1、新建合肥至福州客運專線（閩贛段）hfmg-2標段土建工程臨湖特大橋巖溶地段樁基施工方案中交一航局京福鐵路客專閩贛標項目經(jīng)理部二分部2010年12月1日臨湖特大橋巖溶地段樁基施工方案一、工程概況臨湖特大橋（dk448+755.370-dk451+876.240）位于江西省上饒市玉山縣臨湖鎮(zhèn)，全長3120.87米，鉆孔樁933根，直徑分別為1.0m、1.25m和1.5m。橋位處巖溶發(fā)育，最大溶洞高度達50.8m。二、溶洞情況匯總?cè)芏辞闆r匯總表序號墩號溶洞高度埋深是否有塌陷可能承臺所處位置130.9/3.524.6無農(nóng)田241.137.7無農(nóng)田364.719.5無農(nóng)田493.736無農(nóng)舍51123.

2、319.5有農(nóng)田61317/23.115有農(nóng)舍7147.1/1.2/5.930.4有農(nóng)舍8156.4/27.812有農(nóng)舍9160.2/2.120.6有農(nóng)舍10178.1927.7有農(nóng)舍111814.145.6無農(nóng)舍121921.537.1無農(nóng)舍13207.927.5無農(nóng)田14218.319.7無農(nóng)田15226.640.8無農(nóng)田16257.740.4無農(nóng)田17260.7/5.3/339.6無農(nóng)田18273.1/1/1.638.6無農(nóng)田192821.117.9有農(nóng)田203050.827.4有公路21367.419.6有農(nóng)舍22377.117.5有農(nóng)舍23382.5/5.2/2.9/0.916.8有

3、農(nóng)舍24406/5.613.3有農(nóng)田25411.6/9.829.4無農(nóng)田26441.931.4無農(nóng)田27455.637.6無農(nóng)田2846337.1無農(nóng)田29483.916無農(nóng)田30491.216.1無農(nóng)田31511.15.9無農(nóng)田32524.68.1無農(nóng)田3353215.5無農(nóng)田34542.520.3無農(nóng)田35552.417無農(nóng)田36561.930.5無農(nóng)田37591.421.9無公路38605.120.7無農(nóng)田39614.420.5無農(nóng)田40623.516.9無農(nóng)田416311.8513.5無農(nóng)田42673.225.7無農(nóng)田43680.920.9無農(nóng)田44690.631.4無農(nóng)田45704.

4、131.4無農(nóng)田467113.720無農(nóng)田47722.8/1/1.910.7有農(nóng)田48734.4/6.35/5.1/0.79/5.7/4.623有農(nóng)田497410.17.3有農(nóng)田50758.810.1有公路517613.513.6有農(nóng)田527723.810.9有農(nóng)田53781.319.8無農(nóng)田548110.840無農(nóng)舍55821.6130.5無農(nóng)舍56843.3/632.3無農(nóng)舍57853.5/3.926無農(nóng)舍588617.322.4有農(nóng)舍59894.528無農(nóng)舍三、巖溶地段樁基處理1、溶洞處理方案臨湖特大橋橋位所處巖溶地貌較多，而且?guī)r溶發(fā)育。給樁基礎施工帶來了較大隱患，對淺埋巖溶地層或存在地

5、面塌陷隱患的樁孔采取預處理措施。在巖溶地質(zhì)條件下進行鉆孔施工，主要應控制鉆機平穩(wěn)，防止斜孔、防止串孔、鉆孔漏水和鉆孔進度問題。要根據(jù)地質(zhì)條件，可以分別采用拋填片石、高壓注漿、灌注低標號混凝土、鋼護筒跟進等施工技術(shù)措施，確保鉆孔施工順利進行。1.1拋填片石法根據(jù)設計圖紙?zhí)峁┑刭|(zhì)資料及結(jié)構(gòu)尺寸，3#、4#、6#、9#、22#、44#、45#、46#、48#、49#、51#、53#、54#、55#、56#、59#、60#、61#、62#、68#、69#、70#、78#、82#、84#、85#、89#、92#承臺的樁基所處溶洞高度小，而且發(fā)育規(guī)模小，可直接采用拋填片石法施工。對于溶洞大、連通性好的溶洞

