溶洞群樁基鋼護筒跟進法施工方案

溶洞區(qū)樁基鋼護筒跟進施工方案一、編制依據(jù)1、古武高速公路武平十方至東留段A1合同段施工設(shè)計圖；2、樁基地質(zhì)勘察資料；3、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）；4、公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JTGF80/1-2004）；5、本工程的施工特殊性；二、工程概況2.1設(shè)計概況十方樞紐互通位于龍巖武平縣十方鎮(zhèn)西側(cè)，中心樁號為TK3221+841.090，設(shè)計起始段落為TK3220+500～TK3222+630，互通主線交叉樁號為K0+000，交角為130度，被交路為永武高速公路，該互通為半定向T型互通式立體交叉，采用A匝道上跨、D匝道下穿永武高速公路形式；互通區(qū)域主線設(shè)計起點為K0+000，設(shè)計終點為K0+600；互通區(qū)內(nèi)主線全長為600m，匝道全長為2611.351m；主線設(shè)計車速80Km/h，A、B匝道設(shè)計車速60Km/h，C、D匝道設(shè)計車速50Km/h；匝道橋2座長323米。表2-1橋梁樁基設(shè)計參數(shù)表序號橋名墩號樁號樁徑(m)樁長(m)備注1十方互通A匝道橋0#0#-11.21320#0#-21.21330#0#-31.21340#0#-41.21351#1#-11.52161#1#-21.52172#2#-11.53882#2#-21.53893#3#-11.536103#3#-21.536114#4#-11.525124#4#-21.525135#5#-11.525145#5#-21.525156#6#-11.526166#6#-21.526177#7#-11.521187#7#-21.521198#8#-11.512208#8#-21.512219#9#-11.512229#9#-21.5122310#10#-11.2122410#10#-21.2122510#10#-31.2122610#10#-41.21227十方互通B匝道橋0#0#-11.315280#0#-21.315291#1#-11.315301#1#-21.31531十方互通長深高速拼寬橋0#0#-11.218320#0#-21.218330#0#-31.225340#0#-41.225351#1#-11.523361#1#-21.522372#2#-11.519382#2#-21.519393#3#-11.224403#3#-21.224413#3#-31.217423#3#-41.2172.2工程地質(zhì)該互通位于十方盆地，地形平坦，互通范圍屬石炭系下統(tǒng)老虎洞組（D2l）可溶性巖區(qū)，由于巖性條件及受構(gòu)造影響，節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖體破碎～較完整，互通內(nèi)邊坡條件及橋梁樁基條件相對較差，區(qū)內(nèi)軟土等特殊性巖土不發(fā)育。在地層標(biāo)高237～268m段發(fā)育有0.3～3.9m垂直高度的溶洞，呈無填充或半填充狀串珠狀發(fā)育。（如圖2.2）圖2.2A匝道溶洞分布情況示意圖鋼護筒跟進施工方案3.1工藝流程施工準(zhǔn)備鉆機就位施工準(zhǔn)備鉆機就位灌注水下砼震動下沉鋼護筒沖擊鉆孔通過溶洞頂板下沉內(nèi)護筒清孔安放鋼筋籠、導(dǎo)管隨鉆進隨檢孔加工鋼護筒投入粘土測量定位沖擊鉆孔至樁底二次清孔測量沉碴厚度2施工工藝鋼護筒采用壁厚δ=10㎜的鋼板，集中卷制加工制作，焊縫全部為雙面坡口，每節(jié)制作長度為2-4m，制作鋼護筒的內(nèi)徑D=d+40cm（d為設(shè)計樁徑）。