桩基溶洞钢护筒施工方案新Word文档格式.docx
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第一类:
覆盖层:
杂填土、粉质粘土、粉砂、细砂,覆盖层厚度在2m~15m。
基岩:
微风化石灰岩
第二类:
杂填土、粉质粘土、粉细砂、细砂,砾卵石等;
粘土岩
第三类:
杂填土、粉质粘土、粉细砂、细砂,强风化泥质砂岩;
中风化泥质砂岩。
三、灰岩区溶洞特征
根据勘察结果,场地沿线部分地段揭露的基岩为灰岩及泥灰岩,其中(K1+075~k1+250、k3+600~k4+935、k5+930~k6+200)路段是灰岩与泥灰岩上直接覆盖着全新统冲积相饱和粉细砂、中砂及中粗砂夹卵砾石层。
场地附近近几十年多处出现地面塌陷,直接危及地面建(构)筑物的安全。
灰岩区溶洞是本场地主要不良地质作用和地质灾害,在近期武咸公路改造工程桩基施工过程中,多次处出现漏浆、塌孔现象,严重处引起地面塌陷,极大影响了两侧车行道的行车安全。
近期钻孔中漏浆塌陷的图片:
W125-3
W120-3
目前,以上两处已进行了回填加固处理,桩基施工停止。
通过灰岩区逐桩超前钻结果显示,灰岩区溶洞特征:
(1)见溶洞率高达40%;
(2)溶洞洞高大小不一,从0.4m~18.2m不等;
(3)溶洞层数从一层至四、五层不等,多层溶洞呈糖葫芦串珠状;
(4)溶洞多为填充型,部分为半填充或无填充型(填充物多为可塑或硬塑粘性土及少量灰岩碎块);
(5)石灰岩岩芯表面均有不同程度的溶蚀;
(6)裂隙较发育,多被方解石脉充填,胶结良好。
四、溶洞处理措施概述
(1)对较小溶洞,先对溶洞顶部成孔,再跟进钢护筒至粉砂层底的基岩顶,然后用小冲程凿穿溶洞顶板,若钻进过程中泥浆损失较慢,应及时补充泥浆,并抛填片石、粘土块或C20砼充填挤实后再钻进。
(2)对较小溶洞,在凿穿溶洞顶板,先跟进钢护筒至溶洞顶,再用小钻头凿穿溶洞顶板,若钻进过程中泥浆损失较快,必要时可采取惨加速凝剂或水玻璃的水泥砂浆、C20混凝土进行封堵,并应及时补充泥浆。
(3)对于溶洞高度较大,采用下钢护筒跟进钻孔,辅以片石、粘土块或C20砼封堵的方法。
对于糖葫芦串珠状的溶洞,根据情况采用多层钢护筒递进的方法钻进。
多层溶洞时钢护筒跟进
五、钢护筒跟进施工方法
钢护筒壁厚δ=12~18㎜的钢板,孔深10米以下时采用12㎜厚的钢板,孔深10~30米时采用14㎜厚的钢板,孔深30米以上时采用18㎜厚的钢板,在厂家用机械集中卷制加工制作,焊缝全部为双面坡口,每节制作长度为4.5~7.5米,制作内钢护筒的内径D′=d+20cm(d为设计桩径)。
下置钢护筒的目的:
主要是防止贯通溶槽的漏浆而造成砂质覆土层以及地表层的塌孔,首先将φ1.6m的钻头扩大至φ1.8m,正常钻进至溶洞上方约1m处,采用汽车吊辅助振动锤等打入设备,将钢护筒分节打入土层中至岩面。
(1)桩基内护筒跟进的施工工艺:
场地平整、定位埋设外钢护筒冲孔至溶洞顶(回填片石或C20砼)溶洞顶部处理下放内钢护筒正常成孔至桩底标高(终孔)。
(2)钢护筒制作:
外钢护筒的内直径为D=d+40cm(d为设计桩径),壁厚δ=12㎜,长度为2米;
采用机械卷制加工制作;
内钢护筒:
采用壁厚δ=12~18㎜的钢板,在厂家用机械集中卷制加工制作,焊缝全部为双面坡口,每节制作长度为4.5~7.5米,制作内钢护筒的内径D′=d+20cm(d为设计桩径)。