6、也可以采用片（碎）石反復回填的方法處理，具有施工工藝簡單、成本低、效果好等特點。拋填片石法施工要點：當鉆孔至溶洞層時，一般護筒內(nèi)泥漿會全部或部分流失，嚴重時會造成塌孔，這時可采用片石加粘土（按1.5：1體積比）回填，溶洞較大時可加入部分水泥，必要時可加入時稻草（草類）物質(zhì)?；靥钜粚印⒉捎勉@頭沖擊一遍，盡量使片石和粘土保持密實，直至回填至溶洞頂部以上12m.溶洞回填完成后，向鉆孔內(nèi)注入稠度較大的泥漿，使其自然浸入片石縫隙內(nèi)，然后采用鉆頭沖擊，使片石和粘土擠入溶洞內(nèi)，形成泥石護壁。若溶洞內(nèi)泥石護壁出現(xiàn)漏漿時，應再次回填，反復回填、反復沖擊，直至不再漏漿為止。 采用拋填片石處理溶洞時，鋼護筒須穿透砂

7、礫等透水層、坐在不透水層上，以防止出現(xiàn)溶洞后孔內(nèi)水頭急劇下降而造成坍孔。根據(jù)設計圖紙及地質(zhì)勘測報告，分析透水層位置及厚度，提前加工相應長度的護筒，以便施工正常進行。 1.2灌注低標號混凝土 地址資料及結(jié)構(gòu)尺寸，13#、14#、15#、16#、17#、18#、19#、20#、21#、22#、23#、24#、25#、26#、27#、28#、30#、31#、32#、35#、36#、37#、4#、75#、76#、77#承臺的樁基礎溶洞高度大，而且覆蓋面積廣。有時采用填粘土和片石的方法難以成孔，或者成孔后灌注水下混凝土時孔壁被擠垮，這時用灌低標號混凝土的方法處理。 施工準備和開孔方法同填粘土塊和片石方法

8、，當擊穿溶洞頂板時，為節(jié)約混凝土灌注量，可先填粘土塊和片石，反復沖擠，待溶洞填注基本飽滿時，再灌低標號混凝土至溶洞頂1m以上，待混凝土達到一定強度后再繼續(xù)鉆孔。 1.高壓注漿及低標號混凝土灌注對于封閉型、全填充或半填充型的溶洞，采用注漿充填溶洞或注漿固結(jié)溶洞填充物的處理效果顯著。根據(jù)設計圖紙?zhí)峁┑刂焚Y料及結(jié)構(gòu)尺寸， 51#、52#承臺的樁基礎所處溶洞頂板厚度小，在施工過程中可能造成塌陷?？蓛?yōu)先采取高壓注漿及灌砂壓漿提前固結(jié)洞內(nèi)填充物質(zhì)，以便施工。1.3.1高壓注漿施工要點：）高壓注漿設備采用高壓注漿泵，水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥。）用地質(zhì)鉆機在每一根樁的中心位置或橋墩承臺的四角鉆80mm

9、110mm的注漿孔，孔深達到最深溶洞的底部。注漿管插入溶洞下部。）用注漿泵注漿，注漿壓力控制在0.51.0mpa范圍，注漿速度1520/min，滲透最小直徑保證3.0m，以保證沖鉆成孔時溶洞內(nèi)有足夠的固結(jié)體。注漿時注漿管必須插入填充物的底部，然后邊注漿邊緩慢上提，提管速度不宜太快，根據(jù)注漿速度確定，應使?jié)B透半徑控制在允許范圍內(nèi)。漿液選用水泥漿，水泥漿配合比為水：水泥=0.8:1.0。若需用水泥砂漿，則配合比采用水：水泥：砂=1:1:0.8，需要用雙液漿時，水玻璃的含量根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。）為防止?jié){液流失太遠造成浪費，采用間歇注漿方式，間歇時間6h時，使得先注入的漿液與砂子（或碎石）初步達到膠結(jié)后

