〇年十一月
摘要：京福鐵路客專閩贛ⅱ標石峽嶺特大橋樁基礎採用回填片石、粘土法處理溶洞，與鋼護筒跟進法相比節省了鋼護筒，節約了成本，且處理效果較好。文章闡述了該項工藝的技術要點及工程實施情況。
關鍵詞：溶洞處理；鑽孔樁施工工藝
石峽嶺特大橋起訖樁號為dk442＋458.13～dk443+090.59，全長632.
46公尺。橋跨布置為19-32m。橋墩採用圓端型實體墩，合肥橋台、福州橋台採用矩形挖方臺。
該橋18#、福州臺橋墩基礎採用擴大基礎，其餘墩台基礎採用鑽孔灌注樁基礎，共176根。
本橋控制工程主要為岩溶地區的鑽孔灌注樁施工。
在施工過程中，若鑽孔灌注樁鑽進時遇到溶洞、裂隙地帶，就會出現孔內泥漿急劇下降，如不及時補充水頭和拋填粘土、片石等回填物堵塞溶洞、裂隙帶的漏漿空洞，抬高水頭以增加孔壁側壓力，孔壁土層就不能承受地下水和周圍土層的側壓力，就會造成護簡底部地層坍塌和埋鑽的現象，護簡周圍地面大面積整體下陷，地面也可能出現裂縫。一旦出現這種異常情況，若處理不及時或處理不當將會影響到工程質量和人員、裝置的安全，造成經濟上的重大損失，施工週期也將延長。
3.1場地準備
施工前先對樁位處的場地進行平整：一般地段樁位處的場地，清除地面的雜草、樹根等然後進行壓實；軟基地段的樁位則需清淤後再用碎石土回填推平壓實。就近選擇一塊空地，儲備足夠的片石、碎石、粉煤灰和水泥等必備材料。
3.2測量放樣
測量人員負責根據設計圖紙樁位座標放樣，以確定樁位，精確測量樁中心，誤差不超過±1cm。架子隊測量員必須對所放樁位換手複測、復算，兩次測量檢查無誤後，由現場技術員負責報送有關檢查資料至監理工程師處審核。另在樁位的縱橫中心線上埋設護樁，護樁距樁中心2公尺。
護樁採用帶有十字凹槽的螺栓或在鋼筋棍上刻劃十字絲，要保證護樁位置的精確，以便在施工中隨時校驗孔位，對於護樁要嚴加保護，不得隨意破壞。護筒安放好後將樁位標記反到護筒上，用紅油做好標記。
3.3護筒埋設
鑽孔前，先埋置導向護筒。護筒採用8mm鋼板捲製，長度一般2.0m 一節，護筒內徑大於鑽頭直徑（旋轉鑽機比鑽頭大約20㎝，衝擊鑽機比鑽頭大約40cm）。
護筒平面位置偏差不得大於5cm，傾斜度不得大於1%。鋼護筒連線時兩端打磨成45度坡口焊接連線，焊縫質量符合焊接規範要求以保證不漏漿，護筒頂端預留200×200mm的出漿口。為防止鋼護筒在鑽進成孔過程中水頭突然下降、地層擾動後液化發生坍塌傾斜等事故，在埋置護筒時，將護筒一定周圍內的砂性土挖除，回填粘性土至護筒底以下0.
