桩基工程溶洞处理专项方案.doc

'桩基溶洞处理专项方案一、工程概况XX高速公路第XX合同段位于新宁县境内，起于XX镇XX村，桩号K87+260,终于XX镇XX村，桩号K91+810,主线全长约4.55km。本合同段桩基总根数为323根,共9109延米，其屮主线桥梁一共四座，桩基一共313根，8830延米；跨线桥，桩基一共10根，279延米。二、地质情况本合同段地处区域性大断裂资源一新宁断裂，沿断裂西侧断续分布大小不等的白垩系盆地，断裂造成断裂东西两侧岩层大量缺失。沿线岩石硅化破碎现象明显，东侧震旦系灯影组地层强烈硅化后推动了原岩而貌。桥位处于构陷盆地屮，场地内主要岩层为砾岩，单斜构造，岩石节理裂隙较发育。勘察场地发育的地层主要为第四系的覆盖层，白垩系的砾岩，按地层从上而下依次为：第四系全新统(种植土、填筑土、黏土、中砂、卵石、漂石、碎石、块石)，白垩系(砾岩、全风化层、强风化层、屮风化层、微风化层)。其屮在风化层砾成分主要以灰岩为主，局部岩溶较发育。从经补勘的犬木塘大桥和鲫溪大桥来讲，已经发现犬木塘人桥有溶洞有9处，鲤溪人桥溶洞14处。具体情况如下表：犬木塘特大桥桩基溶洞地质情况统计表序号桩基编号设计桩径(m)出现溶洞位置(m)溶腔深度(m)溶洞内填充物覆盖土层厚度(m)1右44-1#2.522.1〜23.9、32.2〜41.41.8、9.2第一个溶洞：无充填；第二个溶洞：湿、充填中粗砂及粘土19.32左44-0#2.511.4-13.82.4半充填粘十•及碎右103左44-1#2.520.7〜21.9、33.7〜41.81.2、8.1第一个溶洞：无充填；第二个溶洞：湿、软粘土及中粗砂充填19.64右50-2#2.233.2〜35.42.2充填砂砾32.25左52-0#2.245.4〜47.82.4充填灰褐色软塑黏性土及细砂37.8 6右53T#2.222.7〜28.86.1充填褐黄色、褐红色，泥砂砾石，呈软塑状19.37左46-1#2.220-21.51.5湿、粘土、中粗砂及少量卵石充填17.88左56-1#236.3-381.7湿、粘土、角砾及碎右2&49右56-2#222.9〜24.92湿、粘土及碎右充填18.5鲤溪大桥桩基溶洞地质情况统计表序号桩基编号设计桩径(m)出现溶洞位置(m)溶腔深度(m)溶洞内填充物覆盖土层厚度(m)11-0#1.825.00〜28.43.4湿、粘土及砂砾充填17.522-2#1.821.3〜23.32湿、粘土及砂砾充填21.335-2#2.26〜6.60.6无充填645-3#2.24-7.83.8湿、砂砾、卵石及粘土充457-1#2.23.9-5.71.8砂砾及少量粘土充填2.368-0#2.29.6-20.4和20.9〜22.810.8、1.9第一个溶洞：湿、砂砾及粘物充填；第二溶洞：湿、卵右、中粗砂及粘物充填9.678-2#2.214.1-15.3、17.5〜21.2、24.2〜41.31.2、：3.7、17.1第一个溶洞：无填充；第二个溶洞：湿、中粗砂充填；第三个溶洞：湿、角砾及少量粘土充填14.189-0#2.220.4〜22.0、23.7-26.51.6、2.820.4〜21.5m为悬空部分、21.5〜2加砂砾及粘土充填;23.7〜26.5m碎右及砂砾充填14.799-3#2.221.6〜26.54.9湿、软粘土、砂砾及少量碎石充填，整体呈软-可塑状5.5 1010-1#236.1-38.3、39.8-40.5、45.5〜50.22.2、0.7、4.7第一个溶洞：湿、中粗砂、粘物及角砾充填；第二个溶洞:湿、细砂、粘物及碎石充填；第三个溶洞：湿、角砾、粘物及碎右充填29.51110-2#219〜24.55.5湿、粘土、砂砾及碎石充填15.91210-3#224.3〜25.71.4湿、粘土及砂砾充填171311-1#22湿、粘土及砂砾充填141413-0#239.6〜41.41.8湿、软粘十及砂砾充填39.61513-1#229.2〜30.8、32.1〜40.11.6、8第一个溶洞：湿、粘土、中细砂为主，少量砾岩，呈软塑状；第二溶洞：湿，粘土及中细砂充填，呈软塑状27.71613-2#229.2〜30.8、32.1〜40.11.6、：3、3.4第一个溶洞：湿、粘土、中细砂为主，少量砾岩，呈软塑状；第二溶洞：湿，粘土及中细砂充填，呈软塑状；第三个溶洞：湿，粘土及中细砂充填，呈软塑状271715b-2#1.22湿、软粘十及砂砾充填24 根据以上地质补勘的资料显示，犬木塘特大桥和鲫溪大桥的地质情况很复杂，溶洞沿桥的纵向分布并基本可以确定为贯通溶洞，沿桥的纵向发育。