溶洞处理技术施工方案.doc
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1、珠江大桥西桥桩基础溶洞处理方案一、 工程概况广佛出口放射线土建工程为广州市内环路西出口的延续,本标段为广佛出口放射线土建第一期工程A6.3合同标段。本标段地处广州市坦尾岛西端及芳村区之间,主体结构为跨越珠江的珠江大桥新桥西桥,包含连接新桥两端的部分高架桥。本标段内的下部结构为钻孔灌注桩,按端承桩设计,平均长度为28m;帽梁包含隐性帽梁型式;支座采用橡胶支座或盆式支座;桥面采用沥青砼铺装,砼防撞栏。珠江大桥西桥位于珠江三角洲的溶洞地带,主桥桩基选择采用填塞法处理、套内护筒法等施工技术处理溶洞。其基础采用钻孔灌注桩,其中:180cm64根,150cm40根,共104根。施工总工期18个月。二、 地
2、质情况(1)基岩 该路段下伏基岩以白垩纪的泥岩、泥质细粉砂岩及灰岩、辉绿岩为主,基岩深1050m不等,按风化程度分为强风化带、中风化带、微风化带。其岩性在水平和垂直方向和风化程度较大,部分钻孔揭露有断泥层,溶洞(局部呈串珠状)等不良地质现象。(2)溶洞情况本桥施工场地下伏基岩强风化层裂隙发育,有一定量的裂隙水,一些地方灰岩岩溶发育,出现灰岩破碎层或溶蚀或溶洞,一些溶洞成串珠状出现,这种不良的地层,会蕴藏一定量的裂隙水和溶洞水。从地质资料分析,溶洞分布较广。主桥位溶洞分布广而多。溶洞按其填充状态可分为空的、半填充的和完全填充的三类:按其填充物的性质可分为粘性土、砂砾和稀土三类;按其漏水情况可分为
3、漏水和不漏水两类。溶洞的走向与河流的流向相同。根据地质资料,本工程溶洞可分为以下几种形式:1、 全充填:溶洞内已发生填满其它土质,在钻孔过程中,不会发生漏浆或少量漏浆的,这种形式溶洞一般较少。2、 部分充填带有裂隙:溶洞内已发生充填,但未充填量较大。岩层中存在很大的裂隙,在成孔进程中,泥浆的流失很大。3、 空洞:溶洞内没有充填物或存在少量充填,洞内大部分为空洞;在成孔进程中,当空洞较小时,泥浆在补充后,可保持一定水头。4、 空洞带裂隙:溶洞内泥浆无法保证一定水头,流失严重。根据上述地质条件,从技术、经济等方面经过比较,本工程拟选择了填充法、套内护筒法等施工技术配合使用处理溶洞,具体做法如下。三
4、、 溶洞处理措施1、施工段溶洞地质情况 根据地质勘察资料,本标段桩基地下存在有溶洞,如57a墩位置钻探发现-21.15深度处有一3.35m高的溶洞,58a墩位置-21.45深度处有一0.7m高的溶洞。在钻孔桩施工前,甲方应提供详尽的地质资料,进一步查清岩溶发育情况,制定合适的处理办法。对溶洞高度为1m以下的较小溶洞如58a墩位置溶洞采用填塞法处理,当桩基施工至溶洞时,拔出钻头,填入粘土,填塞溶洞,然后重新施钻成孔。对溶洞高度大于1m,但钻进时无坍孔情况能顺利成孔者,为防止灌注水下混凝土时浆流失,采用半护筒法处理,钢护筒采用4mm钢板,护筒高度为溶洞高度加上上下各1m长度,钢护筒的定位采用将钢护
