大燕河大桥23ZA墩桩基处理专项方案

1大燕河大桥23#墩ZA桩基处理专项方案一、地形地貌本桥位地处北江支流大燕河冲击平原区，地形平坦，开阔，两岸一级接地标高9.41-16.02m。大燕河河谷宽约350m，河床约80~100m，河漫滩发育，它与阶地没有明显界限。大燕河由东向西注入北江，桥位轴线大致垂直于河床。大燕河大桥桥位底层岩性及其复杂，上部覆盖为第四系全新统河流相松散沉积层，由粘土，亚粘土，亚砂土，淤泥，淤泥质土和砂层组成，总厚度一般不小于20m；基底为三迭系上统内陆湖泊相含煤碎屑建造砂层，粉砂层，粗砂层，泥岩，页岩，炭质页岩夹碳酸岩类岩石。岩溶极其发育，溶洞大小各异，形态极其复杂。二、工程概况广清高速公路扩建工程大燕河大桥全长834.64m，桥宽24.5m。新建大燕河大桥23#墩ZA桩基处于溶洞区，桩设计为摩擦桩，桩径180cm，桩长25.558m。桩顶标高9.558m，桩尖标高-16.00m，溶洞顶板标高为-11.68m，溶洞的底板标高为-12.08m，故桩穿过溶洞。采用的施工的方法：孔口加长钢护筒护壁与回填法。本桩基溶洞较小，上下高程差为0.4m，岩溶桩基的钢护筒不回收，钢护筒下放的方式、深度根据实际地质情况确定，工程量以现场实际发生量为准，钢护筒拟采用长度为12.5m。工艺顺序：钢护筒打入→冲孔至溶洞→抛填片石粘土护壁及填充→冲孔→成孔灌注。老桥为柱桩结构，桩长25.40m，桩底标高-16.00m，桩顶标高9.40m。桩径200cm，溶洞处理方法为全护筒法，超前钻。老桥的溶洞为串珠状，第一个溶洞上下高程差为0.23m，第二个溶洞上下高程差为2.52m。三、地质状况1：素填土（灰黄色，干，土质松散，局部夹碎石，主要为粉质粘土）2：粉质粘土（灰褐色，稍湿，可塑状，粘性稍好）3：淤泥质粉质粘土（深灰色，饱和，流塑桩，）4：粉质粘土（褐色，褐红色，湿，可塑状，含较多粉细砂）5：细砂（黄色，饱和，松散状，级配一般，含较多粘性）6：粉质粘土（黄色，湿，可塑状，含较多中粗砂，粘性稍好，底部与灰岩过渡段段位20cm卵石）27：溶洞（半边岩）8：微风化灰岩（灰色，隐晶质结构，厚层状构造，岩质硬，节理裂隙较发育，见大量方解石脉或局部为白云质灰岩，岩质呈长柱或短柱状）四、人员、机械及材料准备情况1、人员准备：职务人员名称总负责人朱文通技术负责人刘宪海机材负责人李聪质检负责人高晓华安全负责人吴建辉安全员李伟伟施工主管单良施工员敬智午测量主管廖华明测量员朱才优贺建强试验主管陈明试验员李梓峰配合工20人2、机械准备振动锤（90T）一套；吊车一台（25T）；Φ1.8m桩基一台；1.5m3勾机一台；2.5m3铲车一台。3、材料准备3.1所需材料均已进场。按照设计图纸要求，桩径大于1.8m的桩基，护筒直径采用比桩径大30cm，即2m。护筒每节长度为2m；护筒打入深度小于10m时，护筒壁厚采用10mm，故采用10mm，6m的护筒。3.2为预防桩基因溶洞而塌孔、漏浆等情况发生，已准备好足够的粘土、石块等应急物资。四、钢护筒跟进法施工工艺1、工艺简述钢护筒是用钢板卷制的圆形桶状结构物，钢护筒所起的作用主要是：1.1、防止素填土、粉质粘土等引起土层坍塌；1.2、减少受周围溶洞区的影响；1.3、永久性钢护筒可以作为钻孔桩防腐蚀的屏障。在适当的条件下，还可3以作为桩结构的一部分参与受力。拟采用振动锤锤击单层钢护筒至风化层护壁施工工艺。钢护筒制作容易，施工方便，扩孔后可直接下沉，不易错缝，可保证桩基的垂直度和顺直度，接缝严密，在混凝土浇注时不容易漏浆。施工工艺就是一边冲孔，一边接高护筒，并且将其振动下沉至已钻成的孔内。施工中充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。