溶洞处理方案汇报材料

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桩基溶洞处理方案汇报材料
清西大桥及接线工程土建A标项目经理部
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目 录
Contents
一、项目概况
二、溶岩处理总体方案
三、溶岩处理施工工艺
四、溶岩区域桩基施工
一、工程概况
清西大桥工程起点位于清城区横荷街道,接广清高速改扩建终点,向北跨越 北江,经清新区山塘镇、太和镇,至太和镇迳口与清连高速对接,路线全长 16.93km。本合同段起讫桩号桩号:K0+000(项目起点)~K9+608(S354 概 跨线桥现浇段终点),全长:9.608km。主要工程为预制架设小箱梁、连续刚 况 构桥、涵洞、路基、溶洞处理、停车区土建等工程。
总 体 方 案
目 录
Contents
一、项目概况
二、溶岩处理总体方案
三、溶岩处理施工工艺
四、溶岩区域桩基施工
三、溶岩处理施工工艺
1、黏土+片石+袋装水泥等填充复钻
黏土、片石及袋装水泥填充复钻处理溶洞的范围较为广泛,是最主要的处理方式。其方 工 便、快捷,节省费用。此种方法适用于:全填充粘土、砂等填充性较差的物质,半填充或者 无填充溶洞。 艺 当钻孔至溶洞层时,一般护筒内泥浆会全部或部分流失,严重时会造成塌孔,这时可采 用片石加粘土(按1:1体积比)回填,溶洞较大时可加入部分水泥,回填一层、采用钻头冲 击一遍,尽量使片石和粘土保持密实,直至回填至溶洞顶部2~4m。溶洞回填完成后,向钻 孔内注入稠度较大的泥浆,使其自然浸入片石缝隙内,然后采用钻头冲击,使片石和粘土挤 入溶洞内,形成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时,应再次回填,反复回填、反复冲 击、或者加入水泥麻丝进行堵漏,直至不再漏浆为止。 采用回填片石、粘土处理溶洞时,钢护筒底须穿透砂砾等透水层、落在不透水层上,尤其是 多层溶洞,以防止出现溶洞后孔内水头急剧下降而造成坍孔。 回填顺序为:先回填黏土,再下片石,最后抛填袋装水泥。 对于较大的溶洞,尤其是半填充或无填充溶洞,有时采用填粘土和片石的方法难以成孔, 或者担心成孔后灌注水下混凝土时孔壁被挤垮,这时用低标号混凝土的方法处理。 有些较大的半填充的溶洞内,部分填充物强度较高,形成类似“探头石”等地形,在钻孔时 容易发生偏孔卡钻,有这种现象时,采用填充混凝土处理效果较好。
ห้องสมุดไป่ตู้
重 点 难 点
二、溶岩处理总体方案
1、岩溶桩基础预处理方案 根据地质不同,岩溶预处理目前定为四种办法: ⑴ 溶腔大且无填充的情况下,原则上采用灌注砼或者砂浆进行填充,其中灌注砼为冲 击过程中遇无充填溶洞时的处理方案(调查了解地质勘探时的具体情况,根据勘探时水头是 否下降判断是否漏浆,若漏浆漏水严重的先做预处理);灌注砂浆为冲孔前预处理方案; ⑵ 充填物为砾砂层或者流塑性土质时,采用高压旋喷水泥浆(加水玻璃)进行注浆预 处理;在处理效果不理想的情况下,采用袖阀管注浆。 ⑶ 半填充的溶洞或者全充填溶洞上层,充填物一般都不密实,因此采用砂浆进行填充 挤密; ⑷ 对于有充填物及较小空洞的情况,宜采取充填钻进方式为主,必要时可对充填物进 行压浆、旋喷等注浆方式,预加固充填物,以利于成孔。
三、溶岩处理施工工艺
2 、岩溶桩基础预处理方案
⑶、袖阀管注浆 袖阀管注浆法是利用钻机成孔后,先在钻 工 孔内注入套壳料,再下入袖阀管,候凝至一 艺 定强度后,再利用注浆泵通过注浆内管(注 浆枪头),自下而上进行分段封闭式压力注 浆,通过浆液的渗入、劈裂作用,在岩土体 中形成纵横交错的网状浆脉或浆体,使注浆 段的岩土体的孔隙或孔洞被浆液充填或挤密, 起至增强土体的物理力学性质,提高地基土 的承载力及岩体的完整性,达到加固处理的 目的。 袖阀管注浆孔布置示意图
灌浆孔布置图
三、溶岩处理施工工艺
2 、岩溶桩基础预处理方案