5、筒焊接固定在钢筋笼的定位筋上,随着钢筋笼的插入下沉就位。对较大的溶洞采用护筒法处理,采用口径比桩孔径大10mm,壁厚10mm的钢板套筒施工,钢套筒随钻孔桩钻的过程一边压入钢套筒,一边钻进。钢套筒长度穿越溶洞,打至溶洞底部1m以下。继续钻进成孔后,以钢套筒为模板浇筑桩基混凝土。+2、本施工段处理各种溶洞的施工措施桩基础在施工前,应认真分析现有的地质钻探资料或超前钻的地质资料,了解溶洞的位置、大小和基本构造,有无充填、顶板的岩性和厚度,以及在地质钻探过程中对溶洞的描述。(1) 施工前期准备:A、 对地质资料中出现溶洞的桩基础,应加大泥浆制备量,以应付随时出现的失浆现象,同时根据必要加大泥浆的稠度。
6、B、 钻孔口附近作管线探测,对重要管线应提前作好保护措施,尤其在孔边2米范围内的管线。C、 在孔口附近储备一定数量的粘土,并用纤维袋装好。同时还应储备一定数量的片石。储备量应视溶洞的大小,当不能确定溶洞大小时,储备量应大于10立方米,并在现场可及时调运。D、 钻机安装时,应尽量加大触地面积,安放足够的枕木。在桩机后应用缆绳拉住。E、 在钻孔附近,储备一定长度的钢护筒,以应会突发现象。(2) 处理办法:根据地质钻探资料或超前钻的钻探资料,结合现场的实际施工情况,在钻进过程中,及时判别孔底的地层变化。当钻进至溶洞顶板时,冲锤采用低锤密实击的的方法施工,以防止顶板过早破坏,造成失浆。同时,在钻进中,
7、密切观测桩机底盘的水平、岩样的变化和孔内水位的变化。在成孔进程中,出现以下几种情况的处理方案:A、 当钻孔过程中,首次出现较快速度的失浆,且失浆量超过4m3时,应停止冲孔,提起冲锤,及时向孔内抛填黄粘土包、片石等预先准备的物料,并用冲锤压实。直至漏浆情况停止。向孔内补浆至护筒底面以上。B、 再次冲进过程中,对失浆量不大,且地质钻孔中反映出的溶洞小于1米时,采用上面的方法处理,直至终孔。C、 当反复快速失浆,且累计失浆量超过10立方的桩基础,不能顺利成孔,应用抛填粘土包、片石的办法,首先堵漏,回填至护筒底面。并及时通报监理、设计及业主代表,征得同意后,作全护筒处理。D、 在地质资料或钻孔的实际情
8、况反映出溶洞层数为两层或超过两层时,应分层处理。当单层溶洞累计失浆量超过10立方或多层溶洞累计失浆量超过15立方,而且失浆速度较快,不能顺利成孔。经有关方面同意后,作钢护筒处理。护筒顶面设在第一层溶洞顶面以上50厘米,且进入强风化,在保证桩孔中土层内的护壁后,用冲锤继续成孔,直至设计标高。为防止在超灌砼量, 在钢筋笼上溶洞位置上下1米范围作钢护筒。多层溶洞的桩基础施工比较复杂,以上的方法是采用套筒法处理,第一次钢护筒的设置为防止快速失浆,而造成的孔壁塌孔,以保证孔内护壁的安全,钢筋笼上的护筒是为防止砼超灌。(3) 应急措施:A、 孔内出现失浆的应急措施:桩基础应严密注意孔内泥浆水头的变化,当出
9、现失浆、失浆速度较慢时,应及时补浆,保持泥浆水头。当失浆速度较快,而且补浆不能及时跟进时,水头损失从护筒底面以下计超过4米,应及时用袋装黄土、片石抛填,填筑时用冲锤压实,直至沁浆不再流失。孔壁 在无泥浆的情况下,不应暴露超过1小时。B、 砼浇筑时超灌的应急措施:桩基础在成孔过程中,对于出现的溶洞,及时采用充填和钢护筒的方式处理,尽量避免砼超灌。砼在浇筑过程 中,当孔壁丈夫力增大,造成侧壁溶洞穿孔的情况,应摸清情况,并及时会知驻地监理,当超灌量不大时,连续灌注,对出现的灌量由驻地监理物价签认。当出现较大的超灌时,应会知业主,及时处理解决。因此,在砼浇筑前对桩孔附近的地质情况进行认真分析,同时结合
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