一般钻头外径和钢护筒内径空隙控制在3～5cm，保证冲击钻在护筒内顺利提升或下冲为度。用90T的振动锤将钢护筒沉到风化岩层顶面，一层钢护筒跟进到底，避免了多层护筒跟进。2、钢护筒制作：严格把关，护筒采用12mm厚的钢板卷成，尽可能卷圆，护筒直径比孔径大300mm，每节护筒都要检查，相互对接要保证同心度偏差≤1‰。钢护筒采取分节制作，用钢板卷制拼焊而成，制作长度2m一节，焊缝等级须达到一级标准，焊缝整齐顺滑，焊缝金属与母材的过渡平顺，焊缝不得有裂纹、未熔合、夹渣和未填满弧坑等缺陷。为了满足钢护筒现场水平吊装的需要，在护筒外焊接吊耳。护筒内侧对应吊耳位置临时用米字形型钢支撑架进行加强。3、钢护筒下沉：3.1、根据详细的单孔地质勘查情况，准确计算出岩层上部粘土层的埋深及层厚。3.2、首先搭设导向架控制钢护筒的位置，即粗控。预先分出导向架的纵横轴线，再用全站仪在孔位平台上放出钢护筒纵横轴线，平面位置偏差控制在50mm以内。钢护筒进入导向架后，在测量人员控制下，利用导向架上、下两层的调节千斤顶调整护筒的平面位置和垂直度，在钢护筒起吊就位上、下两层分别各用四个弧形限位板把护筒限定在导向架内，钢护筒通过自重缓缓入泥，待钢护筒下沉稳定后才能脱钩。护筒周围用粘土夯实，筒顶标高高出地面30cm。3.3、钢护筒在自重作用下入泥稳定后，即开始安放振动锤，将液压钳对位后(检查与钢护筒同心)，夹住护筒，缓慢松钩，进行点振，吊机带力下沉，测量观察护筒垂直度和平面位置，满足要求后，将钢护筒施振至导向架顶口。移走导向架，再施振至设计标高。在施振的过程中随时观测护筒的垂直度和护筒的限位挡板，如发现垂直度有偏差或限位挡板焊缝脱落，要及时进行纠偏和补焊。4用振动锤将护筒振入风化岩层中，护筒中心和导正井架中心基本重合，孔位偏差≤1cm，护筒在振动压入土层、岩层时保证其垂直偏差≤5‰，护筒离平台横梁不能太近，避免护筒随钻机晃动。为保证钢护筒的强度和刚度，每隔2m设置加强钢板箍。3.4、如护筒内有杂物，可人工挖出或冲抓锥抓出。3.5、复振：继续捶打钢护筒，直至打不动。经过复振之后，钢护筒能起到防渗和防坍塌的作用。4、冲孔4.1、为保证钻机不因塌孔、扩孔、漏浆等因素而倾斜，钻机纵横向支撑应加长，超出预计的塌孔范围，一般采用型钢或钢管。4.2、泥浆采用膨润土，容重达1.2g/cm3以上，减少孔壁内外的压力差，有效护壁，防止塌孔。4.3、采用间断式循环排渣。一方面保证孔底有一定厚度的沉渣，遇小裂隙或小溶洞可随时封堵；另一方面可保证泥浆浓度，防止塌孔。4.4、溶洞顶板的击穿采用轻锤慢打，溶洞内进尺采用轻压钻进，每进尺1.0m回填1.0m，循环至桩底，使孔壁充分积压密实，防止扩孔，回填片石(20～30cm)和粘土，片石和粘土按3∶1的比例回填，片石强度应大于等于15MPa，以便防止卡锤、掉锤。当发现泥浆面下降，应及时补充泥浆，保持孔内水位压力，防止塌孔。4.5、钻进过程中发现漏浆时，迅速提锤，操作手离开钻机，避免安全事故的发生，同时采用多个大泥浆泵补浆，并用装载机投入事先准备好的粘土包、水泥包、片石强行堵漏，防止塌孔，直至泥浆面稳定为止。然后用小冲程冲击钻机将片石挤压到溶洞边形成外护壁，在片石空隙初步堵塞后，停止冲击。只有当泥浆漏失现象全部消失，观察24h，情况正常后，方可继续冲孔。4.6、岩溶区域钻机成孔施工需要十分谨慎，施工过程中需要严格监控旧桥相应的观测点。避免坍塌、塌陷引起的旧桥、相邻桩坍塌等隐患的出现。