桥梁桩基施工岩溶处理专项施工方案

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1、中铁十九局京福铁路闽赣标三工区岩溶地区桩基础施工专项方案 第 1 页 共 28 页 目录 1、编制依据、编制范围. 2 1.1 编制依据 2 1.2 编制范围 2 2、工程概况 . 2 2.1 工程概况 2 2.2 主要工程内容 2 2.3 主要工程数量 2 2.4 工程特点 3 2.5 控制工程及难点工程 3 3、施工方案 . 4 3.1 桩基溶洞处理方案、工艺及方法 4 3.1.1桩基岩溶处理方案 4 3.1.2桩基岩溶处理施工工艺及方法 5 3.1.3岩溶钻孔桩施工过程中常见的问题及预防、处理措施 10 3.2 岩溶钻孔桩施工应注意的问题. 12 3.3 地质核查 15 3.4 工程数量

2、确认 16 3.5 资料存档 16 4、资源配臵 . 16 4.1 人力配臵 16 4.2 机械设备配臵 17 4.3 材料配臵 17 5、质量控制措施. 17 6、安全控制措施. 19 7、环保措施 . 21 8、施工应急预案. 22 中铁十九局京福铁路闽赣标三工区岩溶地区桩基础施工专项方案 第 2 页 共 28 页 1、编制依据、编制范围 1.1 编制依据 桥工点设计图； 现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况 及施工环境等调查资料； 国家有关方针政策和国家、铁道部有关标准规范、规程和验标等； 国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规； 1.2 编制范围 我工区

3、范围内所有岩溶地区的桥梁工点桩基施工，主要集中在四十八 镇 1 号大桥和四十八镇2 号大桥，其他桥工点岩溶桩基施工可参照该方案 施工。 2、工程概况 2.1 工程概况 四十八镇 1 号大桥，全长 307.86m。四十八镇 2 号大桥，全长 273.93m。 基础采用桩基、承台，桩基均采用钻孔灌注桩，桩基均为柱桩。从地质资 料上和现场实际情况揭示，本桥桥址下基岩面起伏较大，岩溶发育，溶沟 溶槽发育，溶洞大小不一，埋深差异较大，部分呈串珠状发育。 2.2 主要工程内容 四十八镇 1 号大桥及四十八镇2 号大桥共计 50 个墩台（含到发线、站 台） 。基础桩基、承台。本桥桥址下岩溶强发育，岩溶给桥梁

4、施工带来很大 的麻烦和风险，岩溶处理主要内容为岩溶注浆、护筒跟进、回填粘土片石 混合物、回填混凝土。 2.3 主要工程数量 中铁十九局京福铁路闽赣标三工区岩溶地区桩基础施工专项方案 第 3 页 共 28 页 已到的施工图桩基总数为420 根，见溶洞桩基为394个，未见溶洞 26 个，见洞率在 93.8%。设计回填片石数量3066.4 立方，黏土 919.8 立方， 钢护筒 3930.4 吨。 2.4 工程特点 岩溶分布广泛，溶洞层数多，单层高度大。 2.5 控制工程及难点工程 （1）钻孔击穿溶洞后，导致泥浆流失，泥浆面迅速下降，造成塌孔， 这类问题是最常见； （2）钻孔击穿溶洞后，造成塌孔，导

5、致地表发生塌陷，这类问题在遇 到大型溶洞且地表土质较差时容易发生； （3）钻孔击穿溶洞后，因操作不当造成钻头卡住或掉入溶洞内，这类 问题在施工中也经常遇到； （4）斜岩层钻孔发生偏孔； （5）即使采取了可靠措施，防止了钻孔过程中的塌孔，但在水下混凝 土灌注时，到灌注到一定高度后，停灰面突然下降，导管底露出停灰面， 导致断桩； （6）即使采取了可靠措施，防止了钻孔过程中的塌孔，但穿过溶后， 因地下暗河可规模型溶洞，即使大量补浆，泥浆面仍停留在地下水位面处， 导致泥浆无法循环，钻渣不能排出孔外，钻进停止不前； （7）即使能成孔，在水下混凝土灌注时，到停灰面到达规模型溶洞后， 混凝土大量流向溶洞内，

6、停灰面长时间不能上升，时间长了后表层凝固， 导致断桩； （8）其它遇到的问题：岩溶区钻孔桩一般入岩较深，施工周期长，机 中铁十九局京福铁路闽赣标三工区岩溶地区桩基础施工专项方案 第 4 页 共 28 页 械设备磨损快，往往在钻孔中不注意检查发生钢丝绳断裂而造成钻头掉入 孔内。 3、施工方案 岩溶处理施工必须按照设计要求进行施工，总体方案是采用岩溶注浆 将溶腔填注满，采用抛填片石、钢护筒跟等方法进顺利使桩基成孔，然后 顺利灌注完，采用回填同扩大基础标号混凝土将溶腔填满，使扩大基础受 力均匀。在岩溶处理时，必须向监理工程师报检，并应邀监理工程现场旁 站，并留存好影像资料。在施工过程中，如地质情况与