⑵、溶洞孔内高压旋喷水泥净浆 高压旋喷水泥浆时利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴(单喷嘴)置入土层设计 工 艺 预定深度后,利用高压泥浆泵把浆液以10-25Mpa的高压从喷嘴中喷射出去形成高压喷射流,冲 击破坏岩土体,同时借助注浆管的旋转和提升,使浆液与从土体崩落(切割)下来的土粒、砂 粒搅拌混合,经凝固后,便在岩土体中形成水泥、砂土体混合的一定强度的固结体。 浆液采用42.5#普通硅酸盐水泥配置的水泥浆。浆液配比按水灰比1:1 ~ 1:1.5配置。 高压旋喷注水泥净浆的布孔采用与双液旋喷注浆同样的注浆孔,三个注浆孔与三个检验孔 沿桩基护筒内侧30cm均匀、交叉布设,每桩布置3~4个压浆孔。 用地质钻机钻80mm~110mm的注浆孔,孔深达到最深溶洞的底部。注浆管插入溶洞下部。 采用双液压浆系统进行全孔压浆,要少量多次、反复压浆。双液浆配制时,控制浆液比例, 反复试验,掌握浆液的最佳凝固时间,凝固时间太快,不利于注浆施工,凝固时间太慢,浆液 流动性大,用量大,不经济。 高压旋喷注浆施工相关参数 施工泵压力:20~25Mpa;流量:60~70L/min;提升速度;5~10cm/min;旋转速度;5~ 10r/min;反复喷射2~3次。喷射段为溶洞底板下延1.00m~溶洞内填充物顶面以上1.00m。
三、溶岩处理施工工艺
2 、岩溶桩基础预处理方案
⑴、溶洞孔内高压灌注砂浆 工 在岩溶强发育区,溶腔高度较大且为无填充、半填充的溶洞 艺 或者全充填溶洞上层(充填物一般都不密实),因此采用砂 浆进行填充挤密方案。砂浆采用R42.5R水泥、中(粗)砂及 清水配置,应保证其流动性,以利泵送。砂浆强度为M20, 试验室试配确定。 沿桩基护筒内侧30cm范围内以桩心对称布置四个孔作为 灌浆孔,各孔钻入岩溶内标高一致,在灌浆时双孔压砂浆, 另两孔作为排水、排气、返渣孔,同时也可作灌浆孔。 采用XY-150型地质钻机进行,按设计注浆孔位置将钻机准确 就位,共布置2台钻机。采Φ 146mm地质钢套管护孔跟进, Φ 127mm钻具成孔,基岩钻孔孔径为Φ 110mm,孔深钻至溶洞 底板标高。 采用混凝土输送泵利用灌注套管在溶洞孔底灌注M20水 泥砂浆,灌注初始,水泥砂浆含沙量适当减少,或适当增加 水泥量。灌注施工自下而上进行,直至设计顶面深度为止。
一、工程概况
一、工程概况
序号 1 主要结构物 数量 长度(m) 2990.8 结构简述 主跨径(105+180+105m、跨江大堤分别为(35+60+35)m和(56+90+56)m的预应力混凝土箱梁连续刚 构桥,其余分别为跨径不等的装配式预应力砼小箱梁,其中北江水中引桥跨径35.5m/18跨、陆地引桥跨 径20~30m/64跨 13跨25~35m装配式预应力混凝土简支箱梁 5x25m装配式预应力混凝土简支箱梁 5x25m装配式预应力混凝土简支箱梁 全桥共4联10跨,其中7跨为25m预制箱梁,跨S354省道30+45+30m现浇箱梁。 清西特大桥 1座
重 点 难 点
二、溶岩处理总体方案
⑶、在溶腔区域下放钢筋笼和导管过程中可能会出现刮碰孔壁的情况而导致泥皮挂落而 造成塌孔,是施工中潜在的一个比较大的风险,对于溶腔孔壁的加固显得尤为重要; ⑷、部分桩基溶腔埋深较深,溶腔高度较大,护筒跟进的难度极大,若纯粹采用片石加 黏土挤密孔壁的方法,由于在冲击时需填充大量片石,继续往下冲击时容易出现上层片石掉 落卡锤的情况,因此如果提前稳定孔壁是冲进的关键; ⑸、溶腔充填物受外界环境影响较小,充填物比较软弱,特别是半充填物无充填的情况 下,施工中采用回填挤密的方案,在冲击成孔过程中形成梯形孔壁,可能能够确保冲击成孔。 成孔以后,在混凝土灌注过程中,会出现因为混凝土比重大而引起孔壁压力增大而造成混凝 土反穿到溶洞里面,造成混凝土面下降,甚至低于到导管底,造成断桩的情况。 根据上述分析,岩溶强发育区基桩施工的关键是稳定的孔壁,因此对4m以上溶洞,基 桩施工以预处理和钢护筒跟进的方案为主,4m以下小型溶洞在冲进过程中采用片石、粘土 及袋装水泥回填复钻方式,穿越溶洞。 鉴于溶洞处理的复杂性和紧迫性,周边结构的安全性(大堤防护、房屋、串孔等), 各种处理方式应灵活选用,做好材料和设备的储备,根据现场需要采取多种措施同步使用。
根据既有资料和勘探结果分析,清西大桥桥址区遇溶率极高,较多墩位遇溶率 100%。根据目前地质补勘结果,最大岩洞高度21.4m,且多为多层溶洞;最大 层数达12层,高度达到70m(串珠状);根据各桩地质图可判断,个别墩位溶 洞为连通型大溶洞;溶洞多为全填充和半填充结构。
一、工程概况
