高架桥钻孔灌注桩施工方案
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高架桥钻孔灌注桩施工方案
目录
一、编制依据和编制原则 (3)
1、编制依据 (3)
2、编制原则 (3)
二、工程概况 (3)
1、工程简介 (3)
2、气象、水文及工程地质 (3)
三、施工目标 (5)
1、工期目标 (5)
2、质量目标 (5)
3、安全目标 (5)
四、施工布置与规划 (5)
1、施工便道及施工平台 (5)
2、供水、供电及通讯系统 (6)
3、渣场 (6)
4、混凝土拌和系统 (6)
5、泥浆制备系统 (7)
6、钢筋笼加工 (7)
7、工地试验室 (7)
五、资源投入 (8)
1、人员 (8)
2、设备 (8)
3、材料 (9)
六、钻孔灌注桩施工 (10)
1、工艺流程 (10)
2、钻孔灌注桩施工 (11)
3、钻孔灌注桩施工技术要求 (12)
H1——桩孔底至导管底端间距,一般为0.3-0.4m; (24)
H2——导管初次埋置深度(m); (24)
七、质量保证措施 (25)
1、质量目标 (25)
2、质量保证体系 (25)
3、质量管理制度 (25)
八、安全保证措施 (29)
1、安全实施目标 (29)
2、安全保证体系 (29)
3、组织管理保证措施 (30)
八.环境保护、水土保持措施 (30)
1、环境保护、水土保持体系 (30)
2、防止水土流失措施 (30)
3、环境保护措施 (30)
九、提交资料 (32)
1、原材料质量合格证及现场抽样试验资料; (32)
2、钻孔原始记录及验收记录; (32)
3、清孔及钢筋笼验收记录; (32)
4、桩基砼灌注原始施工记录; (32)
5、隐蔽工程验收记录; (32)
6、砼取样检测及报验资料; (32)
7、设计变更通知单; (32)
8、事故处理记录及有关文件; (32)
9、灌注桩的检验报告; (32)
10、工程质量评定表。
(32)
一、编制依据和编制原则
1、编制依据
《XX至XX高速公路两阶段施工图设计》;
《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000);
《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004);
《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003);
《广东省高速公路建设标准化管理规定(试行)》
《XX高速公路第十二合同段实施性施工组织设计》。
2、编制原则
(1)遵守合同条款要求,认真贯彻业主或监理工程师的指示、指令和要求。
(2)严格遵守合同明确的设计规范、施工规范和质量评定与验收标准。
(3)坚持技术先进性、科学合理性、经济实用性、安全可靠性与实事求是相结合。
(4)自始至终对施工现场坚持实施全员全方位、全过程严密监控、动静结合、科学管理的原则。
(5)实施项目管理,通过对劳务、设备、材料、技术、资金、方案、信息、时间与空间的优化处理,实现成本、工期、质量及社会效益。
二、工程概况
1、工程简介
XX高速公路高架一桥(左线、右线)跨径组合为左右线:6×30m+11×40m+(30+40+2×30)+5×30m,桥长907.54m,其墩台基础均采用桩基础,共有钻孔灌注桩135根。
黄蜂岗高架一桥桩基桩径分150cm、160cm、180cm、200cm、220cm、250cm六种类型,其中左右线0#台、17#、18#墩台位于半山腰,交通不便,采用人工挖桩,其余均采用钻孔灌注桩,桩长最短为1200cm,最长为6200cm,累计桩长共4577延米。