三、施工组织1、项H部主要管理人员针对有溶洞的桩基由项H部以总工为首组织相关技术人员进行施工技术讨论，研究出可行的施工方案并由现场技术主管和技术干部共同组织实施。施工现场派4名技术人员分两班在工地24小吋轮流值班，发现问题及时上报处理。项H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屮有数。总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。项目部主要管理人员一览表序号姓名职称职务联系方式1张全明高工项H总工2龙燕华工程师项H副总工3高世宏工程师工程管理部长4张超工程师技术主管5边徳金工程帅质检工程帅6林湘强工程师安全负责人7陈国华助理工程师技术干部8覃喜钦助理工程帅技术干部9欧阳冕助理工程师技术干部2、劳动力安排项n部安排所有具备处理溶洞经验的桩基工人共100人参与施工。3、主要机械设备装载机50型4台、25吨吊车4台、53以上的挖掘机4台、斗车20台。4、主要材料施工现场随吋确保存有主要材料：片石、粘土、水泥、编织袋、钢护筒。四、溶洞处理施工方案1、当溶洞高度不高（一般不大于3m）,且覆盖层厚度不大于（6m〜8m）吋, 采用片石粘土筑壁法;2、当溶洞高度不高（一般不大于8m）,覆盖层厚度大于8m时，采用护筒跟进和片石粘土筑壁相结合的方式；假设一根桩基属于这种情况，然而地勘资料上显示临近桩基无溶洞，考虑到钻探桩基地质情况的局限性，在进行临近桩基施工吋，必须采用护筒跟进法，可以防止在遇到溶洞吋因泥浆瞬间流失导致塌孔并引起钻头被埋，如出现钻头被埋较深，则钻头将很难被提岀，从而需要重新对该位置的桩基进行设计（群桩设计），并引起投资额增加和工期的延长。3、肖溶洞高度较高（一般大于8m）,覆盖层厚度大于舫吋，采用帷幕注浆法。对不好的桩基地质情况进行预处理，使得地质情况得以改善。1、帷幕注浆法针对高度大于8m的溶洞，采用帷幕注浆法,注浆的的范围为整个溶洞的高度,帷幕的范围以桩中心以外5ni。1・1注浆设备注浆采用水泥砂浆注浆，单管注浆，注浆压力0.5〜1.OMpa，钻孔^70mm钢管。注浆范囤为整个溶洞高度，每隔5提管一次，注浆孔间距3〜5m,呈梅花形布置。1・2成孔根据测量放样结果，在距离桩周边5米的范|韦|布置钻孔位置，钻孔位置不得随意调整，钻孔位置需设置护桩。选用合适地质钻机或者潜孔钻机并配备好床浆机，保证注浆工作与钻孔工作同步，不得将成孔空闲置时间过长。钻孔采用隔行跳打，作好钻孔记录，不得漏钻，钻孔尽量采用干法钻孔，要求孔壁垂直，偏差应W1%。1.3注浆1.3.1成孔后，及吋安放注浆管，单花管注浆，管头花管段长度为100cm,孔眼直径和间距根据现场试孔后确定,注浆管外径为70mm,比钢套管内径要小，钢管采用舫-节接头采用钢管双向活结连接，连接时要在活节处缠绕生胶带，防止漏气。注浆管安装用三角钢管架，手动葫芦或者滑轮配合，三角架高度设置为4m,以便于钢管接长作业。注浆吋，通过注浆泵JL的PQ仪分析确定注浆的速度和结束时间，压入量根据渗透半径、固结体积来计算，公式为Q=7TR2HPtia(l -Y)Xo式屮，R为渗透半径；H为溶洞高度屮为填充物的孔隙率;a为超灌系数汎为地区性经验系数;丫、卩为充填率与充填系数。这些参数和系数可根据现场试验确定。1.3.2连接注浆机，调试设备，拌和水泥浆。水泥浆液采用1：1比例配置，水泥采用42.5R水泥，拌和好的浆液屮不得有结块。注浆前检查管道的连接情况,确保设备工作正常。1.3.3先将注浆管位置设置在距离孔底0.5m处，将空口用胶垫密封，防止漏气，注浆开始采用0.4Mpa的注浆压力，注浆量通过控制调整注浆泵的运行速度来控制，一般控制在40"50r/mino在预定的位置JL,采用低压送浆，在浆液充足后,采用1.OMpa的压力持压应＞10min,然后提管lm,继续进行下一节段的注浆工作。1.4施工注意事项1.4.1为溶洞无填充物吋，钻孔后先进行灌砂以及碎石回填溶洞再进行压浆。1.4.2钻孔吋，根据•地质条件及吋调整钻速，控制节奏，防止卡钻。遇到水加淤泥的地质条件时，尽量少采用潜孔钻钻孔。1.4.3注浆压力按照最大1.OMpa®制，最好不超用，如果压力超压要注意泄压，及吋提管，保证工序连续进行，同吋防止屮途屮断施工。2、片石粘土筑壁法溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以内，但存在严重漏水,护筒内水头高度不能保持时，可采用片石、粘土和整包水泥（按1m33m3：0.75t比例，顺序为袋装水泥、袋装粘土、片石）回填冲击,用0.5-0.8m小冲程,不循环泥浆干打几分钟，使回填物充分密实，再加浆提高水头到正常高度，等水泥初凝具有一定强度，将漏浆处堵住后再使用小冲程继续钻进，形成人工泥石护壁。