山西橋梁基礎(chǔ)樁施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目總體概況本項(xiàng)目為山西地區(qū)某橋梁工程，路線全長約5.2公里，橋梁工程包含主線橋及匝道橋共計(jì)12座，其中特大橋2座，大橋5座，中小橋5座。橋梁基礎(chǔ)形式采用鉆孔灌注樁，樁徑范圍為1.2m-2.5m，樁長16m-45m，總計(jì)326根樁基。項(xiàng)目地處黃土高原與呂梁山脈過渡地帶，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工區(qū)域涵蓋黃土溝壑區(qū)、巖溶發(fā)育區(qū)等特殊地貌單元。1.2橋梁樁基工程概況根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，本工程樁基類型分為摩擦樁和端承樁兩類，其中摩擦樁186根，以卵石層為持力層；端承樁140根，要求樁底嵌入中風(fēng)化巖層深度不小于2.5倍樁徑。樁身混凝土強(qiáng)度等級為C35水下混凝土，主筋采用HRB400E鋼筋，保護(hù)層厚度70mm。樁基施工采用旋挖鉆與沖擊鉆相結(jié)合的工藝，根據(jù)不同地質(zhì)區(qū)段選擇適宜設(shè)備。1.3主要工程量橋梁類型樁徑(mm)數(shù)量(根)樁長范圍(m)地質(zhì)類型特大橋25004835-45巖溶發(fā)育區(qū)特大橋20006230-40黃土+基巖大橋18008625-35黃土溝壑區(qū)中小橋1200-150013016-25一般土層二、工程地質(zhì)與水文條件2.1地形地貌特征工程區(qū)域地形起伏較大，地面標(biāo)高介于850m-1120m之間，分為三個(gè)地貌單元：黃土臺塬區(qū)：地表覆蓋厚層黃土，厚度15-35m，具垂直節(jié)理發(fā)育特征，局部存在落水洞、陷穴等不良地質(zhì)現(xiàn)象。巖溶峽谷區(qū)：基巖裸露，溶洞、溶溝發(fā)育，見洞率35%-60%，溶洞高度0.5-12m，部分溶洞與地下暗河連通。河谷階地區(qū)：分布于河道兩側(cè)，覆蓋層為第四系沖洪積層，厚度5-15m，下部為卵石層及基巖。2.2地層巖性特征根據(jù)地質(zhì)勘察資料，場地地層由上而下依次為：人工填土層：雜填土，松散，厚0.5-2.0m黃土層：褐黃色，具大孔隙結(jié)構(gòu)，厚5-35m，濕陷性等級Ⅱ-Ⅲ級粉質(zhì)黏土層：硬塑狀態(tài)，厚2-8m，承載力特征值180kPa卵石層：粒徑20-150mm，含量60%-70%，厚3-12m石灰?guī)r：青灰色，中風(fēng)化-微風(fēng)化，巖溶發(fā)育，單軸抗壓強(qiáng)度30-60MPa2.3巖溶地質(zhì)特征根據(jù)DB14/T2920—2023標(biāo)準(zhǔn)劃分，項(xiàng)目區(qū)巖溶發(fā)育程度分為：強(qiáng)烈發(fā)育區(qū)：溶洞高度>5m，見洞率>50%，溶洞間連通性好中等發(fā)育區(qū)：溶洞高度2-5m，見洞率30%-50%，多為半填充溶洞微弱發(fā)育區(qū)：溶洞高度<2m，見洞率<30%，以溶隙為主2.4水文地質(zhì)條件區(qū)域地下水分為第四系孔隙水和巖溶裂隙水兩類：孔隙水主要賦存于卵石層中，地下水位埋深8-20m，受季節(jié)影響明顯巖溶水分布于石灰?guī)r地層，水位埋深15-40m，具承壓性，與區(qū)域暗河系統(tǒng)連通對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，侵蝕性CO?