XX互通立交黄蜂岗高架一桥左幅23#、24#、25#、26#墩为摩擦桩,其余为端承桩;右幅22#、23#、25#、26#为摩擦桩,其余为端承桩。
2、气象、水文及工程地质
2.1气象水文
本设计合同段路线走廊带属南亚热带季风气候,分别为武夷南岭山地过湿区及华南沿海台风区(Ⅳ6~7),处于赤道低气压带和副热带高气压带之间,气候温和湿润,雨量充沛,无霜期长。
1月均温为10.1℃~16.4℃,7月均温27.44℃~32.2℃,年平均气温22.0~24.4℃,年平均降雨量1380~1517mm,多集中于夏秋季,年平均相对湿度80~80.7%。
年日照射数在1719~2430h之间。
冬春常见浓雾并有霜冻,4~9月多东~东南风,10月至次年3月多西~西北风,风速一般1~2m/s,最大风速10~12m/s。
春旱、秋末的寒露风和局部的洪涝是主要自然灾害。
XX鹤山市一带夏秋盛吹偏南风,常有台风侵袭,并夹带暴雨,风力最大达12级。
冬、春多吹偏北风,常受寒潮影响而出现霜冻或低温阴雨天气。
2.2地形地貌
桥位区属丘陵地貌区,两端位于丘陵坡地,植被发育,桥位主要跨越河流谷地,在K102+600~K102+800段、K103+400~K103+900段基本平行山谷展布,河流谷地多数为农田及少量民居,地形起伏较大,地面标高124.22~199.28m。
2.3地质构造及地层岩性
黄蜂岗高架一桥桥位区发育断裂带F3及F4,属于非活动性断裂。
桥位地层复杂,由第四系耕植土、砾砂、碎石、粘性土和基底泥盆系天子岭组灰岩、震旦系大绀山组变质砂岩、片岩及其风化层组成。
天子岭组灰岩与大绀山组变质砂岩为断层接触。
岩性复杂,岩溶属极强发育,岩面起伏变化大,在灰岩区完成的钻孔为59个,揭露溶洞的钻孔有38个,钻孔见洞率约64.41%。
2.4水文地质
工作区地处南亚热带~热带湿润季风气候区,温暖多雨,水系发育,地下水的补给充沛。
丘陵和中低山地区基岩裂隙发育,风化层厚度较大;河谷和盆地区地形平坦,有利于大气降水的渗入补给和汇集,形成丰富的地表水以及地下层状、块状基岩裂隙水、岩溶裂隙水、岩溶水和孔隙水。
该区地下水的分布主要受岩性、构造、地貌和植被等因素的控制和影响。
中、上泥盆统以及下石炭统岩关阶主要为砂岩、粉砂岩夹泥岩,多构成低山、丘陵地貌,水量微弱~中等。
区内出露的岩浆岩体主要为花岗岩岩类,其岩石结构变化较大,地貌上构成中低山和丘陵,地表植被发育。
主要含风化裂隙水和构造裂隙水,水量微弱~中等。
按《公路工程地质勘察规范》(JTJ 064-98)进行地下水的腐蚀性判别,结合《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)相关条文判别,本区大部分环境水对混凝土无腐蚀性,对砼结构中的钢筋腐蚀作用等级均为微腐蚀。
三、施工目标
1、工期目标
XX互通立交黄蜂岗高架一桥钻孔灌注桩施工于XX年11月1日开始,XX年4月1日完工,历时153天。
2、质量目标
(1)工程质量符合国家现行有关设计、施工及验收规范的要求。
(2)施工质量标准满足合同要求。
(3)竣工验收的质量评定:优良。
3、安全目标
3.1、本工程安全生产工作的目标是:创安全工程。
3.2、本工程安全生产工作主要监控指标是:
3.2.1工伤事故:杜绝重伤及重伤以上工伤事故,减少轻伤事故发生。
3.2.2机电事故:杜绝重大机电设备事故,机电设备事故直接经济损失率﹤0.5‰。
3.2.3交通事故:杜绝重大交通事故,百车事故率﹤2﹪。