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，这也是个比较成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工时，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，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，造成坍孔，导致钻头被埋在孔内，护筒埋置采用钢护筒跟进法。对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等，冲孔吋采取投放片石、粘土，整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失，使钻孔顺利通过岩溶区。片石填充的量按桩基溶洞大小的三倍计算。 3.钢护筒跟进法当覆盖层较厚（一般大于舫）,出现溶洞吋水头短吋间下降，且易导致土层的坍塌埋钻，可采用钢护筒跟进至微风化岩层顶面，以防止土层的坍塌。该方法就是一而冲孔，一而接高护筒。土层施工时钻头需加大10cm,到进入岩层吋改用设计大小的钻头。当钻至溶洞位置时，泥浆瞬间下沉时，立即加入大量泥浆并采用片石粘土回填溶洞。3.1钢护筒选择。内护筒长度和内径的确定：护筒长度L二H+30cm（H为覆盖层厚度,30cm为钢护筒超出地面的高度）；护筒内径大于桩直径lOcmo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，钢板厚采用12mm。3.2护筒的沉放。当冲击穿过土层到达岩层时，此时用钢丝绳活扌II绑住钢护筒，用吊机（或桩机自身重量）把护筒放入至孔底，必要吋用振动锤下沉。用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工吋，施工屮应充分利用冲击钻的扩孔性能，使护筒能顺利下沉。钻头直径大于钢护筒外径3〜5cm,护筒到位后钻头改为满足成孔要求的钻头直径。为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔要竖直，无歪斜、缩颈。五、溶洞处理估算工程量根据以上溶洞处理施工方案，对所有桩基的溶洞处理的工程量进行详细的估算，具体见下表。 犬木塘特大桥桩基溶洞处理方法及工程量序号桩基编号设计桩径(m)出现溶洞位置(m)溶腔深度(m)溶洞内填充物覆盖土层厚度(m)施工方法护筒跟进长度(m)护筒巫量(kg)注浆方量(m3)片石冋填方量(m3)1右44-1#2.522.1〜23.9、32.2〜41.41.8、9.2第一个溶洞：无充填；第二个溶洞：湿、充填中粗砂及粘土19.3帷幕注浆法19.33878.532左44-0#2.511.4〜13.82.4半充填粘土及碎右10护筒跟进和片石粘土筑壁107690.49423.903左44-1#2.520.7〜21.9、33.7〜41.81.2、8.1第一个溶洞：无充填；第二个溶洞：湿、软粘土及中粗砂充填19.6帷幕注浆法19.64240.264右50-0#2.22.232.2护筒跟进和片石粘土筑壁32.221906.06300.915右50-1#2.233.2-35.42.2充填砂砾32.2护筒跟进和片右粘土筑壁32.221906.06300.916左52-0#2.245・4〜47・82.4充填灰褐色软塑黏性土及细砂37.8护筒跟进和片石粘土筑壁37.825715.81328.277左52-1#2.22.437.8护筒跟进和片石粘土筑壁37.825715.81328.27 8右53-0#2.26.119.3护筒跟进和片石粘土筑璧19.313130.03834.35 9右53-1#2.222.7-28.86.1充填褐黄色、褐红色，泥砂砾右，呈软教状19.3护筒跟进和片石粘土筑壁19.313130.03834.3510左53-1#2.26.119.3护筒跟进和片石粘土筑壁19.313130.03834.3511左46-0#2.21.517.8护筒跟进和片右粘1••筑壁16.811429.25205.1712左46-1#2.220〜21.51.5湿、粘土、中粗砂及少量卵石充填17.8护筒跟进和片右粘十筑壁17.812109.56205.1713右46-0#2.21.517.8护筒跟进和片石粘土筑壁18.812789.87205.1714左56-0#21.72&4护筒跟进和片右粘土筑壁2&417640.80192.1715左56-1#236.3-381.7湿、粘土、角砾及碎石2&4护筒跟进和片石粘土筑壁28.417640.80192.1716左56-2#21.72&4护筒跟进和片石粘土筑壁2&417640.80192.1717右56-1#225护筒跟进和片石粘土筑墜1&51M91.36226.0818右56-2#222.9〜24.92湿、粘土及碎右充填1&5护筒跟进和片石粘土筑壁1&511491.36226.0819254558.118118.785829.47 