10、再注漿，循環(huán)注漿多次，直至達到規(guī)定最小注漿量和注漿壓力控制值為止。）注完一個孔后，繼續(xù)對其余孔進行注漿，后注漿的孔洞壓力必須調(diào)高，最后封孔。1.3.2灌砂壓漿施工要點：灌砂壓漿孔與高壓注漿法鉆孔施工方法相同。 灌砂采用干燥、潔凈的中粗砂，并進行清篩，防止雜物堵管。一個橋墩內(nèi)各注漿管內(nèi)灌砂、注漿輪流進行。灌砂時分幾次進行，第一次灌砂高度約45m，然后將注漿管插入灌入的砂中一定深度，向砂中壓入一定量的水泥漿。壓漿后采用清水沖洗注漿管，防止水泥漿粘附在管壁上，影響下一次灌砂、注漿。注入水泥漿初凝后，進行下一次灌砂、壓漿，反復進行，直至灌滿，使溶洞內(nèi)充滿砂漿。14鋼護筒跟進施工所有有溶洞的承臺時均需采

11、取鋼護筒跟進法施工。就是一面沖孔、一面接高護筒，并將其振動下沉至已鉆成的孔內(nèi)或溶洞內(nèi)，用以阻斷溶洞內(nèi)流塑充填物或水的流動，便于鉆孔施工。鋼護筒跟進施工要點：1）內(nèi)護筒長度和內(nèi)徑的確定：護筒長度l=(h+h)m(h為地質(zhì)超前鉆確定的溶洞高度,h為溶洞頂?shù)降孛婕?0cm的高度)；單層護筒內(nèi)徑大于樁直徑10cm,多層護筒最內(nèi)層護筒內(nèi)徑大于樁直徑10cm，其外面一層護筒內(nèi)徑大于內(nèi)層護筒外徑10cm，并以此類推。鋼護筒孔徑要準確，連接要順直，用卷板機成型。鋼護筒要有一定的剛度，鋼板厚為10mm為宜，單個大溶洞用單層護筒，兩個大溶洞用雙層護筒，并以此類推。2）內(nèi)護筒的沉放。當沖擊穿過溶洞頂部時要反復提升沖

12、錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻礙，說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的，此時用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護筒，用吊機(或樁機自身重量)把內(nèi)護筒放入外護筒內(nèi)沉至孔底，必要時用振動錘下沉。3）用沖擊鉆鋼護筒跟進法施工時，施工中應充分利用沖擊鉆的擴孔性能，使鋼護筒能順利下沉。鉆頭直徑大于鋼護筒外徑3 -5cm，護筒到位后鉆頭改為滿足成孔要求的鉆頭直徑。4）如果沖擊鉆在堅硬的巖石中的擴孔系數(shù)較小，不能滿足護筒下沉要求的，回填并加大鉆頭直徑二次沖孔，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。5）鋼護筒的安裝要求，在現(xiàn)場安裝鋼護筒時，要保證鋼護筒連接的密實性，不能出現(xiàn)透水現(xiàn)

13、象，每節(jié)鋼護筒連接處都要求滿焊，不準為了節(jié)省時間，采用點焊的方式連接鋼護筒。也是為了以后施工過程中出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，鋼護筒所在透水層會因為水的流失產(chǎn)生坍孔現(xiàn)象。2、施工前準備臨湖特大橋鉆孔樁施工選擇樁位鉆孔順序的基本原則是：對于不等長樁橋墩，鉆孔施工遵循先長樁，后短樁的施工順序。同一墩位的鉆孔順序，按溶洞由深到淺、由多（串珠狀）到少，先施工邊位樁、角位樁，這樣施工有利于及時封閉溶洞，阻斷溶洞通道，以利下一根樁的施工。鉆孔作業(yè)前應做好如下準備工作：1）下發(fā)有設計單位提供的每個孔位的地質(zhì)柱狀圖，做到技術(shù)人員及鉆機機組人員，鉆機長、現(xiàn)場施工員、現(xiàn)場施工負責人人手一份，讓他們知道溶洞的大小、位置、充填情況