3.2.4火灾事故:杜绝火灾事故。
3.2.5“安全岗位”达标率>80﹪。
3.2.6抓好施工现场尘毒噪声等有害作业专项治理,治理达标率大于70%,无职业病患者。
3.2.7事故隐患整改率>100﹪。
3.2.8安全报表和记录及时、真实、齐全,信息返馈及时。
四、施工布置与规划
1、施工便道及施工平台
XX互通立交区交通相对比较方便,在黄蜂岗高架二桥10#墩附近与乡道656连接,道路较方便,但道路宽度平均只有4m,无法满足施工需要,需要加宽或者新建,新建便道宽度考虑在6m,与乡道656相连接作为XX互通和尖峰顶隧道的进场道路。
该段地形较平坦,施工难度小,场地布置方便,交通条件较好,每个钻机施工前应整平施工场地,以便钻机施工,具体做法是:在施工前应在钻机周围人工挖出排水沟,清除场地杂物,换除软土,历打密实。
铺上轨
道枕木,保证钻机不沉陷、不偏移,确保成孔的质量。
2、供水、供电及通讯系统
2.1、生产供水。
根据图纸设计说明以及现场堪察,桥址处地表水系较发育,桥址中部有小溪流过,水质较好,满足生产要求。
生产用水采用沿线比较丰富的河水,敷设Φ100mm水管至工地蓄水池,然后用水管接至各作业面,主要用于混凝土拌和、养护。
生产用水本着就近就地的原则布置。
其中:
混凝土拌制用水,在混凝土搅拌站附近建一座容量30m3的砖砌蓄水池。
混凝土养护用水,桥梁施工沿线布置Φ100钢管,各作业面配备消防水管以保证各施工部位的用水。
泥浆制备用水,泥浆制备用水通过水泵直接抽取河水。
各项目用水量,详见表1。
表1 现场用水量表
明用电。
考虑用电不均匀系数及工期等因素,本合同段拟在黄蜂岗高架一桥左线17#台左侧约100m处山上设一台630KVA变压器,供黄蜂岗高架一桥及匝道用电;在黄蜂岗一桥1#墩左侧设置400KVA变压器,供黄蜂岗一桥施工用电,合同段内用电系统通过业主与当地有关部门协商T接入当地电网。
3、渣场
施工时产生的弃浆经排浆沟集中到沉渣池,定期用挖掘机清理弃渣并由专门车辆运至指定的2#弃渣场,确保现场施工需要。
4、混凝土拌和系统
XX互通立交黄蜂岗高架一桥桩基工程混凝土量约7602m3,全部由本合同段1#搅拌站供应。
本合同段混凝土搅拌站位于黄蜂岗二桥11#墩右侧125 m,可供应XX连接线和互通立交区施
工用混凝土。
(1)砼拌和生产能力。
根据施工进度计划,采用HZS90型搅拌站1座(2台),采用电子秤自动化控制搅拌站。
(2)砂石料储运设施。
砼用砂石骨料采用自卸汽车运入搅拌站堆料场,净料储量4320m3,配置一台ZL50装载机。
(3)粉料储运设施。
采用8个100吨水泥储罐。
(4)工艺流程。
混凝土搅拌系统的工艺流程见图1。
图2 混凝土搅拌系统的工艺流程图
5、泥浆制备系统
本标段内泥浆池及沉淀池拟分开设置,即每两个桥墩旁设置泥浆池及沉淀池,负责该桥墩所有桩基泥浆的供应。
泥浆池及沉淀池必须分开设置,不得共用, 泥浆池尺寸5×5×2m,用50mm钢管做临时防护,防护立杆距离泥浆池50cm,每根立杆高度1.25m,间距2m,水平横杆间距60cm,周围用绿色醒目网封闭防护,在顶面醒目地方挂设安全警示标志。
6、钢筋笼加工
桩基工程钢筋制安量约410t,平均日加工强度约6.5t,高峰期日加工13t。
钢筋笼加工均在1#钢筋加工场采用数控钢筋笼滚焊机集中制作,然后用拖车分节运至现场安装。
7、工地试验室
工地试验室位于项目部驻地内,建筑面积200m2。
主要负责钢筋混凝土原料、半成品、成品质量检测等,混凝土试件制作养护室设于项目部。
五、资源投入
1、人员