地 根据地质结构和溶洞的情况及发育情况,本工程溶洞可分为以下几种类型: 质 1、按溶洞的大小分:①大溶洞:溶洞高度>3m;②小溶洞:溶洞高度<3m。
目 录
Contents
一、项目概况
二、溶岩处理总体方案
三、溶岩处理施工工艺
四、溶岩区域桩基施工
二、溶岩处理总体方案
清西大桥处于岩溶强烈发育区,具有桩径大桩长深特点,而且溶洞高度大,层数多,填 充物含流沙、流塑状土、圆角砾、地下水等,部分溶腔与裂隙交错,地质情况异常复杂。 ⑴、根据我们的经验,基桩清孔采用气举反循环的方案是比较合理的。但是清西大桥地 层履盖层为易塌砂层,气举反循环清孔对孔壁扰动较大,特别是在超大溶腔区域,充填物比 较软弱的情况下,气举反循环容易破坏已经成型的孔壁,造成孔壁大面积垮塌的严重后果。 所以稳定的孔壁是基桩清孔最大的前提,对于存在溶洞的基桩项目拟采用正循环工艺进行施 工。 ⑵、目前钢筋长度定尺普遍为12m,则98m桩长需钢筋笼9节,按每个接头拼接时间为2~ 3个小时,则下笼时间共为18~27个小时。钢筋笼安装到位后需进行导管安装才能二次清孔, 经计算导管长度近107.5米,安装时间近1天,即泥浆需停止循环一天半到两天,那么确保停 止循环期间泥浆悬浮,不会出现大范围沉淀,则需要稳定的孔壁,不会出现泥皮掉落。
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中、小桥 车行天桥
9座 1座
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一、工程概况
地 桥跨区内地表水丰富,地下水类型主要有基岩风化裂隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水。 质 基岩风化裂隙水赋存于基岩的节理、裂隙中,由于节理裂隙且多充填泥质,赋水条件差。
碳酸盐岩类裂隙溶洞水赋存于泥盆系中统东岗岭组(D2d)灰岩发育区,其富水性和渗透 性受岩溶发育程度、连通性、形态、规模大小以及裂隙充填情况等因素影响,一般充填 物以强透水性的砂、砾、卵石层为主时或无充填时,岩溶透水性较好,富水性较好,连 通性好(与地表水存在水力联系),一般具强透水性,涌水量大;在岩溶裂隙不发育地 段,为完整或较完整岩石,岩层富水性和透水性差。
总 体 方 案
二、溶岩处理总体方案
2、桩基冲进过程中遇溶处理方案 在冲进过程中需高度重视溶洞情况,在冲击遇溶时应控制冲孔速度,边冲边采用粘土片 石及袋装水泥抛填后复钻,通过粘土片石挤压致密,在做溶腔顶部处理时,结合钻孔揭示地 质情况调整处理方案。 3、钢护筒跟进方案 对于溶腔大,高度大的溶岩采用钢护筒跟进方案。开孔时采用大一号直径冲锤,冲击过 稳定层后将钢护筒跟进至稳定层1~2m,避免因泥浆流失造成孔壁塌陷,甚至造成地面塌陷。 成桩后快速清孔,灌注混凝土。 鉴于溶洞处理的复杂性和紧迫性,各种处理方式应灵活选用,并且在施工过程中应考虑 浆其它处理方式作为备用措施,应做好材料和设备的储备,在困难下还需要采取多种措施同 步使用。
2、按溶洞填充状态分:①全填充溶洞:洞内完全充填粗圆砾土、砂、细圆砾土、粘土等。 充填物呈硬塑、软塑、流塑状;②半填充溶洞:洞内约一半有填充物,顶部为空腔;③ 无填充溶洞。 3、按是否漏水:①全漏水溶洞:严重漏水并与其它溶洞或地下河连通;②半漏水溶洞: 溶洞洞壁存在裂隙,有渗漏水现象;③不漏水溶洞:溶洞完整,无渗漏水现象。 4、按溶洞垂向个数分:①单个溶洞:桩基范围内仅有一层溶洞;②多层溶洞:桩基范围 内有多层溶洞。
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牛陂头大桥 海仔河大桥 窝坑河大桥 回澜互通主线桥
1座 1座 1座 1座
360.6 130.6 127.8 280
6
互通工程
2座
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清远西互通:包括主线旧路改建、扩建及新增G匝道路基工程,收费站土建工程等; 人民路互通:包括主线路基工程、A匝道收费站土建工程,B匝道路基工程,c匝道上跨主线路基为13跨 25~30m现浇和预制箱梁 为13m、16m跨径装配式预应力混凝土空心板梁 8跨25m装配式预应力混凝土简支箱梁
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