岩溶处理方法.ppt

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1、岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法施工工法 1.前言前言随着山区工程项目建设的开展，越来越多工程出随着山区工程项目建设的开展，越来越多工程出现在地质复杂地带，保证既有线施工安全工程质量始现在地质复杂地带，保证既有线施工安全工程质量始终是各方谈判时提出的首要条件，而且把施工工期、终是各方谈判时提出的首要条件，而且把施工工期、环保等问题均列为头等大事来抓，这给传统施工方法环保等问题均列为头等大事来抓，这给传统施工方法的过程控制提出了相当多的难题。的过程控制提出了相当多的难题。中铁三局沪昆客运专线第一项目部在施工桥梁桩中铁三局沪昆客运专线第一项目部在施工桥梁

2、桩基础项目时提出了全新的施工理念，采用抛填法、注基础项目时提出了全新的施工理念，采用抛填法、注浆固结法相结合很好的解决了既有线地质复杂的问题浆固结法相结合很好的解决了既有线地质复杂的问题，避免了人力和物力的浪费，保证了工期，创造了效，避免了人力和物力的浪费，保证了工期，创造了效益。值得在以后的工程施工中应用。益。值得在以后的工程施工中应用。岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法 2.工法特点工法特点2.1受施工场地影响较小，可在不干扰正常施工受施工场地影响较小，可在

3、不干扰正常施工的条件下施工，安全风险等级低。的条件下施工，安全风险等级低。2.2有较好的社会效益和经济效益。有较好的社会效益和经济效益。2.3施工方法简单，易于施工人员掌握。施工方法简单，易于施工人员掌握。2.4工作面施工人员配置少，减少了劳力投工作面施工人员配置少，减少了劳力投入入。3.适用范围适用范围适用于岩溶地区既有线施工等施工项目。适用于岩溶地区既有线施工等施工项目。4.工艺原理工艺原理所谓所谓“岩溶处理岩溶处理”即将溶洞处理后进行正常施工作业即将溶洞处理后进行正常施工作业。5.施工工艺流程及操作特点施工工艺流程及操作特点5.1施工工艺流程施工工艺流程场地平整场地平整测量放样测量放样冲

4、孔、扩孔处理冲孔、扩孔处理钢护筒跟进钢护筒跟进击穿（爆破）溶洞顶板击穿（爆破）溶洞顶板勘察溶洞规模，拟定相应处勘察溶洞规模，拟定相应处理方案理方案按确定方案实施处理按确定方案实施处理处理完成处理完成正常施工成正常施工成孔孔。岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法5.1.1场地平整场地平整 将墩位表面超出承台以上范围的山体爆破，采用装将墩位表面超出承台以上范围的山体爆破，采用装载机和挖掘机、自卸车集中运至指定地点堆放好，将载机和挖掘机、自卸车集中运至指定地点堆放好，将

5、来用于溶洞处理。然后整平形成施工作业平台。来用于溶洞处理。然后整平形成施工作业平台。5.1.2测量放样测量放样 使用全站仪准确测设桩位，符合设计及规范要求后使用全站仪准确测设桩位，符合设计及规范要求后，打十字护桩标志。，打十字护桩标志。5.1.3冲孔、扩孔处理冲孔、扩孔处理 冲击钻机冲孔冲击钻机冲孔钻机通过机械配合就位，就位后，钻头中心点对准钻机通过机械配合就位，就位后，钻头中心点对准桩位中心，同时调整钻桅是否垂直，然后钻进。每次桩位中心，同时调整钻桅是否垂直，然后钻进。每次钻孔时在钢丝绳上做好标记，以检查钻进情况，提放钻孔时在钢丝绳上做好标记，以检查钻进情况，提放钢丝绳适度。每一循环检查钢丝

6、绳是否在滚筒槽内，钢丝绳适度。每一循环检查钢丝绳是否在滚筒槽内，检查钢丝绳是否有毛刺、断股现象，如有及时更换。检查钢丝绳是否有毛刺、断股现象，如有及时更换。岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法5.1.4钢护筒跟进钢护筒跟进钻孔桩在成孔过程中及终孔后以及浇筑混凝土钻孔桩在成孔过程中及终孔后以及浇筑混凝土前，对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。前，对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。1.孔径和孔深检测孔径和孔深检测检测时，将井径器吊起，孔的中心与起吊钢绳检测时，将井径器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅表明孔径大保持一致，慢慢放入孔内，