1.1架子队人员组织管理机构
1.2投入桩基工程施工的人员计划见表3。
表2 桩基工程人员计划表
2、设备
投入桩基工程施工的主要设备见表4
表3 投入桩基工程施工的主要设备表
3、材料
投入桩基工程施工的主要材料计划见表5。
表4桩基主要材料计划表
六、钻孔灌注桩施工
1、工艺流程
钻孔灌注桩施工工艺流程如图2
图3 钻孔灌注桩施工工艺流程图
2、钻孔灌注桩施工
2.1桩位放样
根据设计图和控制坐标,做好施工测量控制网,再测放钻孔灌注桩桩位,打好中心桩,并离中心桩2m,拉十字线过中心桩,打下十字桩,护筒埋设后进一步校核。
全部放样必须报测量监理工程师,并做好施工放样记录,整理报监理工程师审核,待监理工程师审核通过后方可进行下一步施工。
2.2护筒制作与埋设
护筒采用δ=6mm钢板制作,护筒内径稍大于钻孔直径,长度为2m,护筒两端及中部各加设一道加劲肋,上肋以φ25圆钢加固外壁,中下部每隔1m设δ8、B=30cm钢板环一道。
护筒坚实、不漏水、内部平整。
护筒埋设后顶部高出施工时最高水位1.5-2.0m,周围用粘土封闭。
先在桩位处挖出比护筒外径大80cm-100cm的圆坑,然后在坑底填筑50cm左右厚的粘土,分层夯实并整平。
将桩位用仪器放出,将中心位置标于坑底,钢护筒对称设置四个吊点,吊起后使其自然垂直,放入坑内,使四方吊点形成的十字线中心与坑内标志点处于同一垂直线上,然后用水平尺及垂球检查,确保护筒竖直及位置准确,此后即在护筒周围对称,均匀的回填最佳含水量的粘土并分层夯实。
填筑高度应高出施工水位2米或地面0.3米。
护筒中心与桩中心重合,其平面位置偏差不大于50mm,倾斜度的偏差不大于1%。
护筒埋设后,在护筒口做好桩孔中心标识。
2.3钻孔
钻孔采用钢绳式冲击钻机、钢铸十字钻具。
开孔时,吊起钻头对准护筒桩孔中心,护筒内回填适量粘土和少量放水(浆),采取轻拉慢放、渐断冲击,并及时逐步添加粘土和水(浆),保护好孔口段,当钻孔深达3~5m,检查钻孔正常后进入正常钻进直至符合要求深度为止。
2.4排渣与清孔
在钻进过程中,必须随时补充泥浆,调整泥浆比重。
排渣方式采用循环排渣方法,含粘泥浆进入沉淀池沉淀处理后可继续使用。
沉淀池内钻渣定期清理,沉淀池内泥浆需经常检测比重、粘度、含砂量等泥浆性能指标,及时补充新鲜泥浆改善泥浆性能。
钻孔达到设计要求深度后,必须采用循环换浆法把孔底的沉渣捞清,以免影响桩的承载力。
2.5钢筋笼制作与安装
采用钢筋笼滚焊机数控制作钢筋笼,吊放钢筋笼时严禁碰孔壁,并防止坍孔和将泥土带入孔内。
钢筋笼吊入后校正其轴线使之竖直,勿使其扭曲变形。
钢筋笼吊入后孔内后,必须尽快浇筑凝土。
2.6混凝土浇筑
桩孔砼浇筑采用导管法施工。
砼浇筑等级C30,粗骨料采用级配良好的碎石,粒径不大于30mm,细骨料采用级配良好的中粗河砂,砼坍落度宜为180~220mm,扩散度宜为340~380mm,砼配合比必须经中心试验室批复方可使用。
3、钻孔灌注桩施工技术要求
3.1 施工平台
桥墩灌注桩施工平台,并应满足下列要求:
3.1.1 施工平台应有足够的面积,满足成孔机具、灌注砼、泥浆设备及钢筋笼制安的作业要求;
3.1.2 施工平台应有足够的高度,使护筒埋设后高出最高水位1.5~2.0m,并不影响钻孔设备的安装和作业;
3.2 钻孔泥浆
3.2.1泥浆原材料及泥浆池
本项目采用泥浆护壁钻进,钻孔泥浆采用水、膨润土组成。
3.2.2.泥浆作用及性能指标
由于泥浆相对密度大于水的相对密度,所以护筒内同样高的水头,泥浆的静水压力比水大。
由于静水压力的作用,泥浆可作用在进孔壁形成一层泥皮,阻隔孔内外渗流,保护孔壁免于坍塌。