含量15-30mg/L三、施工總體部署3.1施工分區(qū)劃分將工程劃分為三個(gè)施工區(qū)段：A區(qū)（K0+000-K1+800）：黃土臺塬區(qū)，以旋挖鉆施工為主B區(qū)（K1+800-K3+500）：巖溶發(fā)育區(qū)，采用沖擊鉆+鋼護(hù)筒工藝C區(qū)（K3+500-K5+200）：河谷階地區(qū)，旋挖鉆與沖擊鉆聯(lián)合施工3.2設(shè)備配置計(jì)劃設(shè)備類型型號數(shù)量(臺)適用地質(zhì)生產(chǎn)能力(m/天)旋挖鉆機(jī)SR3606黃土、一般土層20-30沖擊鉆機(jī)CZ-612巖溶、基巖5-15液壓錘HB30G3鋼護(hù)筒下沉-泥漿循環(huán)系統(tǒng)3PNL18配套鉆機(jī)80m3/h混凝土輸送泵HBT806灌注施工80m3/h3.3進(jìn)度計(jì)劃準(zhǔn)備階段：2025年3月1日-3月31日，完成場地平整、設(shè)備進(jìn)場A區(qū)施工：2025年4月1日-6月30日，完成110根樁基B區(qū)施工：2025年5月1日-8月31日，完成110根樁基（含溶洞處理）C區(qū)施工：2025年7月1日-9月15日，完成106根樁基檢測驗(yàn)收：2025年9月16日-10月15日，完成所有樁基檢測四、關(guān)鍵施工技術(shù)與工藝4.1黃土地區(qū)樁基施工工藝4.1.1旋挖鉆成孔工藝護(hù)筒埋設(shè)：采用長護(hù)筒穿越黃土層，護(hù)筒長度6-12m，壁厚10mm，頂端高出地面30cm。護(hù)筒埋設(shè)采用機(jī)械靜壓法，垂直度偏差控制≤1%。泥漿配置：采用膨潤土泥漿護(hù)壁，泥漿性能指標(biāo)：比重1.2-1.3，黏度22-25s，含砂率≤3%，pH值8-10。在泥漿中摻入0.2%純堿改善性能。鉆進(jìn)參數(shù)控制：黃土層：轉(zhuǎn)速15-20r/min，進(jìn)尺速度0.5-0.8m/min，采用短螺旋鉆頭卵石層：轉(zhuǎn)速8-12r/min，進(jìn)尺速度0.2-0.4m/min，換用巖石鉆頭入巖段：轉(zhuǎn)速5-8r/min，進(jìn)尺速度≤0.15m/min，控制扭矩≤280kN·m清孔工藝：采用兩次清孔，首次清孔采用換漿法，二次清孔采用導(dǎo)管法。終孔后孔底沉渣厚度≤50mm，泥漿比重降至1.15-1.20。4.1.2黃土濕陷性處理措施對地表陷穴采用開挖回填法處理，回填材料為三七灰土，分層夯實(shí)（壓實(shí)度≥93%）鉆進(jìn)過程中遇落水洞時(shí)，立即投入粘土+碎石（比例3:1）回填，沖擊密實(shí)后再繼續(xù)鉆進(jìn)成孔后30分鐘內(nèi)必須灌注混凝土，防止孔壁長時(shí)間暴露產(chǎn)生坍塌4.2巖溶地區(qū)樁基施工工藝4.2.1超前地質(zhì)探測根據(jù)DB14/T2920—2023要求，采用以下探測方法：地質(zhì)雷達(dá)法：樁位施工前采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行掃描，探測深度≥30m，分辨率≤0.5m聲波測試：對可疑區(qū)域進(jìn)行跨孔聲波測試，判斷溶洞分布特征超前鉆探：每樁布置3個(gè)超前鉆孔，深度至樁底以下5m，查明溶洞位置、高度及填充情況4.2.2溶洞處理方法小型溶洞（高度<3m）處理：采用粘土+片石回填法，材料配比1:1（體積比），摻入5%-8%水泥回填后采用小沖程（0.5-1.0m）沖擊密實(shí)，反復(fù)回填沖擊至不漏漿為止中型溶洞（3m≤高度≤6m）處理：采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)+注漿加固，護(hù)筒長度超出溶洞頂?shù)赘?m溶洞填充體采用雙液注漿（水泥+水玻璃）加固，注漿壓力0.5-1.0MPa大型溶洞（高度>6m）處理：采用多層鋼護(hù)筒跟進(jìn)法，外層護(hù)筒直徑比樁徑大20