7、设计不相符合，必 须要及时报给地质工程师。 桥梁钻孔桩必须明确每根桩的施工处理措施和预估工程数量，岩溶处 理专项施工方案必须报监理、设计和业主单位审批，经审查方案切实可行 后方可进行岩溶处理施工。 3.1 桩基溶洞处理方案、工艺及方法 3.1.1 桩基岩溶处理方案 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，按照溶洞的大小及有无充填物情况，溶洞分为小型溶洞、一 般溶洞、大型溶洞、特大型溶洞，具体详见下表： 类别溶洞特征充填物情况 小型 溶洞 单层洞高小于 2m ，全填充，漏水或半漏水小型溶槽、 溶沟、 小裂隙等 粉砂、硬塑或软塑 状粘土 一般 溶洞 洞高小于 2

8、m的半填充溶洞或25m的全填充溶洞，二层以 下串珠状溶洞 粉砂、硬塑或软塑 状粘土 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 状粘土 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。溶洞的 规模覆盖到相邻桩位或更大。 无填充或填充物 为流塑状 中铁十九局京福铁路闽赣标三工区岩溶地区桩基础施工专项方案 第 5 页 共 28 页 溶洞处理方案选定原则详见下表 溶洞高度填充情况处理方案备注 2m以下填粘土和片石、钢护筒跟进等 以上处理 方式效果 不明显 时，可采 取注浆加 固处理 2-5m 全填充填粘土和片石、钢护筒跟进等 半填充或无填充 填粘土和片石、

9、填低标号砼、钢护筒跟 进等 5-10m 半填充或无填充 填粘土和片石、填低标号砼、钢护筒跟 进等 无填充 填粘土和片石、填低标号砼、双层钢护 筒跟进等 10m以上 全填充 填粘土和片石、填低标号砼、钢护筒跟 进等 半填充或无填充 填粘土和片石、填低标号砼、双层钢护 筒跟进等 3.1.2 桩基岩溶处理施工工艺及方法 (1) 施工工艺流程 (2) 施工准备 施工准备 按照方案确定溶洞处理方法 否 注浆 是 钻机就位、校正 钻孔 浆液制作注浆 成品保护 钻孔 溶洞处理 钻孔 成孔 Y 进行下一道工序 准备粘土、片石、 钢护筒、混凝土 中铁十九局京福铁路闽赣标三工区岩溶地区桩基础施工专项方案 第 6

10、页 共 28 页 1) 技术准备 a. 施工方案： 根据地质钻探资料和填充物情况，详细分析桩位地质柱状 图，对每一个桩相应预计出溶洞位臵和溶洞高度设计出针对相应溶洞的处 理方案、冲孔方法和防塌孔措施。岩溶段冲孔方式采用冲击成孔，这样不 但可以克服不良地质现象，提高地基基础承载力，而且可以解决覆盖型岩 溶区施工降水对周围建筑物及环境施工的问题。 合理规定施工顺序，同一桥梁范围内宜隔跳施工，同一墩台桩基础只采 用一台钻机施工，防止串孔。桩基施工时应先安排外围桩而后中间桩，先 安排含有较深、较大、较多溶洞的桩孔施工，先安排长桩施工，后安排短 桩、溶洞较小的桩孔施工。 b. 技术培训： 对作业人员要进

11、行详细的技术培训，将岩溶地区钻孔桩施 工工艺及施工注意事项、安全技术措施等逐项交待清楚； c. 技术交底： 技术主管要根据设计工点图进行交底，交底中除交清岩溶 区钻孔桩中要交待的事项外，尚要详细注明溶洞的埋深、每层溶洞顶板及 底板距护筒顶的高度；护筒埋设长度；钻孔顺序；采取的工艺（是否采用 钢护筒跟进）；施工注意事项等，并要附上地质柱状图； d. 现场标识：每台钻机均要有钻孔桩标识牌，标明桩长、桩径、有无溶 洞、开钻时间、灌注时间等，在明显的位臵要设臵安全警示标志。 2）材料准备 有岩溶的钻孔桩，在开孔前，要在孔口附近提前备1020 立方米的片 石、粘土混合料，片石比例不小于 70% ，再准备