7、上下通畅表明孔径大于给定的直径。测锤一般采用锥形锤，锤底直径于给定的直径。测锤一般采用锥形锤，锤底直径13cm15cm，高，高2022cm，质量，质量4kg6kg。测。测绳采用钢尺进行校核。绳采用钢尺进行校核。岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法2钢护筒加工及吊放钢护筒加工及吊放 护筒类型为钢护筒，采用护筒类型为钢护筒，采用8mm厚钢板进行加工制作厚钢板进行加工制作，护筒直径比设计桩径大，护筒直径比设计桩径大10cm20cm，上端用，上端用16圆圆钢在护筒外侧焊成箍圈，并垂直对称焊四块加厚钢板钢在护筒外侧焊成箍圈，并垂直对称焊四块加厚钢板，护筒顶

8、对称焊两吊环，护筒长度视埋置深度而定。，护筒顶对称焊两吊环，护筒长度视埋置深度而定。为保证钢护筒的强度和刚度，每隔为保证钢护筒的强度和刚度，每隔2m设置一道加强钢设置一道加强钢板箍。用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞顶板岩面。板箍。用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞顶板岩面。5.1.5击穿（爆破）溶洞顶板击穿（爆破）溶洞顶板 若漏浆现象无法控制，则采取爆破的方式将溶洞若漏浆现象无法控制，则采取爆破的方式将溶洞顶板破坏掉，进一步勘察溶洞规模，拟定相应的处理顶板破坏掉，进一步勘察溶洞规模，拟定相应的处理方案。方案。5.1.6勘察溶洞规模，拟定相应的处理方案勘察溶洞规模，拟定相应的处理方案 沪昆客运专线张家

9、湾大桥沪昆客运专线张家湾大桥4#墩溶洞高达墩溶洞高达6.5m且向且向线路大里程方向伸入地下，洞内有空气流通，溶洞顶线路大里程方向伸入地下，洞内有空气流通，溶洞顶部为斜面岩层，且孔壁提前进入溶洞。经研究决定采部为斜面岩层，且孔壁提前进入溶洞。经研究决定采用抛填法、注浆固结法相结合的方案处理。用抛填法、注浆固结法相结合的方案处理。岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法 先用冲击锤进行冲孔、扩孔处理，然后用振动先用冲击锤进行冲孔、扩孔处理，然后用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞顶部，为保证钢护筒的锤将钢护筒振动下沉至溶洞顶部，为保证钢护筒的强度和刚度，每隔强

10、度和刚度，每隔2m设置一道加强钢板箍，施工设置一道加强钢板箍，施工人员做好安全防护措施下到孔底对溶洞顶部岩层打人员做好安全防护措施下到孔底对溶洞顶部岩层打眼、装药，采取小型爆破处理。将溶洞炸穿后，向眼、装药，采取小型爆破处理。将溶洞炸穿后，向桩孔内抛填大量片石（据统计抛填片石量达桩孔内抛填大量片石（据统计抛填片石量达267m3），直至将溶洞填满，注入高比重泥浆，用冲击钻），直至将溶洞填满，注入高比重泥浆，用冲击钻机小冲程冲击，将片石挤压到桩孔以外的溶洞内，机小冲程冲击，将片石挤压到桩孔以外的溶洞内，此时泥浆面出现下降，迅速抛填片石、砂（碎石）此时泥浆面出现下降，迅速抛填片石、砂（碎石）和水泥包

11、，并及时补浆，再用冲击钻机小冲程冲击和水泥包，并及时补浆，再用冲击钻机小冲程冲击，将将片石挤压到桩孔以外形成护壁，泥浆面不再，将将片石挤压到桩孔以外形成护壁，泥浆面不再下降时，停止冲击，待水泥强度达到下降时，停止冲击，待水泥强度达到2.5MPa后，后，再继续进行正常施工直至成孔。再继续进行正常施工直至成孔。岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法 6.材料与设备材料与设备6.1材料：片石、沙袋、水泥材料：片石、沙袋、水泥6.2设备：冲击钻机、挖掘机、装载机、自卸车设备：冲击钻机、挖掘机、装载机、自卸车 7.钻进过程中质量控制钻进过程中质量控制 7.1