另外,冲击钻进时泥浆的上升流速是靠钻锥上下搅动而产生的,钻渣被泥浆上升流速带上来后,能够悬浮在泥浆中,不致很快沉淀,使钻锥能正常冲击到新的土层中,因此泥浆起护壁和悬浮钻渣的作用。
泥浆性能指标选择如下表:
表5 泥浆性能指标
(1)掏渣筒提至孔外后,放一细孔筛在孔口,使泥浆经过筛子漏回孔中,然后倒掉遗留在筛上的钻渣。
(2)在孔口上放一盛渣盘,下接溜槽,盛渣盘和溜槽与水平成不大于10°的倾角。
将掏渣筒提到盛渣盘上,使渣浆沉到盘中,钻渣沉淀后,泥浆越过挡板,经溜槽流回孔中再用。
3.2.
4.泥浆使用注意事项
钻孔过程中随时监测泥浆浓度,当含砂率过高成浓度降低及失水量增大时,应及时排渣或补充、更换泥浆。
3.2.5、废浆液及钻渣处理
待排出的废泥浆干后用挖掘机配合自卸车运至业主指定排放地点排放,防止环境污染。
3.3钻机就位安装
3.3.1钻机安装前,要检查钻机及相应设备是否完好及施工平台环境是否满足施工各道工序的要求。
3.3.2钻机必须安装在300×25×20cm方木上,防止钻机滑动移位。
3.3.3钻机就位安装时要平稳,对准孔位中心,必须用测量仪复测护筒中心孔位,保证护筒桩位中心、钻具中心在同一铅垂线上。
3.4钻孔
黄蜂岗高架一桥为灰岩区,根据现场情况和地质钻孔资料完成情况采用梅花香跳孔法施工,将未完成钻孔的桩基和桩底标高为暂定的暂时搁置,待后续资料完善后再开其他桩位。
3.4.1钻机开钻前,应检查钻孔设备安装是否稳固,性能完好,配套机具是否就位齐全、完好,钻孔泥浆是否拌制并性能是否符号要求,钻具是否对准钻孔孔位,钻头直径是否满足设计要求。
3.4.2钻进时根据地层情况,可采用不同的泥浆进行钻进,要确保孔壁稳定。
钻进时如孔内出现坍孔、涌砂等异常情况,应立即将钻具提离孔底,同时向孔内输送性能符合要求的泥浆,保持浆柱压力以抑制继续涌砂和坍孔。
3.4.3钻进达到设计孔深停钻时,仍要维持泥浆正常循环,直到返出泥浆的钻渣含量满足设计要求。
起钻时应注意操作轻稳,防止钻头拖刮孔壁,并向孔内补入适量泥浆,稳定孔内浆柱高度。
3.4.4在钻进时要观察孔内地层变化,每进尺1m或在土层变化处捞取渣样,判断土层,入岩后每0.3~0.5m取样,记入钻孔记录表并与地质柱状图核对,发现与设计提供的地质剖面图不符时应及时向现场工程师汇报,现场工程师速报驻地监理,及时采取相应措施,保证成孔质量。
3.4.5升降钻具时必须平稳,钻具提出孔口时应防止碰撞护筒、孔壁、钩挂护筒底部。
3.4.6因故停钻时,孔口应加护盖。
严禁将钻具留在孔内,以防埋钻。
3.4.7当钻孔遇有坍孔、孔斜、弯曲、扩孔、漏浆、落物、卡钻、埋钻时,要针对不同情况,仔细分析,查明原因和位置,采用不同的方法及时进行处理。
3.4.8成孔验收:钻孔终孔后要实测孔位、孔深、孔形、孔径、孔偏,自检合格后才能通知监理工程师到现场进行终孔验收签证。
3.4.9钻孔灌注桩偏差及检查方法:
表6
3.4.11钻孔常见事故及处理
由于地质条件复杂,设备故障,操作人员责任心不强等,钻进时易造成坍孔,钻孔偏斜,掉钻落物,扩孔和缩孔、梅花孔(十字孔)、卡锥、钻孔漏浆等事故。
(1)坍孔
造成坍孔的原因:
①泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮。
②由于出渣后未及时补充泥浆或水。
③护筒埋置太浅,下端孔口漏水。
④在松软砂层中钻进进尺太快。
⑤冲击锥或掏渣筒子倾倒,撞击孔壁或爆破石方时,炸药量过大,造成过大震动。
⑥吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