12、一部分袋装水泥， 以备急用。 对于地表为淤泥质土或软土的墩位，当地下溶洞较大时，尚应备1 到 2 根 长 9 米的 I22 号工字钢，钻孔时支垫在桩机下面，防止塌孔时钻机倾倒。 中铁十九局京福铁路闽赣标三工区岩溶地区桩基础施工专项方案 第 7 页 共 28 页 每个工区要提前加工一定长度的钢护筒，每节24 米，以备个别钻孔 桩采用钢护筒跟进时使用。 3）机械准备 现场专配一台装载机1 台、挖机一台，运输车若干，一旦发生漏浆，要 用装载机将备用的片石粘土回填入孔内，防止塌孔。每台钻机应配备不少 于 2 台 D220型泥浆泵做备用。 4）场地准备：对场地进行“三通一平”，操作平台压实，在软地基上

13、填片石，有足够的强度，保证钻机在施工过程中不发生倾倒，操作平台四 周设臵排水沟。泥浆池应设臵大容量泥浆池，一旦桩孔出现漏浆，可以马 上进行补浆。 (3) 岩溶注浆 施工准备：进行场地平整、压实，保证钻机在施工过程不发生倾斜。 由技术人员放样出孔位，对作业人员进行高程及地质柱状图交底。对原材 料进行检测试验，确定施工配合比，并张贴在施工作业现场。施工用水在 使用前，必须经过检测部位检测，合格后方可以施工。在施工现场备足够 的水泥、中粗砂和施工用水。 钻机就位：钻机进行拼装组合，用吊车将钻机就位，钻机下必须用方 木支垫，调整钻机的垂直度，确保桩位准确、钻杆垂直，进行开钻。施工 顺序先施工溶洞大、无

14、填充物、多层溶洞，先四周再中间。 钻孔：钻孔直径采用 110mm 。在钻孔过程中， 做好钻孔记录，留存好岩 芯，与设计柱状图进行对比，如出入较大时，应及时通知技术人员，与设 计院地质核查人员进行联系，现场核查，确定后方可成孔。按照设计图纸， 在桩基的中心进行布臵。钻孔深度：如溶洞无填充物则钻穿至最底层溶洞 中铁十九局京福铁路闽赣标三工区岩溶地区桩基础施工专项方案 第 8 页 共 28 页 顶板即可，如溶洞内有填充物，则钻至最底层溶洞底板以上50cm即可。 浆液制作：单液为水泥浆，水泥浆液水灰比为1：1，双液为水泥浆和 水玻璃，水玻璃参数为38-43Be，模数为 2.4-3.0 。 注浆：注浆管

15、直径不小于50mm ，当孔深达到要求后，下注浆导管，导 管下至钻孔孔底，注浆孔口采用C15混凝土封堵，注浆部位为溶洞，注浆 压力一般为 0.1-0.3MPa 。注浆结束标准为 : 注浆压力维持 0.2MPa不变，注 浆段的进浆量小于0.6 升/min ，进浆量明显减少，维持时间不少于30min。 根据溶洞的发育情况进行间歇式注浆。如遇岩溶通道、较大溶洞和裂隙， 视具体情况而定，先灌注中粗砂或稀的水泥浆对溶隙腔体进行填充，再采 用水泥浆或双液注浆，全填充的溶洞一般采用单液注浆。 如果单孔注浆方量超过200 方时，则此时应暂停注浆，应及时上报设 计单位，由设计单位制定岩溶处理施工方案。 对于浅表层

16、岩溶注浆时，为了防止地表坍陷，在注浆过程中添加适量 的早强剂和速凝剂。 移位：钻机移位，施工下一个孔。 成品保护：在注浆完成10 天左右，方可进行钻孔桩施工。同一承台范 围内不允许注浆和钻孔桩同时作业施工。 (4) 钻孔桩钻孔 施工准备：钻机平台必须有足够的强度，保证钻机在施工过程中不发 生倾倒。如果溶洞较大、 埋深浅，有必要在钻机下安放9m长的 I22 工字钢， 保证钻孔桩塌孔时钻机不会掉进孔内。根据溶洞的大小和有无填充物，备 足粘土、片石和袋装PO42.5水泥，按照 1.5 倍备料，袋装水泥必须架空， 离地面不小于 40cm ，上覆盖蓬布， 保证水泥干燥。 在施工现场准备好挖机、 中铁十九局京福铁路闽赣标三工区岩溶地区桩基础施工专项方案 第 9 页 共 28 页 装载机和吊车。 钻孔：经技术人员检验后，钻机开钻。技术人员给钻机操作人员做好 技术交底工作，包括地质展示图。根据地质情况，调整钻头的冲击能，在 钻至岩溶地层时，采用小冲程。小冲程作业的主要目的，在于利用钻头对 钻屑和片石、粘土互层成份的冲击，来挤密孔壁。由于地层条件的特殊性， 小冲程作业在