制作好后运至施工现场。
(3)全程钢护筒跟进施工
本工程下置内钢护筒的目的:
主要是防止贯通溶槽的漏浆而造成砂质覆土层的塌孔,通过下置内护筒的作用,即可顺利穿越溶槽层至设计桩底标高,达到顺利终孔的要求;
同时避免砼超灌甚至无法灌注至设计桩顶标高等情况。
将φ1.6m的钻头扩大至φ1.8m,正常钻进至溶洞上方约1m处,采用25T汽车吊辅助20T振动锤,先将内钢护筒分节打入土层中至岩面,再进行回钻成孔。
在下沉钢护筒的施工过程中,振动锤必须平稳,牢固的焊在内钢护筒顶部,并在护筒顶面的平面位置一定要居中,尽可能避免因偏心造成护筒产生偏斜。
同时采用水平尺严格控制好各节护筒连接的垂直度,不得超过施工规范要求的1/200,力求钢护筒垂直入土。
若一旦发现有偏斜的趋势,马上进行纠正,将可能发生偏斜的不利因素消除在萌芽状态中。
内护筒沉入岩面后,先采用冲锤进行成孔一定深度后(注:
进尺为1.5~2米),及时采用25T汽车吊辅助振动锤将内护筒下沉至进尺岩面标高处;
然后再进行冲孔、下内刚护筒;
与之循环反复进行至桩底设计标高处;
同样,在施工过程中严格测量、控制好各节护筒连接的垂直度,不得超过施工规范要求的1/200。
各节内刚护筒的连接焊缝全部采用双面开坡口进行满焊,两节护筒的接缝除施焊外,还需在接缝处焊接50mm宽、δ=10㎜的加强钢带。
以保证其尺寸准确,使护筒体顺直度达到要求,整个内护筒的竖向壁成一直线。
对其控制好质量的环节上起到关键的作用。
(4)钢护筒垂直度控制
下落过程中通过外部专门支架和预埋外护筒之间的卡具控制,并用经纬仪辅助控制垂直度,具体如下图:
两节钢护筒焊接过程中的控制:
下部钢护筒用垫铁调平(用吊车调节),用水平尺检测达到水平要求后,在外部卡具范围内将上部钢护筒初步就位,接口对齐,用经纬仪测量垂直度,如垂直度超规范要求,则接口部位采用垫铁调平,然后将两节钢护筒点焊,初步稳定后,再进行满焊。
在焊缝冷却后,进行钢护筒的下落施工,上述工序循环进行。
(5)内钢护筒下至溶槽处的处理
由于施工处不良地质溶洞的深度大同时有可能存在贯通的溶洞存在。
对于此处的处理更不得马虎,若处理不当有可能出现卡锤的情况出现。
需根据补勘探的地质资料,详细了解各溶槽顶标高的准确位置后,严格按照以下进行处理:
内钢护筒的下放位置:
根据其地质资料或原成孔桩基已施工的标高位置处(或溶槽顶100cm处);
冲击锥锤冲至溶槽顶部范围做到上下轻提慢放,做到缓慢的进尺至溶槽处形成一小的裂口,不得高提进行强烈的冲击;
以防止卡锤的危险。
进入溶槽后,根据我公司桩基施工的经验总结情况看,孔内的泥浆势必全部漏失。
因此需单独进行溶槽的处理:
孔内浆漏失完后,尽快用25T汽车吊将冲击锥锤吊开。
将拼装备好的水下砼导管放入孔内,采用C20砼进行封堵,砼须多次进行,且每次灌入的砼不宜过多,同时砼需在待前面砼达到初凝后进行,砼的塌落度控制在30~50mm,通过砼的低流动性达到暂时封堵的目的;
待砼凝固产生一定强度后,再用冲击锥锤进行重复回钻、跟进内钢护筒。
也可采用回填片石进行反复冲砸。
通过挤压旁边的溶洞空间,孔桩周围形成护壁,再跟进内钢护筒。
同一桩孔内若有多层溶洞、溶槽或空洞,需分层按上方法处理、跟进下放内钢护筒。
(6)质量保证措施:
钢护筒的加工尺寸必须严格控制,护筒上下节的连接缝除焊接外,还需在接缝处焊50mm宽的加强钢带,护筒水平接缝所成平面与护筒竖向垂直,使整个钢护筒的垂直度符合要求,振动锤与护筒顶面焊接牢固,无松动;
并要求振动锤位置居护筒顶面中,各节下沉的护筒必须严格控制垂直度。
五、采用钢护筒跟进施工的桩基
墩号
顶板厚度(m)
溶洞顶距地面高度(m)
溶洞洞高(m)
溶洞填充情况
钢护筒长(m)
W115-4#
1.8
1.2杂填土+4.1粘土+5.7粉质粘土+18.4粉细砂+14.1粘土岩+1.8顶板=45.3
3.2+0.7
未填充
L=44
W116-1#
5.8
1.2杂填土+13粉质粘土+10.8粉细砂+4.5中粗砂+5.8顶板=35.3
6.2
L=30
W117
2#
3.5
0.4杂填土+4.6土洞+2粉质粘土+22.5粉细砂+3.5顶板=33
4
3#
1.4杂填土+5.6粉质粘土+23粉细砂+4顶板=34
1.5
W119
1#
3.3
1.6杂填土+4.6粉质粘土+23.8粉细砂+3.3顶板=33.3
5.5
填充
严重漏浆
L=31
W120
5.6
2.3杂填土+6.2粉质粘土+19.6粉细砂+5.6顶板=34.7
2.6
半填充
L=33
4.5
2.3杂填土+6.2粉质粘土+20粉细砂+4.5顶板=34.0
1.3
4#
0.5
2.3杂填土+6.2粉质粘土+20粉细砂+0.5顶板=30.0
1.6+1.5
L=29
W121
0.3
2杂填土+9.8粉质粘土+17.3粉细砂+0.3顶板=29.4
0.4+0.6+2.5
+0.6
L=28
1.4
2杂填土+9.8粉质粘土+17.3粉细砂+1.4顶板=30.5
2.5+0.9+1.3
+1.1
1.2
2杂填土+9.8粉质粘土+17.2粉细砂+1.2顶板=30.2
0.7+6.5
塌孔
W122
0.9
2杂填土+9.8粉质粘土+17.3粉细砂+0.9顶板=30
1.2+6.8
7.4
2杂填土+9.8粉质粘土+17.6粉细砂+7.4顶板=36.8
1.9+2.8
L=36
W123
1.1
2杂填土+7.5粉质粘土+19.5粉细砂+1.1顶板=31.0
0.9+0.8
2杂填土+7.5粉质粘土+20.1粉细砂+2.6顶板=32.2
3.1
2杂填土+7.5粉质粘土+20.1粉细砂+1.8红粘土
+3.1顶板=34.5
W124
1.5杂填土+9.7粉质粘土+17.7粉细砂+5.5顶板=34.4
1
1.5杂填土+9.7粉质粘土+17.6粉细砂+1.0顶板=30
0.4+2.4
W125
2杂填土+9.8粉质粘土+16.9粉细砂+0.5顶板=29.2
W126
6.8
1杂填土+5.6粉质粘土+22.1粉细砂+6.8顶板=35.5
L=34
1杂填土+5.6粉质粘土+22.9粉细砂+5.5顶板=35
2.8
3
1杂填土+5.6粉质粘土+23.4粉细砂+3顶板=33
0.5+0.5+1.4
+0.5
L=32
W127
7
2杂填土+5.6粉质粘土+21.4粉细砂+7顶板=36
1.6+2.7
L=35
11.8
2杂填土+5.6粉质粘土+21粉细砂+0.4中粗沙砾卵石
+11.8顶板=40.8
L=39
2杂填土+5.6粉质粘土+21.4粉细砂=29
W128
2.3杂填土+6.6粉质粘土+19.8粉细砂=28.7
L=27
W129
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