cm，內(nèi)層護(hù)筒壁厚≥10mm護(hù)筒連接采用法蘭盤螺栓連接，接縫處設(shè)橡膠止水墊溶洞內(nèi)采用C20混凝土填充，必要時(shí)設(shè)置鋼筋籠加固4.2.3沖擊鉆成孔工藝鉆頭選擇：采用十字形或一字形鉆頭，重量4-6t，刃口鑲焊硬質(zhì)合金沖程控制：覆蓋層：沖程1.5-2.0m，沖擊頻率40-45次/min溶洞頂板：沖程0.8-1.2m，低頻率沖擊（30-35次/min）巖層：沖程2.0-2.5m，沖擊頻率35-40次/min溶洞擊穿處理：接近溶洞頂板1m時(shí)，減小沖程至0.5m，緩慢擊穿擊穿瞬間立即提錘，向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，防止水頭下降測定溶洞高度及漏漿情況，確定處理方案后再繼續(xù)施工4.3鋼筋籠制作與安裝4.3.1鋼筋籠加工主筋采用滾軋直螺紋連接，接頭等級Ⅰ級，同一截面接頭率≤25%加強(qiáng)箍筋與主筋采用焊接連接，焊點(diǎn)長度10d，每2m設(shè)置一道保護(hù)層墊塊采用混凝土預(yù)制塊，強(qiáng)度等級C40，每2m設(shè)一組（4塊/組）聲測管采用Φ57×3.5mm鋼管，綁扎于鋼筋籠內(nèi)側(cè)，底部封閉，頂部加蓋4.3.2吊裝工藝鋼筋籠分節(jié)制作，長度9-12m，采用25t汽車吊吊裝第一節(jié)鋼筋籠入孔后臨時(shí)固定于護(hù)筒頂部，第二節(jié)采用直螺紋連接安裝時(shí)吊點(diǎn)設(shè)置在加強(qiáng)箍筋位置，采用雙吊點(diǎn)起吊，防止變形鋼筋籠頂標(biāo)高偏差控制在±50mm內(nèi)，平面位置偏差≤100mm4.4水下混凝土灌注4.4.1混凝土配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C35，坍落度200±20mm，初凝時(shí)間≥8h水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，用量380-420kg/m3粗骨料采用5-25mm連續(xù)級配碎石，含泥量≤1%摻加粉煤灰（Ⅱ級）和聚羧酸系高效減水劑4.4.2灌注工藝控制導(dǎo)管配置：采用Φ300mm無縫鋼管，絲扣連接，底部距孔底30-50cm首灌量計(jì)算：V≥πD2H/4+πd2h/4（D-樁徑，H-導(dǎo)管埋深，h-孔底至導(dǎo)管口高度），首灌埋管深度≥1.0m灌注過程控制：混凝土上升速度≥2m/h，導(dǎo)管埋深控制在2-6m每灌注2m3測量一次混凝土面高度，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深接近樁頂時(shí)，放慢灌注速度，控制超灌高度0.8-1.0m特殊情況處理：灌注中斷>30min時(shí)，啟用備用混凝土，同時(shí)采取間歇提拔導(dǎo)管措施發(fā)生堵管時(shí)，采用上下抖動導(dǎo)管或高壓水沖洗，無效時(shí)更換導(dǎo)管巖溶區(qū)灌注時(shí)，準(zhǔn)備應(yīng)急混凝土（超量20%），應(yīng)對溶洞漏漿五、質(zhì)量控制措施5.1測量控制建立三級測量控制網(wǎng)，采用全站儀進(jìn)行樁位放樣，偏差≤10mm鉆進(jìn)過程中每5m校核一次樁孔垂直度，采用測錘法或超聲波測壁儀檢測終孔驗(yàn)收時(shí)，采用專用測繩測量孔深，允許偏差±30mm5.2原材料質(zhì)量控制水泥：采用P.O42.5水泥，進(jìn)場檢驗(yàn)強(qiáng)度、安定性等指標(biāo)，每200t為一批鋼筋：外觀檢查合格后，按60t為一批進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)骨料：碎石篩分、含泥