14、、頂板厚度、是否有易塌孔地層等，沒有地質(zhì)資料不準開鉆； 2）根據(jù)設計單位地質(zhì)鉆探資料，為每個墩位的每根樁設計出相應的地表加固、溶洞處理方案；3）準備足夠的片石和粘土；4）水泥取自梁場攪拌站，水源從附近河流隨時泵?。?）采用灌注低標號混凝土處理溶洞時，混凝土由梁場拌和站直接提供；6）挖掘機、翻斗車、水泵等設備現(xiàn)場隨時待命；7）有溶洞的墩位泥漿池要有足夠大。泥漿池應不小于150m3，沉淀池也不亦過??；8）對于采用高壓注漿及灌砂壓漿提前處理的溶洞，要查明其溶洞填充物的成分，上報實驗室。根據(jù)填充物的成分確定施工時所用砂漿的配合比；鋼護筒加工，鋼護筒長度8m以內(nèi)，壁厚采8mm。鋼護筒長度超過8m，壁厚采

15、1215mm。用卷板機成型。處理單層溶洞時，所需鋼護筒長度太長?？煞止?jié)加工。處理多層溶洞時，加工的鋼護筒必須遵循多層護筒最內(nèi)層護筒內(nèi)徑大于樁直徑10cm，其外面一層護筒內(nèi)徑大于內(nèi)層護筒外徑10cm的原則。9）采用鋼護筒跟進措施，要準備相應尺寸的鉆頭。3、鉆孔作業(yè)鉆機支撐點要遠離樁位，支點距離應根據(jù)可能造成坍塌范圍進行估算，嚴禁將鉆機直接支撐在孔口，對有溶洞的樁位，鉆機宜墊設鋼架（如用槽鋼或工字鋼縱橫制作而成），這樣如發(fā)生大坍塌孔時，鉆機可由鋼架撐托于地面，安全又避免損失。當鉆至溶洞頂1m左右時，首先準備足夠的片石和粘土，對于半填充和無填充的溶洞要組織足夠的泥漿或水源。其次在11.5m范圍內(nèi)變換

16、沖程或鉆頭，逐漸將洞頂擊穿，以防止卡鉆。根據(jù)鉆孔的進尺情況，在擊穿洞頂之前，要有專人觀測護筒內(nèi)泥漿面的變化，一旦泥漿面下降，應迅速補水。擊穿洞頂后，在溶洞內(nèi)鉆進時，根據(jù)填充物的不同，要采取不同的鉆進方法。當充填物為軟弱粘性土或淤泥時，應向孔內(nèi)投入粘土、片石混合物（比例1:1.5），沖砸固壁；當為砂層、卵石層時還應提高泥漿的粘度和相對密度。只有當泥漿漏失現(xiàn)象全部消失后才轉(zhuǎn)入正常鉆進。如此反復使鉆孔順利穿過溶洞。4、施工中出現(xiàn)的問題及處理4.1坍孔各種鉆孔方法都有可能發(fā)生坍孔事故，坍孔的表征是孔內(nèi)水位突然下降，孔口冒細密的水泡，出渣量顯著增加而不見進尺，鉆機負荷顯著增加等。1）坍孔的原因a.泥漿相

17、對密度不夠及其它泥漿性能指標不符合要求，使孔壁未形成堅實泥皮。b.由于漏漿后未及時補充泥漿（或水），沒有及時回填粘土片石，或河水或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水，或鉆孔通過沙礫等強透水層，孔內(nèi)水流失等而造成孔內(nèi)水頭高度不夠。c.護筒埋置太淺，下端孔口漏水，坍塌或孔口附近的地面受水浸濕泡軟，或鉆機直接接觸在護筒上，由于震動使孔口坍塌，擴展成交大坍孔。d.在松軟砂層中鉆進進尺太快。e.水頭太高，使孔壁滲漿或護筒底形成反穿孔。f.清孔后泥漿相對密度、黏度等指標降低，用空氣吸泥機清孔泥漿吸走后未及時補漿（或水），使孔內(nèi)水位低于地下水位。g.清孔操作不當，供水管嘴直接沖刷孔壁，清孔時間過久或清孔后停頓時間過長。h.吊入