5m處並夯實，然後通過定位的控制樁放樣，把鑽孔中心位置標於孔底，再把護筒放進坑內，然後移動護簡、使護筒中心與鑽孔中心位置重合。在護筒周圍對稱、均勻回填最佳含水量的粘土，分層夯實、達到最佳密實度，同時也選用剛度好、接頭嚴密、不漏水、抗擠壓的鋼護簡。
3.4泥漿製作及泥漿池布置
設定容量不小於2倍單孔容量的泥漿池和沉澱池，泥漿採用優質粘土造漿，泥漿比重應大於1．4。在鑽孔樁施工過程中，對沉澱池中沉渣及灌注混凝土時溢位的廢棄泥漿隨時清理，防止泥漿溢流，並用砼灌車運棄至指定地點，禁止就地棄渣，汙染周圍環境，泥漿池布設見圖3.1。
圖3-4 泥漿池布置圖
岩溶地區鑽孔灌注樁施工必須按照圖紙要求，要先施工長樁，再施工短樁，同時盡量安排兩相鄰樁跳開施工，確實無法錯開時，則要等到相鄰鑽孔樁混凝土強度達到2.5mpa後方可施鑽，避免影響相鄰已施工好的鑽孔樁質量，施工工藝流程見圖4.1。
圖4.1 溶洞地區鑽孔樁施工工藝流程
根據溶洞的高度、洞內填充物的情況，對溶洞採取不同的處理方法。主要有：拋填、注漿固結、鋼護筒跟進等。本橋鑽孔灌注樁採用回填片石、黏土法處理溶洞。
1.提前注漿處理
一般適用於10m以下半填充或全填充溶洞的處理。目的：溶洞內注漿預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間，並達到一定的強度，防止鑽孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發生，保障成孔及水下混凝土澆注等施工工序的順利完成。
（1）注漿加固方法
超前鑽孔過程中，每遇到漏漿溶洞或裂隙，立即進行注漿處理。並用純水泥漿封堵，利用漿液的流動性，在壓力作用下，充滿空洞及裂隙。開啟注漿幫浦進行注漿，控制注漿量；當注漿量達到設計量或頂部返漿後，上拔注漿鑽桿，直至結束；注漿結束後，清洗注漿裝置，防止殘留漿液凝固，堵塞鑽桿。
（2）注漿主要技術引數
注漿壓力：0.1～0.2mpa
注漿流量：8～10l/min
漿液配比（重量比）： 水泥∶水=0.8（0.6）∶1
高壓注漿示意圖見圖4.2。
圖4.2 高壓注漿示意圖
2.填充粘土和片石處理
粘土和片石填充適用於高度10m以下無填充及20m一下全填充、半填充的溶洞處理，此法方便、快捷，節省費用。
當鑽孔至溶洞層時，一般護筒內泥漿會全部或部分流失，嚴重時會造成塌孔，這時可採用片石加粘土（按1：1體積比）回填，溶洞較大時可加入部分水泥，回填一層、採用鑽頭衝擊一遍，盡量使片石和粘土保持密實，直至回填至溶洞頂部1～2m.溶洞回填完成後，向鑽孔內注入稠度較大的泥漿，使其自然浸入片石縫隙內，然後採用鑽頭衝擊，使片石和粘土擠入溶洞內，形成泥石護壁。
若溶洞內泥石護壁出現漏漿時，應再次回填，反覆回填、反覆衝擊，直至不再漏漿為止。
採用回填片石、粘土處理溶洞時，鋼護筒須穿透砂礫等透水層、坐在不透水層上，尤其是多層溶洞，以防止出現溶洞後孔內水頭急劇下降而造成坍孔。
圖4.3 穿越溶洞時發生漏漿隨後出現部分護壁垮塌
圖4.4 漏漿後回填黏土圖4.5 漏漿後回填片石
圖4.6 回填片石、黏土法處理溶洞
3.鋼護筒跟進法
對於高度大於10m及多層的半填充溶洞或空洞，採用鋼護筒跟近。對於設計孔徑為1m的樁基，開孔時利用1.2m鑽頭進行擴孔至溶洞底標高，然後安裝鋼護筒，重複上述方法穿越其他溶洞，最後乙個溶洞穿過後要繼續鑽孔至溶洞底一下1m，繼續安裝鋼護筒至本次標高，待鋼護筒安裝完成後改用1.