量檢驗(yàn)，砂細(xì)度模數(shù)控制在2.3-3.0外加劑：每50t為一批次檢驗(yàn)，驗(yàn)證其與水泥的適應(yīng)性5.3成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法樁徑±50mm井徑儀測量垂直度≤1%測壁儀或測錘孔底沉渣≤50mm（端承樁）沉淀盒或測繩孔深≥設(shè)計(jì)樁長測繩測量5.4巖溶地區(qū)質(zhì)量特殊控制嚴(yán)格執(zhí)行DB14/T2920—2023標(biāo)準(zhǔn)，對樁底以下5m范圍進(jìn)行巖溶檢測采用聲吶法或地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行樁底巖溶探測，探測分辨率≤0.2m對Ⅲ類以上樁采用鉆芯法驗(yàn)證，芯樣采取率≥90%，抗壓強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)值115%溶洞處理后進(jìn)行二次鉆探驗(yàn)證，確保處理效果滿足設(shè)計(jì)要求5.5混凝土施工質(zhì)量控制坍落度每車檢測，控制在180-220mm，不符合要求時(shí)嚴(yán)禁使用混凝土試塊每50m3留置一組，標(biāo)養(yǎng)28d后檢測抗壓強(qiáng)度灌注過程全程影像記錄，重點(diǎn)記錄導(dǎo)管埋深、混凝土面上升情況樁頂混凝土超灌部分在強(qiáng)度達(dá)到70%后采用人工鑿除，確保樁頭質(zhì)量六、安全與文明施工措施6.1安全管理體系建立項(xiàng)目經(jīng)理為第一責(zé)任人的安全管理體系，設(shè)置專職安全員3名實(shí)行安全技術(shù)交底制度，每個(gè)分項(xiàng)工程開工前進(jìn)行專項(xiàng)交底特種作業(yè)人員持證上崗，定期進(jìn)行安全培訓(xùn)和應(yīng)急演練6.2專項(xiàng)安全措施6.2.1鉆孔施工安全鉆機(jī)安裝平穩(wěn)，設(shè)置防風(fēng)纜繩固定，作業(yè)平臺搭設(shè)防護(hù)欄桿（高度1.2m）孔口設(shè)置防護(hù)蓋板，未施工時(shí)覆蓋，防止人員墜落沖擊鉆施工時(shí)，設(shè)置防飛濺擋板，作業(yè)人員佩戴防護(hù)面罩電氣設(shè)備設(shè)置漏電保護(hù)器，接地電阻≤4Ω6.2.2溶洞施工安全巖溶區(qū)施工前編制專項(xiàng)安全方案，配備應(yīng)急物資（片石、水泥、速凝劑）孔口設(shè)置水位監(jiān)測裝置，當(dāng)水頭下降速度>5cm/min時(shí)立即停止施工鋼護(hù)筒跟進(jìn)時(shí)，設(shè)置警戒區(qū)，嚴(yán)禁非作業(yè)人員進(jìn)入配備應(yīng)急發(fā)電機(jī)（200kW），保證停電時(shí)泥漿循環(huán)系統(tǒng)正常運(yùn)行6.2.3吊裝作業(yè)安全鋼筋籠吊裝前檢查吊具、鋼絲繩，其安全系數(shù)≥6倍吊裝半徑內(nèi)設(shè)置警戒線，由專人指揮，采用對講機(jī)聯(lián)絡(luò)風(fēng)力≥6級時(shí)停止吊裝作業(yè)，已吊起的鋼筋籠應(yīng)放下穩(wěn)妥放置6.3文明施工措施施工場地硬化處理，設(shè)置排水溝和沉淀池（三級沉淀）泥漿循環(huán)系統(tǒng)封閉管理，防止外溢污染環(huán)境鉆孔棄渣集中堆放，及時(shí)清運(yùn)至指定棄渣場施工區(qū)域設(shè)置揚(yáng)塵控制措施，出入口安裝洗車平臺七、特殊地質(zhì)處理專項(xiàng)方案7.1黃土陷穴處理地表陷穴采用"探坑+回填"處理，探坑深度至陷穴底部以下1m小尺寸陷穴（直徑<2m）：采用三七灰土分層回填夯實(shí)