18、鋼筋骨架時碰撞孔壁。2） 坍孔的預防和處理a.漏漿情況出現(xiàn)后要及時補充泥漿或回填片石和粘土。b.在松散粉砂土或流砂土中鉆進時，應控制進尺速度，選用較大相對密度，粘度、膠體率的泥漿或高質(zhì)量泥漿。沖擊鉆成孔是投入粘土，摻片、卵石，低沖程錘擊，使粘土膏、片、卵石擠入孔壁起到護壁作用。c.汛期地區(qū)水位變化過大時，應采取升高護筒，增高水頭，或用虹管、連通管等保證措施保證水頭相對穩(wěn)定。d.發(fā)生孔口坍塌時，可立即拆除護筒并回填鉆孔，重新埋設護筒再鉆。e.如發(fā)生孔內(nèi)坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘質(zhì)土（或砂礫和黃土）混合物到坍塌孔處以上1m2m，如坍孔嚴重時應全部回填，待回填物沉積密實后再行鉆進。f.嚴格控制沖

19、程高度。g.清孔時應指定專人補漿（或水），保證孔內(nèi)必要的水頭高度。供漿（水）管最好不要直接插入鉆孔中，應通過水槽或水池使水減速后流入鉆孔中，可免沖刷孔壁。應扶正吸泥機，防止觸動孔壁。不宜使用過大的風壓，不宜超過1.51.6倍孔中水柱壓力。h.吊入鋼筋骨架時應對準鉆孔中心豎直插入，嚴防觸及孔壁。4.2鉆孔偏斜各種鉆孔方法均可能發(fā)生鉆孔偏斜事故。1）偏斜原因 a.鉆空中遇有較大的孤石或探頭石。b.在有傾斜的軟硬地層交界處，巖面傾斜處鉆進；或者粒徑大小懸殊的沙卵石層中鉆進，鉆頭受力不均勻。c.擴孔較大處，鉆頭擺動偏向一方。d.鉆機底座未安置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷、位移。e.在溶巖強發(fā)育地段，鉆機鉆進過

20、程中會遇到辦溶洞半巖石的地質(zhì)情況。2）預防和處理a.采用檢孔器等查明鉆孔偏斜的位置和偏斜的情況后,一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復掃孔,使鉆孔正值。偏斜嚴重時應回填砂粘土到偏斜處，待沉積密實后再繼續(xù)鉆進。b.沖擊鉆進時，應回填砂礫石和黃土待沉積密實后在繼續(xù)鉆進。偏斜嚴重的可在開始偏斜處設置少量炸藥（少于1kg）爆破，然后用砂類土和砂礫石回填到該位置以上1m左右，重新鉆孔。c.斜坡巖面取芯糾偏斜孔，巖溶地層存在溶溝、溶槽、溶洞、軟硬不均或半巖半土、半巖半溶和斜坡巖，溶洞頂（底）板犬牙交錯，高低相差懸殊。在偏斜孔發(fā)生的初始期就應立即進行糾偏處理，否則隨著偏斜孔深度的加深，偏斜孔的偏移量加大，偏斜孔糾

21、偏的難度也會成倍增加，偏斜孔一般發(fā)生在鉆孔剛剛進入基巖面和鉆孔遇到溶洞。取芯糾偏斜孔，就是在鉆孔前，用地質(zhì)鉆機在斜面巖上鉆68個，直徑110mm的孔洞，其深度視斜坡巖層厚度而定，斜坡巖面上的孔洞能更好地與鉆頭刃腳形成咬合作用，從而達到糾偏斜孔。4.3 埋鉆埋鉆是由坍孔造成的。施工中發(fā)現(xiàn)漏漿應立即將鉆頭提到孔外,如果未及時提鉆,漏漿后坍孔,鉆頭便被埋在孔中。處理方法:1）人工挖土鋼護筒跟進法。樁孔進尺10m以內(nèi),地下水易于控制,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,一直挖到鉆頭位置,護筒也跟進到鉆頭位置。2）真空吸渣法。將導管置于坍孔的底部,用9 m3 空壓機通過5066