5、紧急处理措施5.1、塌方（坍塌、掉块）：5.1.1发现塌方作业人员必须在第一时间报告项目部相关部门或主管领导，5如果塌方引起旧桥结构变形或垮落，施工现场负责人应马上组织人员到相应的原高速公路上警示过往车辆，并通知交警、路政部门前来处理，协助交警、路政工作；5.1.2塌方一旦发生，则应立即停止施工，全面检查桩基及其相邻桩基的稳定性、变形情况，并做好标记，随时观察，发现异常，立刻上报；5.1.3当有作业人员遇险时，必须在塌方区域基本稳定后，第一时间采取有效的防护措施后，方可立即救护遇险人员；5.1.4尽快将被淹埋或受伤的人员搬离危险区、移至空气较流通的地方进行现场救治，如供氧、止血、包扎、固定等；5.1.5应尽快转送医院救治、途中必须安排专人护送、并注意观察情况，及时报告医院救治。5.2、安全监测为了防止因桩基施工而引起附近旧桥与民房的坍塌、沉降或裂缝，在开工前在每个桩基点上设置观测点，记录该点方位坐标和高程，以此数据作为原始参考数据，在桩基施工过程中，每天定时对各个点的坐标和高程进行测量，并留下相关记录。当出现数据变动较大的情况时，立即加强监测，密切注意附近建筑物和构筑物的位移变动情况。如数据变动持续加大，应立即停止施工作业，上报业主、监理部门进行下一步处理。由于溶洞存于地下，其实际分布情况复杂，而地质勘察也只能定性地确定溶洞的存在及大概位置，却无法准确地测出溶洞的大小和形状。因而在岩溶地区施工，即使地质资料显示的是小溶洞或是无溶洞，都不能掉以轻心，应在施工前做好安全防范措施，准备充足的处理材料，各种机械准备待命以防突发溶洞漏浆。切实做好了施工组织安排，并加强了现场的技术管理，对溶洞桩的各种问题都能及时采取对应措施，不断总结施工经验，提高施工控制水平，方可保证施工的安全和质量。五、质量、技术、安全保障措施5.1、质量控制项目允许偏差钢护筒下沉倾斜率≤l%6护筒中心偏位≤5cm5.2、技术保障措施5.2.1、在正式施工之前，要认真检查各种设备的性能，以保证正常运作。5.2.2、采取各种手段及技术，尽量掌握桩位的地质情况。技术员、施工员、操作工人都必须对桩孔地质情况十分清楚，对他们进行细致的技术交底。5.2.3、岩溶地区冲桩时，为防止遇塌孔时护筒被埋，冲桩的钢护筒用卡环锁定在桩架上。5.2.4、冲桩时要经常检查桩孔的垂直度，因为岩溶地区较易偏孔。穿过溶洞时桩锤冲程要控制在1m～1.5m，防止卡锤。发生漏浆要及时将锤拉起，以防塌方埋锤。5.2.5、钻进过程中故障处理：5.2.5.1、卡钻：如钻进过程中被卡钻，采用将钢护筒上拔（顶起）一定高度的方法处理，以腾出空间，将钻头拉出。如因护筒底变形而引起卡钻，可抛填片石反复冲击，将变形部位挤出。5.2.5.2、斜孔、弯孔：产生斜孔、弯孔的原因，一是斜面开孔，通过溶洞时，未按正确的施工方法；二是出现没有预见的溶洞；三是隔层相向的探头石，在钻进时相互扩孔，使钻成的孔成竖向的“7”字形。斜孔、弯孔的处理方法：一是回填片石、黏土重钻，反复数次；二是灌注素砼至弯曲部分以上的一定高度，待强度合格后重新施钻。5.2.6、时刻观察钻进过程中地质情况的变化。5.2.7、施工现场配置处理漏浆的备用机具设备，如挖掘机、铲车、泥头车、吊车等，以免发生险情无法实行溶洞处理措施，造成不必要的人员伤亡及财产损失。5.3、安全保障措施5.3.1、每个桩位由一个固定的桩机组施工，每个正在施工的桩孔明确对操作人员负的安全责任，保证安全施工。5.4.2、在施工范围内设置红白防护绳。所有施工活动均在防护绳内作业。严禁非施工人员进入桩基施工区域。5.3.3、凡进入施工现场的人员必须穿戴好安全帽。禁止在吊车吊臂范围内7行走或停留。5.3.4、施工现场严禁嬉戏、打闹、酗酒、违禁药物、拥有火器，违者立即清除现场。5.3.5、特殊工种人员（电工、焊工、机械操作、架子工等）持证上岗，严禁无证上岗操作，防止机电事故的发生和伤害他人事故的发生。5.3.6、对各种机具、控制箱、开关、阀门处设立“危险、勿动”字样挂牌，并采取专人挂牌制度。