(2)采用相应措施:
①砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,采用高质量泥浆。
②发生孔口坍塌时,立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻。
③严格控制冲程高度和炸药用量。
④清孔时应指定专人补浆、补水,保证孔内必要的水头高度。
⑤吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。
(3)钻孔偏斜:
造成偏斜原因:
①钻孔中遇到较大的孤石或探头石。
②在有倾斜的软硬地层交界处,岩面倾斜处钻进,钻头受力不均。
③钻机底座位置水平或产生不均匀沉降、位移。
(4)预防和处理方法:
①安装钻机时使转盘,底座水平,固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正。
②由于主动钻杆较长、钻动时上部摆动过大,必须在钻架上增设导向架,控制钻杆上的提引水龙头,使其沿导向架对中钻进。
③钻杆接头应逐个检查,及时调正,当主动钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调直。
④在有倾斜的软、硬地层钻进时,应吊着钻杆控制进尺,低速钻进。
(5)掉钻落物
造成掉钻落物原因:
①卡钻时强提强扭,操作不当,使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。
②钻杆接头不良或滑丝
③冲击钻头合金套灌注质量差,致使钢丝绳拔出。
④操作不慎,落入扳手,撬棍等物。
(6)采用相应处理方法:
①开钻前应清除孔内落物,零星铁件可用电磁铁吸取,较大落物和钻具也可用打捞工具打捞,然后在护筒口加盖。
②经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。
③以便于打捞落锥,在冲击锥上预先焊打捞环。
(7)扩大和缩孔
造成扩孔和缩孔原因:在地下水呈运动状态,土质松散地层处或者钻锥摆动过大,易出现扩孔。
钻机钻进时发生卡钻,提不起钻头或者提钻异常困难时易发生缩孔,另一种是地层中软塑土遇水膨胀后使孔径缩小。
处理方法:若只孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量大大增加,若因扩孔后继续坍塌影响钻进,应按坍孔处理。
为防止缩孔要及时修补磨损的钻头,使用失水率小的优质泥浆护壁。
(8)卡锥
卡锥的原因:
①钻孔形成梅花形,冲锥被狭窄部位卡住。
②未及时焊补冲锥,钻孔直径逐渐变小,而焊补后冲锥大了,又用高冲程猛击。
极易发生卡锥。
③伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住锥脚或者锥顶。
④孔口掉下石块及其它物件,卡住冲锥。
⑤在粘土层中冲击的冲程太高,泥浆太稠,以致冲锥被吸住。
⑥大绳松放太多,冲锥倾斜,顶住孔壁。
(9)处理方法:
①当为梅花卡钻时,若锥头向下有活动余地,可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。
②卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。
宜用由下向上顶撞的方法。
轻打卡住的石头。
③用较粗的钢绳带打捞钢放入孔内,将冲锥勾住后,与大绳同时提出,,并多次上下、左右摆动试探,有时能将冲锥提出。