本工程下置鋼護筒的目的：主要是防止貫通溶槽的漏漿而造成砂質(zhì)覆土層的塌孔，通過下置護筒，即可順利穿越溶洞層至設(shè)計樁底標(biāo)高，達到順利終孔的要求；同時避免砼超灌甚至無法灌注至設(shè)計樁頂標(biāo)高等情況。將φ1.5m的鉆頭擴大至φ1.95m，正常鉆進至溶洞上方約1m處，采用70T履帶吊輔助振動錘，先將鋼護筒分節(jié)打入土層中至巖面，再進行回鉆成孔。在下沉鋼護筒的施工過程中，振動錘必須平穩(wěn)，牢固的焊在鋼護筒頂部，并在護筒頂面的平面位置一定要居中，盡可能避免因偏心造成護筒產(chǎn)生偏斜。同時采用水平尺嚴格控制好各節(jié)護筒連接的垂直度，不得超過施工規(guī)范要求的1/200，力求鋼護筒垂直入土。若一旦發(fā)現(xiàn)有偏斜的趨勢，馬上進行糾正，將可能發(fā)生偏斜的不利因素消除在萌芽狀態(tài)中。護筒沉入巖面后，先采用沖錘進行成孔一定深度后（注：進尺為1.5～2m），及時采用70T履帶吊輔助振動錘將護筒下沉至進尺巖面標(biāo)高處；然后再進行沖孔、下沉鋼護筒；與之循環(huán)反復(fù)進行至樁底設(shè)計標(biāo)高處；同樣，在施工過程中嚴格測量、控制好各節(jié)護筒連接的垂直度，不得超過施工規(guī)范要求的1/200。各節(jié)鋼護筒的連接焊縫全部采用雙面開坡口進行滿焊，兩節(jié)護筒的接縫除施焊外，還需在接縫處焊接50mm寬、δ=10㎜的加強鋼帶。以保證其尺寸準(zhǔn)確，使護筒體順直度達到要求，整個護筒的豎向壁成一直線。對其控制好質(zhì)量的環(huán)節(jié)上起到關(guān)鍵的作用。3.3護筒刃腳固結(jié)處理當(dāng)鋼護筒打至第一層巖面或穿過溶洞到下一層巖面時，鋼護筒周邊不可能與巖面完全接觸，加上巖面巖面一般較為傾斜，內(nèi)護筒與巖面之間一般往往會形成較大間隙，若不加以固結(jié)，在入巖沖進過程中會成為樁孔與樁外的通道，極易造成埋鉆和過護筒腳時產(chǎn)生偏孔或斜孔，留下質(zhì)量隱患。利用沖擊成孔時對孔壁會產(chǎn)生擠壓的特點，在鋼護筒刃腳范圍內(nèi)拋填塊石、粘土，用2-4m沖程進行沖壓，使其密實造壁，反復(fù)多次，直至孔底平整才可以向下沖進，處理同時可以沖平參差不齊的巖面。四、施工應(yīng)急處理措施4.1突發(fā)事件安全風(fēng)險分析根據(jù)巖溶處理的施工特點及本工程地質(zhì)情況，充分考慮到施工技術(shù)難度和困難、不利條件等，經(jīng)多方討論和分析，確定在沖孔時可能發(fā)生的突發(fā)事件、安全風(fēng)險分析如下：1、成孔過程中遇到厚砂層時泥漿物理指標(biāo)不合適，造成孔壁坍塌；2、沖孔樁施工中遇到未探知的土洞溶洞或是過串珠狀溶洞時，孔壁坍塌，嚴重時引起地面塌陷。3、臨時用電防護不到位或違章操作造成的觸電事故。4、機械設(shè)備因維修保養(yǎng)不到位或違章操作造成的機械事故。4.2各種突發(fā)事件的處理措施4.2.1施工中遇到溶土洞應(yīng)急措施在施工中可能遇到未知的溶土洞，當(dāng)沖錘穿破溶、土洞頂板，孔內(nèi)的泥漿速度流失，造成砂層段孔壁內(nèi)外壓力失穩(wěn)而溜坍，嚴重時可引起地面塌陷。技術(shù)人員及鉆機充分掌握地質(zhì)情況，每個孔的地質(zhì)資料都發(fā)給相關(guān)人員，讓其充分了解溶洞的位置，大小等，做到?jīng)_孔時心中有數(shù)。在現(xiàn)場應(yīng)準(zhǔn)備足夠的小片石或狗頭石（直徑10-20cm）和粘土，粘土要做成泥球（φ15-20cm），同時組織足夠的水源。在施工過程中配備一臺ZL50C型裝載機，司機隨時候命。根據(jù)沖孔進尺和沖繩拌動的情況，結(jié)合孔樁所處的地質(zhì)描述圖、判斷出孔底位置是否是進入灰?guī)r，在1-1.5m范圍內(nèi)變換為小沖程，逐漸將以防止卡錘。