0m鑽頭繼續鑽孔至設計孔底標高。
安裝鋼護筒時必須利用護樁返測出孔位中心點，再使用汽車吊安裝鋼護筒，鋼護筒安裝必須順直，連線必須滿焊，防止漏漿。
圖4.7 鋼護筒跟進法處理溶洞
圖4.8 護筒跟進法施工流程圖↓↓
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4.裂隙漏漿的處理
裂隙對鑽孔樁施工造成的主要危害是漏漿。由於護筒埋深淺（最初入土深度3公尺左右，處於土質地層中），漏漿極易引起孔壁坍塌。
主要處理措施為：
（1）入岩前，準備充足的水源和一至二台水幫浦。
（2）準備足夠的粘土，並將粘土做成泥球，直徑15～20cm。
（3）準備一定數量的小片石或狗頭石，直徑10～20cm。
（4）密切注意護筒內泥漿面的變化情況，當泥漿面迅速下降時，證明在漏漿，首先要趕快補水，然後將泥球往下投，如此即可將漏漿堵住，之後，將粘土和片石按大約1：1的比例往下投約2公尺，再重新開鑽，這樣砸碎的片石和大顆粒土可將裂隙填充一定的距離（阻礙裂隙寬度變化），即可鑽進一定深度而不漏漿。當再次漏漿時，仍按上述方法處理，即可逐步鑽至設計孔底標高。
當鑽孔深度達到設計標高時，立即進行第一次清孔，並請設計代表到現場對地質進行確認，並留有巖樣（每個墩的第一根、第二根樁對角線布置）。清孔合格後用驗孔籠對孔深、孔徑、孔形和進行檢查。驗孔籠採用與鋼筋籠同等規格鋼筋焊製而成，直徑與鋼筋籠相同，長度為6ｍ（一般為鑽孔樁設計直徑的4～6倍），做成梭形，兩瑞長度各為0.
5ｍ，中間長度為5ｍ。確認滿足設計要求後，質檢工程師報請監理工程師檢驗，監理工程師認可後進行清孔。清孔應達到以下標準：
孔內排出或抽出的泥漿手摸無2～3mm顆粒，泥漿比重不大於1.1，含砂率小於1%，粘度16～20s；灌注水下混凝土前柱樁孔底沉渣厚度不大於5cm，摩擦樁不大於10 cm。嚴禁採用加深鑽孔深度方法代替清孔作業。
鑽孔樁孔位允許偏差見表5.1。
表5.1 鑽孔樁孔位允許偏差
鋼筋籠加工採用長線法施工，在專用胎具上加工成型。鋼筋籠整體加工製作。鋼筋籠每隔2～4m設定十字加勁撐，以防鋼筋骨架在運輸和就位時變形。
鋼筋籠主筋經調直後採用雙面搭接接焊接長。鋼筋籠統一在鋼筋棚內加工，平板車運至現場，在孔口利用25t汽車吊吊放。下放時檢查鋼筋籠垂直度。
為了確保樁身主筋淨保護層厚7cm，鋼筋籠骨架上沿各加勁箍筋布置橢圓形細石子砼墊塊，以保證保護層厚度。鋼筋籠安裝就位後立即將鋼筋籠中四根加長主筋與鋼護筒頂部焊接固定，防止混凝土灌注過程中鋼筋骨架上浮。鋼筋籠上部伸入承臺範圍內的箍筋待破除樁頭混凝土後再按設計要求綁紮就位。
鑽孔樁鋼筋骨架的允許偏差見表6.1。
表6.1 鑽孔樁鋼筋骨架的允許偏差
1.導管使用前必須進行水密性實驗和提拉試驗。導管按順序編號，連線成整體，一端密封，另一端注水，使導管中充滿水，並用1m3空壓機加壓，所加壓力宜為孔底靜水壓力的1.
5倍。檢查所有導管是否有漏水現象，如果有漏水現象必須更換漏氣處導管重複試驗，如果不漏氣則必須將導管拆除顛倒導管順序，如：1號、2號互換，3號、4號互換，依次類推把所有導管按新順序排列好後重複加壓過程，並檢查有無漏水現象，如果無漏水現象則說明導管密封性滿足要求可以使用。
2.安裝導管時必須使用完好無損的密封圈，並將法蘭盤上緊，防止導管漏水、漏氣。每灌注3-4根樁後必須換新的密封圈。
岩溶地區鑽孔灌注樁施工技術總結
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一 設計概況 本工區大部分橋梁橋址位於灰岩地區，溶洞發育，部分墩位處還存在土洞。部分溶洞在樁與樁間貫通，還有部分溶洞在墩與墩間貫通，更有某些樁位處多層溶洞間互相貫通，一根樁要穿過多個溶洞，最大的溶洞淨高達17m，並且溶洞的填充物也各不相同。二 施工工藝 1 岩溶地區鑽孔灌注樁施工工藝流程圖 2 工藝...
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