④在打捞过程中,要继续搅拌泥浆,防止沉淀埋钻。
⑤用其它工具,如小冲锥等下到孔内冲击,将卡锥的石头挤入孔壁。
⑥使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正。
⑦以上方法提升卡锥无效时,可减用水下爆破提锥法。
(10)钻孔漏浆
①漏浆的原因:
a、透水性强的砂砾或流砂中,稀泥浆向孔壁外漏失。
b、护筒埋置太浅,回填土夯实不够,致使下脚漏浆。
c、护筒制作不良,接缝不严密,造成漏浆。
d、水头过高,水柱压力过大,使孔壁渗壁。
②处理方法:
a、加稠泥浆或者回填粘土掺片石,卵石反复冲击增加护壁。
b、护筒漏浆的用潜水工用棉等封闭接缝。
3.5、岩溶区桩基施工要点
XX互通立交区大部分桥梁处灰岩地区,岩溶较为发育,桥位区内地层夹多处土洞、溶洞,溶洞分布空间及深度具有一定的随机性,岩面埋深不一,强度不均匀,地质情况变化较大。
作为地下隐蔽工程,在桥梁桩基础施工中,遇到溶洞给施工带来很大困难,如处理方法不当,往往会造成掉钻、卡锤、埋锤、漏浆、塌孔、断桩等事故发生,甚至会影响桥梁结构安全。
因此在桩基施工前前充分了解桥梁各桩基所遇溶洞的发育规律、基本形态、规模大小、溶穴顶底板岩层厚度、完整性、洞内充填物形状等,以采取稳妥的处理措施,确定合理的桩基类型和桩底高程。
灰岩区桥梁需逐桩进行地质钻探,必要时采取管波、CT等勘测手段。
对桩位处无钻孔、或桩底持力层厚度不能满足要求的,图纸中桩底高程为暂定,施工前需结合地质补勘资料重新确定方可施工。
为确保施工安全和工程质量,岩溶区每根桩的施工建议批准后再实施。
3.5.1、溶岩区桩基施工处理原则
根据各溶洞发育特点、发育程度,连通情况,老桥地质及老桥基础类型,拟采用常规施工法、回填片石黏土法、钢护筒护壁法、旋喷桩帷幕护壁法、预压浆填充法(或后压浆填充法)、桩底后压浆法等处理措施,具体采用如下:
(1)、对覆盖层存在软弱层、松散砂层的情况,一般均采用钢护筒穿过软弱层、松散砂层。
(2)、对现有地质钻孔未发现溶洞的灰岩区桩基,桩基施工一般采用常规施工法(但施工现场应做好应急处理措施)。
(3)、对单个溶洞为全充填的情况,一般采用回填片石黏土法施工,通过抛填片石、黄土挤密填筑溶洞,形成泥浆护壁。
(4)、对单个溶洞高度大于5m的情况,且溶洞内为半充填或空洞的情况,一般采用双层钢护筒跟进。
外层钢护筒穿过软弱层和松散砂层,防止塌孔,内层钢护筒穿过溶洞。
(5)、部分桩基为避免穿越土洞,溶洞,采用先在其上成桩,然后压浆填充的处理方式。
(6)、灰岩区当覆盖层存在较厚的软弱层或松散砂层,且基础采用摩擦桩设计时,一般采用在桩周旋喷桩注浆形成帷幕护壁较为适宜;另一种情况是溶洞存在连通情况,为防止桩基钻孔过程中土体坍塌及大面积降低地下水位造成周边结构物的不均匀沉降,须设置帷幕护壁。
(7)、对特大溶洞,不同基础之间可能存在溶洞连通且覆盖层较弱的情况,一般采用压浆等预处理方案,减轻不同桩基施工之间的影响,确保安全。
(8)、地质钻孔揭露的桩底完整基岩(持力层)厚度略有不足,且底下有溶洞的情况,可考虑将桩底溶洞进行压浆处理,增加持力层厚度。
(9)、对摩擦桩桩周、桩端均为黏土层等较差地质,且同一联内桩基性质不同,对摩擦桩基础建议采用桩底后压浆,减小桩基之间的不均匀沉降。
桩基后压浆按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007 附录N 进行取值和计量。
(10)、岩溶区桩基护壁所采用钢护筒不回收(常规桩基孔口钢护筒回收多次利用),钢护。