在入巖后要有專人觀測護筒內(nèi)泥漿面的變化，根據(jù)沖孔的進尺情況，如果進尺由慢突然變快，或泥漿面突然下降，這時說明擊穿了未知溶洞，當(dāng)遇到溶洞漏漿時，迅速鏟起片石和粘土填孔，同時集中水泵往孔內(nèi)大量補水。應(yīng)迅速補水和改變沖程以防止斜孔和卡錘。如果此時出現(xiàn)斜孔，則采用塊石和粘土對斜孔部位全部回填，重新沖擊成孔。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(dāng)充填物為軟弱粘性土或淤泥時，應(yīng)向孔內(nèi)投入粘土、片石混合物（比例1：1），沖砸固壁；當(dāng)為砂層、卵石層時還應(yīng)提高泥漿的粘度和相對密度。只有當(dāng)泥漿漏失現(xiàn)象全部消失后才轉(zhuǎn)入正常鉆進。如此反復(fù)使沖孔順利穿過溶洞。如果遇到多層溶洞，先對溶洞大小和是否為串珠狀溶洞進行判定，如為串珠狀溶洞，且漏水，則直接采用鋼護筒通過，如不存在這種情況，則采取向溶洞內(nèi)直接充填片石和粘土，泥漿護壁通過。對于遇到特大型溶洞或半充填的溶洞，且溶洞上方有較厚的沙層時，先向孔內(nèi)回灌濃泥漿，同時拋填塊石和粘土球，采用小沖程沖砸固壁，直至漏漿現(xiàn)象消失。如果出現(xiàn)一下沖破溶土洞頂板，泥漿突然間流失，引起整個孔坍塌嚴重，則迅速提起沖錘，要求人員馬上離開鉆機，待不再坍塌后，對整個孔進行回填處理，先進行預(yù)處理后，重新成孔。4.2.2過串珠狀溶洞應(yīng)急處理措施根據(jù)現(xiàn)場成孔深度和超前地質(zhì)沖孔的資料相對比，以及結(jié)合鉆桿鉆進速度判斷出孔樁接近溶洞頂部巖層時，提起沖錘、鉆桿，移開回轉(zhuǎn)鉆機，采用沖擊鉆機沖孔。用沖擊鉆沖孔時，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，提升高度一般不超過50cm。所有卡扣及鋼絲繩必須先經(jīng)測試檢查，其它施工工藝及注意事項與常規(guī)相同。當(dāng)沖擊穿過溶洞頂部時要反復(fù)提升沖錘，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。在施工現(xiàn)場準(zhǔn)備足夠的粘土和塊石，同時制備大量的泥漿。根據(jù)超前鉆探得的串珠狀溶洞頂標(biāo)高反算出地面至第一個溶洞頂?shù)纳疃?，根?jù)此溶洞與鉆進深度相比較可知是否到達溶洞頂部，裝載機和小推車就位，密切注意泥漿面變化，一旦穿通溶洞后，提起沖錘，向孔內(nèi)回灌泥漿，向孔內(nèi)回填片石和粘土，如果不發(fā)生塌陷，則用沖錘沖擊孔洞內(nèi)孤石和突石，對洞底部斜巖面進行沖平，以保證鋼護筒順利下放。過第二個溶洞按過第一個溶洞的方法過進行。注意事項：(1)、過每層溶洞頂薄巖層時要采用小沖程錘擊，防止一下把巖層擊穿后引起鋼護筒脫落下沉，嚴重時引起地面塌陷。(2)、沖破巖層后，要及時提起沖錘，防止塌孔引起卡錘。(3)、在溶洞內(nèi)采用小沖程沖擊，以防止卡錘，同時清理洞內(nèi)的突石，錘平洞底部斜巖面，以保證鋼護筒在下放時不會較大的產(chǎn)生偏斜。五、人員、機械配置5.1人員配置及分工人員配置及分工見5-1所示。表5-1施工人員配備計劃表序號部門、工種人數(shù)備注一管理層1沖孔樁作業(yè)隊隊長12現(xiàn)場技術(shù)人員13現(xiàn)場安全員1合計3二作業(yè)層1機械司機122泥漿拌制及泥漿清理工人43鋼筋工84電焊工45電工26雜工4文明施工合計34總計375.2機械設(shè)備配置設(shè)備配備遵循原則：根據(jù)單項施工技術(shù)要求和施工作業(yè)條件確定設(shè)備選型；按照施工進度計劃指標(biāo)配備設(shè)備臺數(shù)，生產(chǎn)能力留有余地；同時考慮突發(fā)性事件所需的工程搶險應(yīng)急設(shè)備。主要設(shè)備配備計劃見下表5-2所示。