鲤溪大桥桩基溶洞处理方法及工程量序号桩基编号设计桩径(m)出现溶洞位置(m)溶腔深度Cm)溶洞内填充物覆盖土层厚度(m)施丁方法护筒跟进长度(m)护筒車暈(kg)注浆方量(m3)片右冋填方量(m3)11-0#1.825.00〜28.43.4湿、粘十•及砂砾充填17.5护筒跟进法和片右粘土筑壁17.59834.95311.3121-1#1.83.424.7护筒跟进法和片右粘土筑壁24.713881.33311.3132-1#1.83.421.4护筒跟进法和片右粘土筑壁21.412026.74311.3142-2#1.821.3-23.32湿、粘土及砂砾充填21.3护筒跟进法和片右•粘土筑壁21.311970.54183.1252-3#1.8223护筒跟进法和片右粘土筑壁2312925.94183.1265-1#2.20.63.8片石粘土筑壁法82.0775-2#2.26〜6.60.6无充填6片石粘土筑壁法82.0785-3#2.24〜7.83.8湿、砂砾、卵石及粘土充填4片石粘土筑壁法519.76 97-0#2.21.812.2护筒跟进法和片石粘土筑壁12.28299.81246.20107-1#2.23.9-5.71.8砂砾及少量粘土充填2.3片右粘土筑壁法246.20118-0#2.29.6-20.4和20.9—22.810.8、1.9第一个溶洞：湿、砂砾及粘物充填；第二溶洞：湿、卵石、中粗砂及粘物充填9.6帷幕注浆法2652.67128-2#2.214.1〜15.3、17.5〜21.2、24.2〜41・31.2、3.7、17.1第一个溶洞：无填充；第二个溶洞：湿、中粗砂充填；第三个溶洞：湿、角砾及少量粘.十-充填14.1帷幕注浆法5466.11139-0#2.220.4〜22.0、23.7-26.51.6、2.820.4〜21.5m为悬空部分＞21.5〜22m砂砾及粘土充填；23.7〜26.5m碎右及砂砾充填14.7护筒跟进法和片右粘土筑壁14.710000.59601.82149-1#2.21.6、2.815.2护筒跟进法和片右粘土筑壁15.210340.75601.82159-2#2.24.95.5片石粘十-筑壁法670.21 169-3#2.221.6〜26.54.9湿、软粘土、砂砾及少量碎右充填，整体呈软-可塑状5.5片石粘十-筑壁法670.211710-1#236.1〜38.3、39.8〜40.5、45.5〜50.22.2、0.7、4.7第一个溶洞：湿、中粗砂、粘物及角砾充填；第二个溶洞:湿、细砂、粘物及碎右充填；第三个溶洞:湿、角砾、粘物及碎右充填29.5帷幕注浆法2813.441810-2#219-24.55.5湿、粘土、砂砾及碎石充填15.9护筒跟进法和片右粘土筑壁15.99876.36621.721910-3#224.3〜25.71.4湿、粘土及砂砾充填17护筒跟进法和片右粘土筑壁1710559.63158.262011-0#22湿、粘土及砂砾充填14护筒跟进法和片右粘土筑壁148696.17226.082111-1#22湿、粘土及砂砾充填14护筒跟进法和片右粘土筑壁148696.17226.082211-2#22湿、粘土及砂砾充填14护筒跟进法和片右粘土筑壁148696.17226.082313-0#239.6-41.41.8湿、软粘土及砂砾充填39.6护筒跟进法和片右粘土筑壁39.624597.73203.47 2413-1#229.2~30.8、32.1-40.11.6、8第一个溶洞：湿、粘土、中细砂为主,少量砾岩,呈软塑状；第二溶洞：湿，粘土及中细砂充填，呈软塑状27.7帷幕注浆法27.72190.462513-2#21.6、3、3.4第一个溶洞：湿、粘土、中细砂为主，少量砾岩，呈软塑状：第二溶洞：湿，粘土及中细砂充填，呈软塑状；第三个溶洞湿，粘土及中细砂充填，呈软塑状27帷幕注浆法2009.602615b-l#1.2224护筒跟进法和片右粘土筑墜249228.5981.392715b-2#1.2224护筒跟进法和片右粘土筑壁249228.5981.3928178860.0515132.296845.02'