，壓實(shí)度≥93%大尺寸陷穴（直徑≥2m）：采用漿砌片石砌筑拱圈跨越，再回填土石料陷穴密集區(qū)采用注漿加固，注漿孔按梅花形布置，間距2-3m，深度至基巖面7.2巖溶突水突泥處理建立預(yù)警機(jī)制：當(dāng)孔內(nèi)水位突然下降>1m或泥漿漏失量>5m3/h時(shí)啟動預(yù)案應(yīng)急處理流程：立即停止鉆進(jìn)，提鉆至安全位置向孔內(nèi)快速回填片石+袋裝水泥（比例3:1），高度至溶洞頂以上2m采用速凝混凝土（初凝時(shí)間<15min）封底，厚度2-3m待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后，重新鉆孔并下入鋼護(hù)筒與暗河連通的大型溶洞：采用"先堵后排"方案，先設(shè)置止水帷幕，再進(jìn)行排水降壓7.3樁基穿越地下管線處理施工前采用管線探測儀查明地下管線位置，距樁位3m范圍內(nèi)采用人工探坑暴露對給水管、燃?xì)夤艿葔毫艿?，采用鋼套管保護(hù)，套管直徑比管道大30cm電力電纜采用架空保護(hù)，設(shè)置絕緣隔離措施無法遷移的重要管線，調(diào)整樁位避開，與設(shè)計(jì)單位協(xié)商優(yōu)化基礎(chǔ)形式八、施工監(jiān)測與驗(yàn)收8.1施工過程監(jiān)測成孔監(jiān)測：采用超聲波測壁儀檢測孔徑、垂直度，每樁必測鋼筋籠監(jiān)測：安裝完成后采用測繩檢查頂標(biāo)高及居中情況混凝土灌注監(jiān)測：采用導(dǎo)管埋深測量和混凝土面標(biāo)高監(jiān)測相結(jié)合巖溶區(qū)專項(xiàng)監(jiān)測：對大型溶洞處理后進(jìn)行聲波測試，評估處理效果8.2樁基檢測根據(jù)DB14/T2920—2023要求，采用以下檢測方法：低應(yīng)變反射波法：所有樁基100%檢測樁身完整性聲波透射法：巖溶區(qū)樁基及Ⅲ類樁100%檢測鉆芯法：每座特大橋抽檢5%且不少于5根設(shè)計(jì)等級為甲級的樁基抽檢10%芯樣截取數(shù)量：每5m取一組，樁底3m內(nèi)必須取一組承載力檢測：采用靜載試驗(yàn)，抽檢數(shù)量為總樁數(shù)的1%且不少于3根8.3驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)樁身完整性：Ⅰ類樁≥90%，Ⅱ類樁≤10%，杜絕Ⅲ、Ⅳ類樁混凝土強(qiáng)度：芯樣抗壓強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)值1.15倍樁頂標(biāo)高：+30mm，-50mm樁位偏差：單排樁≤50mm，群樁≤100mm九、應(yīng)急預(yù)案9.1常見事故應(yīng)急處置9.1.1塌孔處理輕微塌孔（局部掉塊）：立即提高泥漿比重至1.3-1.4，投入粘土塊沖擊護(hù)壁嚴(yán)重塌孔（孔口坍塌）：立即回填至塌孔位置以上2m，采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)再重新鉆進(jìn)埋鉆處理：采用高壓水沖洗鉆頭周圍，緩慢提拔，必要時(shí)采用水下切割處理9.1.2洪水應(yīng)急汛期來臨前，清理河道及排水溝，備足防汛物資（沙袋、水泵等）接到洪水預(yù)警后，停止低洼處施工，將設(shè)備轉(zhuǎn)移至高處洪水過后，檢查場地穩(wěn)定性，對受沖刷樁位采用注漿加固處理9.2應(yīng)急物資儲備物資名稱規(guī)格數(shù)量存放位置應(yīng)急發(fā)電機(jī)200kW2臺項(xiàng)目經(jīng)理部潛水泵Φ150mm10臺各施工隊(duì)鋼護(hù)筒多種規(guī)格50m材料倉庫速凝水泥42.5R50t拌合站片石5-30cm200m3各作