12、采用膨润土泥浆，比重控制在采用膨润土泥浆，比重控制在1.2g/cm3-1.4g/cm3，以有效护壁，防止塌孔。在泥浆中掺入，以有效护壁，防止塌孔。在泥浆中掺入0.1%-0.4%的纯碱，以提高泥浆得胶体率和稳定性的纯碱，以提高泥浆得胶体率和稳定性。7.2采用间断式正循环排渣，既可封堵小溶洞，采用间断式正循环排渣，既可封堵小溶洞，又可以保证泥浆的浓度，防止塌孔。又可以保证泥浆的浓度，防止塌孔。7.3溶洞顶部岩层为平面时，采用冲击钻小冲程溶洞顶部岩层为平面时，采用冲击钻小冲程冲击，冲程不超过冲击，冲程不超过50cm。岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法

13、 7.4如发现明显漏浆，迅速提锤，操作手离如发现明显漏浆，迅速提锤，操作手离开钻机，避免安全事故发生，并即时补浆，向开钻机，避免安全事故发生，并即时补浆，向桩孔内抛粘土包、片石、水泥包等，达到堵漏桩孔内抛粘土包、片石、水泥包等，达到堵漏，防止塌孔，直至泥浆面稳定。，防止塌孔，直至泥浆面稳定。7.5溶洞顶板、地板斜面处理，若溶洞的顶板或溶洞顶板、地板斜面处理，若溶洞的顶板或底板面高低不平，且溶洞不在桩孔壁出现，进底板面高低不平，且溶洞不在桩孔壁出现，进出溶洞按斜面开孔的方法处理，先向孔内分层出溶洞按斜面开孔的方法处理，先向孔内分层抛填片石和黏土，然后用冲击钻小冲程冲击切抛填片石和黏土，然后用冲击

14、钻小冲程冲击切削硬岩石成孔。削硬岩石成孔。8.安全措施安全措施岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法 8.1 施工安全施工安全8.1.1设置专人对施工区域安全防护，确保施工现设置专人对施工区域安全防护，确保施工现场的施工正常。场的施工正常。8.1.2在靠近施工的一侧设置彩钢板进行防护。在靠近施工的一侧设置彩钢板进行防护。8.1.3加强所有施工人员的岗前安全教育、培训。加强所有施工人员的岗前安全教育、培训。8.2 施工防水施工防水8.2.1完成场平后、在施工现场周围设置排水沟和完成场平后、在施工现场周围设置排水沟和固定的集水井。固定的集水井。8.2.

15、2储备彩条布在孔口进行雨季覆盖防水。储备彩条布在孔口进行雨季覆盖防水。岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法岩溶中等发育地区桥梁桩基础溶洞处理施工工法9.环保措施环保措施 9.1 将施工过程中弃料弃往指定地点进行处理。将施工过程中弃料弃往指定地点进行处理。9.2 做好钻孔桩的泥浆排放规划。做好钻孔桩的泥浆排放规划。10.效益分析效益分析10.1 经济效益经济效益 1.单根桩基施工工期有效缩短单根桩基施工工期有效缩短100天，节省工费天，节省工费750*100=7.5万元。万元。2.勘察后处理，对症下药，节省盲目施工材料（片石）损失勘察后处理，对症下药，节省盲目施工材料（片石）损失100天天

16、*2车车*50元元/车车=1万元。万元。3.处理溶洞过程中消耗工费：人工费处理溶洞过程中消耗工费：人工费12*75+砼砼300*10+片石运输费片石运输费30*267/6+钢护筒费用钢护筒费用17*500=13735元。元。总计节省成本：总计节省成本：75000+10000-13735=71265元。元。10.2社会效益社会效益 不需要耗费不必要的人力物力，保证安全，同时降低成本。张家湾大桥桩不需要耗费不必要的人力物力，保证安全，同时降低成本。张家湾大桥桩基础施工完毕后，得到建设单位、监理单位及临近各标段兄弟单位的一致好基础施工完毕后，得到建设单位、监理单位及临近各标段兄弟单位的一致好评。评。11工程实例工程实例 沪昆客运专线张家湾大桥桩基础施工完毕后，得到建设单位、监理沪昆客运专线张家湾大桥桩基础施工完毕后，得到建设单位、监理单位及临近各标段兄弟单位的一致好评。单位及临近各标段兄弟单位的一致好评。