22、 mm 鋼管壓入空氣吸出沉渣。這種方法適用于坍孔石頭的粒徑不大于25 mm的情況。4.4卡鉆卡鉆也常發(fā)生在以沖擊鉆鉆進時，鉆頭卡在孔內(nèi)提不起來，發(fā)生卡鉆。1）產(chǎn)生原因a.未及時焊補鉆頭，鉆孔直徑逐漸變小，而焊補后的鉆頭大了，又用高沖程猛擊，極易發(fā)生卡鉆。b.伸入孔內(nèi)不大的探頭石未被打碎，卡住鉆腳或鉆頂。c.孔口掉下石塊或其他物件，卡住鉆頭。d.在粘土層中沖擊的沖程太高，泥漿太稠，以致鉆頭被吸住。e.大繩松放太多，鉆頭傾倒，頂住孔壁。2）處理方法處理卡鉆應先弄清情況，針對卡鉆原因進行處理.宜待鉆頭有松動后方可用力上提，不可盲動，以免造成越卡越緊。a.卡鉆不宜強提以防坍孔、埋鉆。宜用由上向下頂撞的

23、辦法，輕打卡點的石頭，有時使鉆頭上下活動，也能脫離卡點或使掉入的石塊落下。b.用較粗的鋼絲繩帶打撈鉤或打撈繩放進孔內(nèi)，將鉆頭勾住后，于大繩同時提動，或交替提動，并多次上下、左右擺動試探，有時能將鉆頭提出。c.在打撈過程中，要繼續(xù)攪拌泥漿，防止沉淀埋鉆。d.用其他工具，如小的鉆頭、小掏渣筒等下到空內(nèi)沖擊，將卡鉆的石塊擠進孔壁，或把鉆頭碰活動脫離卡點后，在將鉆頭提出。但要穩(wěn)住大繩以免沖錐突然下落。e.用壓縮空氣管或高壓水管下入空內(nèi)，對準卡鉆一側(cè)吸鉆處適當沖射一些時候，使卡點松動后強行提出。f.使用專門加工的工具將頂住孔壁的鉆頭撥正。g.用以上方法提升鉆頭無效時，可試用水下爆破提鉆法。將防水炸藥（少

24、于1kg）放于空內(nèi)，沿鉆頭的滑槽放到鉆頭底，而后引爆，震送卡鉆，再用卷揚機和鏈滑車同時提拉。4.5鉆孔漏漿1）漏漿原因a.巖強發(fā)育地段鉆機鉆進程中，會碰到溶洞或裂隙出現(xiàn)漏漿。b.在透水性強的砂礫或流沙中，特別是在有地下水流動的地層中鉆進時，稀泥漿向孔壁外漏失。c.護筒埋置太淺，回填土夯實不夠，致使刃腳漏漿。d.護筒制作不良，接縫不嚴密，造成漏漿。e.水頭過高，水柱壓力過大，使孔壁滲漿。2）處理方法a.孔內(nèi)出現(xiàn)泥漿緩慢流失時，可以先往孔內(nèi)反漿，如反漿多次后泥漿還是緩慢下降，則有可能遇到溶巖裂隙，需要往孔內(nèi)拋填袋裝水泥。當孔內(nèi)泥漿急速下降時，先往孔內(nèi)反漿，然后及時回填片石和粘土（按1.5：1體積比）回填，溶洞較大時可加入部分水泥，必要時可加入時稻草（草類）物質(zhì)?；靥钜粚印⒉捎勉@頭沖擊一遍，盡量使片石和粘土保持密實，直至回填至溶洞頂部以上12m。b.屬于護筒漏漿的，應按有關(guān)護筒制作與埋設的規(guī)范規(guī)定辦理。如接縫處漏漿不嚴重，可由潛水工用棉、絮堵塞，封閉接縫。如漏水嚴重，應挖出護筒，修理完善后重新埋設。4.6灌注要求由于臨湖特大橋處于溶巖強發(fā)育地段，在鉆孔過程中經(jīng)常出現(xiàn)溶洞回填現(xiàn)象，即使在擊穿溶洞后回