表5-2主要施工設(shè)備表序號設(shè)備名稱數(shù)量規(guī)格型號主要工作性能指標(biāo)使用部位1沖擊鉆機6φ1.2m、φ1.3m、φ1.5m2導(dǎo)管及提升井架2砼灌注3泥漿泵62L/2PWL40m3抽泥漿和回灌泥漿4鋼筋彎曲機1GW40Bφ40鋼筋籠加工5鋼筋切斷機1FGQ40Aφ40鋼筋籠加工6交流弧焊機3BX1-500500A鋼筋籠鋼護筒、加工7裝載機1ZL50C應(yīng)急用8小斗車4應(yīng)急用9抽水機5QY80-12-2.22.2KW應(yīng)急及抽基坑水10發(fā)電機1DFC120GF120kw自發(fā)電11履帶吊170t吊裝鋼護筒、鋼筋籠12振動錘1永安DZ-60型下沉鋼護筒六、安全、質(zhì)量保證措施6.1安全保證措施(1)沖孔樁施工時，應(yīng)查明土洞、溶洞分布范圍和類型，確定處理方案；技術(shù)人員及沖孔作業(yè)人員應(yīng)充分掌握地質(zhì)情況，每個施工段的地質(zhì)資料都發(fā)給相關(guān)人員，讓其充分了解施工作業(yè)點地質(zhì)情況，做到施工時心中有數(shù)；施工中如遇到溶洞，發(fā)生坍孔，則操作司先提起沖錘，人離開鉆機，挖掘機迅速鏟起片石和粘土填孔，同時集中水泵往孔內(nèi)大量補水，以防止斜孔和卡錘。待處理完成后，再進行重新沖孔作業(yè)。(2)沖孔過程中，非相關(guān)人員距離鉆機不得太近，防止機械傷人、挖掘機處理地面塌陷時，現(xiàn)場應(yīng)有警戒人員，無關(guān)人員不得進入挖掘機旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。(3) 鉆孔接近溶洞時，必須嚴格掌握松繩量，要勤松、少松，防止擊穿巖殼卡住鉆頭。(4)鋼筋籠吊裝過程中必須注意：對接完畢，必須檢查作業(yè)人員的腳是否縮回，防止鋼筋籠下放時將腳刮傷甚至將人帶入孔中的事故發(fā)生；吊裝前應(yīng)檢查鋼筋籠中是否有余料未清除，吊裝過程中無關(guān)人員禁止進入警戒區(qū)內(nèi)。(5)吊車提升拆除導(dǎo)管過程中，各現(xiàn)場人員必須注意吊鉤位置，以免將頭砸傷。導(dǎo)管安裝須注意：導(dǎo)管對接必須注意手的位置，防止手被導(dǎo)管夾傷。(6)砼澆注過程中，砼攪拌運輸車倒車時，指揮員必須站在司機能夠看到的固定位置，防止指揮員走動過程中栽倒而發(fā)生機械傷人事故。輪胎下必須墊有枕木。倒車過程中，車后不得有人。(7)鋼護筒接長安設(shè)時，操作人員不得在吊錘下作業(yè)。(8)施工時的高壓泥漿泵應(yīng)做好以下安全檢查工作：泵體內(nèi)不得留有殘渣和鐵屑，各類密封套完整良好，無泄漏現(xiàn)象；安全閥中的安全銷要進行試壓檢驗，必須確保在規(guī)定達到最高壓力時，能斷銷卸壓，決不可安裝未經(jīng)試壓檢驗的或自制的安全銷；指定專人管理，壓力表定期檢修，保證正常使用。6.2質(zhì)量保證措施6.2.1施工組織管理方面的措施 （1）對施工人員進行技術(shù)培訓(xùn)，制定相應(yīng)的規(guī)章制度，使施工人員有章可循，強化組織指揮，建立必要的獎懲制度。 （2）組織技術(shù)革新、質(zhì)量管理和科技攻關(guān)組。6.2.2施工技術(shù)措施 溶洞地質(zhì)同一般地質(zhì)相比較，其特點表現(xiàn)在它的非均質(zhì)性和非密實性，反映在鉆孔施工中的形式為：A．空隙漏漿造成塌孔；B．難以形成符合設(shè)計樁徑的標(biāo)準(zhǔn)圓孔；C．水下砼灌注流失無法估量，容易造成斷樁。 （1）漏漿、坍孔的技術(shù)對策 ①要求司鉆人員隨時對照地質(zhì)鉆探資料檢查孔內(nèi)水頭高度、泥漿稠度和鉆頭負荷是否正常。 ②長護筒跟進。 ③進行散拋填。將堅硬片石、粘土及水泥作成混合物，視漏漿程度反復(fù)拋填沖擊。 （2）偏孔的技術(shù)對策 ①溶溝、溶槽、巖面起伏不平。在鉆孔穿過覆蓋層或溶洞填充物接觸溶洞頂板時，鉆孔速