岩溶地质桩基础施工方案

岩溶地质桩基础施工方案

西庄子特大桥

岩溶地质桩基础施工方案

中铁X局太原铁建准朔铁路X标项目部

20XX年X月X日

岩溶地质桩基础施工方案

一、工程概况

西庄子跨偏关河特大桥位于本段工程改DK92+650.38处，为22－32m+1-（32+48+32）m连续梁+3-32m预应力混凝土梁桥，采用单线T型桥台，桥墩采用圆端形空心墩，位于-6.0‰、-5.6‰坡道及直线及R=1600m的曲线上，本桥桥台顶平置，梁全部斜置，采用双曲面钢支座，设护轮轨，桥台及桥墩均采用钻孔桩基础，桥址处地质大部分为湿陷性黄土，地震基本烈度6度，冻结深度1.61m，最冷月平均气温-10℃。

线路经过地区为中温带亚干旱区，按对铁路工程影响的气候分

区，该地区为寒冷地区。具有寒暑变化大，干旱多风的特点，四季分明，冬季寒冷而漫长，春季风大雨少，气候干燥，夏季短而酷热，降雨量集中，秋季气温剧降。沿线土壤最大冻结深度150～186㎝。

沿线分布有松软土、盐渍土、湿陷性黄土等不良地质段落。根据地质钻探揭示，该桥位于可溶岩地段，溶洞主要分布在4#、9#、10#、11#、12#、13#、14#、15#、17#、18#、19#、21#、23#、25#及27#墩。钻探揭示溶洞竖向揭露深度最大19.3m，多为全充填及半充填，少量无充填，充填物为粉土、粉质黏土、粉砂、细砂、中砂、砾砂，夹少量角砾，其中墩台9#、10#、11#、12#、17#、18#、19#、21#、23#及25#墩揭露溶洞较大，多呈串珠状，多数充填土，局部无填充，连通性较好。地下水埋深变化大，基岩面上部以新黄土、粉土、细圆砾土、粗圆砾土及卵石土为主。

二、岩溶地质挖孔桩施工

1、施工准备工作

①详细掌握溶洞出现的位置，并大致推断其范围大小。

②对有溶洞的桩位地质、水文地质资料进行分析研究，制订适当的施工方案和施工技术保障措施。

③每个孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出，发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案。

④施测墩台十字线及其护桩，定出桩孔准确位置。

⑤在孔位处安装提升设备，为防止孔口坍塌，在井口周围用现浇砼进行护壁，厚度20cm，高3m。

2、孔壁支护的设计和施工

为保证施工安全，护壁采用钢筋砼护壁，其结构形式为内外齿型，每节挖孔深度为1～2米，护壁砼强度为C20，厚度为20cm，孔壁布置φ12@0吊筋（每圈10根）及φ8@箍筋（每米2圈），但在锁口井圈范围内箍筋布置为φ8@（每米3圈），吊筋两端设180度弯钩，挂钩连接下节钢筋，伸入下节护壁均为15 cm。现浇砼的施工一般采取自制的钢模板，每节段由三块拼装而成。浇注砼时，拆上节，支下节，自上而下周转使用。模板间用U型卡连接，上下设两道槽钢圈顶紧；钢圈由两半圆圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便浇注砼和下节挖土操作。砼用人工或机械拌制，用吊桶运输人工浇注。

3、井孔开挖时，要使孔壁稍有凸凹不平，以增加桩的摩阻力。挖掘方法视土层性质而定。根据地质勘测资料，地质情况由上至下主要分别为杂填土、含砾石卵石粉质粘土、弱风化结晶灰岩、和微风化结晶灰岩。粘土为不透水层，适合挖孔作业，采用短柄铁锹进行开挖，每挖掘1m深时就及时用钢筋砼护壁。含砾石卵石粉质粘土具有一定的渗水性，在此段地层作业要浅进尺，即每挖深0.5米～1.0米左右，就快速支护，以防塌孔。进入到砂层时，每3m沿上层护壁外围打入6～8根,长度为1mφ20的钢钎，然后钢钎上绑扎草袋作为防护，抽完水后浇注护壁，每节最大高度0.5m。

当挖孔进尺到溶洞顶面1m时，挖孔作业人员必须系安全带，安全带要与井口上的挂梯或安全绳牢固联系，然后用风钻钻一个φ100mm的孔，查看溶洞内是否有承压水，若有，人员则应迅速撤到地面等其自然排除，水位稳定后再进行抽水，然后继续开挖。挖穿溶洞顶盖后，首先用水泵抽掉洞内的稀浆或水，然后将鸽子或活鸡放入空溶洞中，呆30分钟，若正常，方可将作业人员用钢吊笼放入空溶洞中。随后用砖砌外圈，且其要有足够的壁厚、刚度，以防止灌注砼时护壁被挤垮，然后立模浇注钢筋混凝土护壁。溶洞处理完成后，继续向下挖进。

若溶洞内无承压水，在挖穿顶盖前，作业人员身上的安全带必须与孔顶上的安全绳或钢爬梯相连接，以确保溶洞挖穿时作业人员的安全。下洞前将鸽子或活鸡放入溶洞中，呆30分钟，若正常，方可进行洞内作业。进入溶洞后，要根据溶洞内填充物的情况分别采取不同的措施：

①若为空溶洞，首先将积水抽干，用砖砌外围，然后立模浇注钢筋混凝土。

②溶洞内有填充物，则根据填充物的种类分别采取不同的措施

a.填充物是中粗砂、粉细砂时，挖进时应浅进尺，强支护，每3m沿上层护壁外围打入6-8根,长度为1mφ20的钢钎然后钢钎上绑扎草袋作为防护，每节最大高度0.5米。

b.填充物为软塑壮粘土、含碎石粉质粘土时，采用短柄铁锹进行开挖，

每挖深1m左右就及时护壁。

c.挖孔穿越弱风化结晶岩和微风化结晶灰岩时须采用松动爆破的方式进行开挖。当进入爆破施工阶段，应让护壁砼有一定的强度后再进行另一个孔的爆破施工。严禁用裸露药包，必须打眼放炮和严格控制装药量，以松动为主，以免护壁被炸坏造成坍孔，同时孔壁周围眼孔要加密，对于软岩石炮眼深度不超过0.8m，对于硬岩石炮眼深度不超过0.5m。炮眼数目、位置和斜插方向，应按岩层断面方向来定，中间一组集中掏心，四周斜插挖边；严格控制用药量，以松动为主。一般中间炮眼装硝铵炸药1/2节，边眼装药1/3节~1/4节；炮眼附近的支撑应加固或设防护措施，以免支撑炸坏引起坍孔；孔内放炮后必须迅速排烟，方法为采用高压风管放入孔底吹风；一个孔内进行炮破作业，其他孔内的施工人员必须到地面安全处躲避，爆破时孔口覆盖安全网等防护措施，以防飞石飞出。在溶洞部位的施工时，做专用吊篮（可用Ф25的钢筋制做）供施工人员做平台，以保证孔内施工人员操作和上下方便又安全，施工人员还必须穿救生衣，挂安全绳，以防止溶洞坍塌，人员掉落而发生溺水事故。施工人员上下设绳梯与安全绳安全系数大于8，拉力不小于800Kg。同时备有安全软梯，在孔边设警铃，井下工人可预报险情进行施救。

挖孔时应视不同情况采取不同的排水措施。孔内渗水量不大时可用铁皮桶盛水，人工提引排走，渗水量大时，可用水泵排走。

4、挖孔时的安全技术措施