溶岩钻孔桩专项工程施工组织设计方案
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1、中国中铁沪昆客专段站前工程 HKJX-7标岩溶钻孔桩专项施工方案编制：复核：审核:中铁四局沪昆四工区二OO年六月、概述杭长铁路客专线高安至一带，下伏有较广泛的碳酸盐，覆盖型岩溶发育，地 上水位多在土石分界面上下波动，极易发生岩溶坍塌，对工程危害严重。黄梅塘特大桥钻孔桩大部分均为岩溶钻孔桩， 主要分布在台99#墩、111#143#墩、 146# 151# 墩、154# 169# 墩、其中 11# 13# 墩、20# 22# 墩、55# 59# 墩、75#99#墩、120#130#墩处几乎全部为大型、特大型岩溶，给施工带 来极大的困难，因此施工过程中要特别重视。、岩溶常见的类型类别溶洞特征充填物情
2、况小型溶洞单层洞高小于2m，全填充，漏水或半漏水小型溶槽、溶沟、小裂隙等粉砂、硬塑或软塑状粘土一般溶洞洞咼小于2m的半填充溶洞或25m的全填充溶洞，二层以下串珠状溶洞粉砂、硬塑或软塑状粘土大型溶洞二层以上串珠状有充填溶洞；5m以上全充填溶洞。粉砂、硬塑或软塑状粘土特大型溶洞大型溶洞，多层串珠状已充填或充填物差的 溶洞。溶洞的规模覆盖到相邻桩位或更大。无填充或填充物为流朔状三、施工工艺（一）、岩溶地区钻孔灌注桩施工的关键技术是如何保证成孔过程中不漏浆、或 虽漏浆但不塌孔，保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求。（二八施工方法 1、施工前充分的技术和物质准备在施工过程中， 若钻孔灌注桩钻进时遇到溶
3、洞、 裂隙地带， 就会出现孔泥浆 急剧下降， 如不及时补充水头和抛填粘土、 片石等回填物堵塞溶洞、 裂隙带的漏 浆空洞，抬高水头以增加孔壁侧压力， 孔壁土层就不能承受地下水和周围土层的 侧压力，就会造成护简底部地层坍塌和埋钻的现象， 护简周围地面大面积整体下 陷，地面也可能出现裂缝。 一旦出现这种异常情况， 若处理不及时或处理不当将 会影响到工程质量和人员、 设备的安全， 造成经济上的重大损失， 施工周期也将 延长。在施工前，施工单位根据逐桩钻探资料认真研究各墩台溶洞分布的平面位 置、高程、围、连通性和有无充填物等情况，根据设计要求制定出详细的施工方 案和施工技术保障措施。 在选用钻机时，选用
4、有挤压侧壁作用的正循环冲击钻机， 在现场备足水、粘土、片石、碎石、粉煤灰和水泥等必备材料，同时设置容量不 小于 2 倍单孔容量的泥浆池和沉淀池， 制备符合要求的优质泥浆， 应急电源和施 工机械也应作充分准备， 确保意外情况出现时， 能按照应急预案中的施工方案及 时进行处理。2、埋置好钢护筒为防止钢护筒在钻进成孔过程中水头突然下降、 地层扰动后液化发生坍塌 倾斜等事故，在埋置护筒时， 将护筒一定周围的砂性土挖除， 回填粘性土至护筒 底以下 0.5m 处并夯实，然后通过定位的控制桩放样， 把钻孔中心位置标于孔底， 再把护筒放进坑， 然后移动护简、 使护筒中心与钻孔中心位置重合。 在护筒周围 对称、
5、均匀回填最佳含水量的粘土，分层夯实、达到最佳密实度，同时也选用刚 度好、接头严密、不漏水、抗挤压的钢护简。3、采取合理的成孔措施在成孔过程中， 钻进冲程及泥浆也应随地质情况变化而做相应的调整， 在通过亚砂土、亚粘土时，采用 1m1.5m的小冲程并输入较低稠度的泥浆，在 通过细砂层时，采用1m2m的中、小冲程，同时加大泥浆稠度，抛填直径15 20cm 的片石、粘土反复冲击，使孔壁被挤实。钻至溶洞顶部 1m 左右时，加大 泥浆比重和稠度，采用 1m1.5m 的小冲程，逐渐将溶洞顶部击穿，同时准备 好足够数量的水泵或泥浆泵。 在孔周围准备足够的片石、 粘土、水泥及粉煤灰等， 一旦孔水头急剧下降，以便
6、及时向孔补水、补浆，同时回填粘土、片石、水泥及 粉煤灰等， 以便保持孔水头稳定。 回填物必须高出溶洞顶 1m 以上，然后放下钻 头进行冲砸堵漏，以小冲程反复冲砸，将粘土、小片石挤入溶洞。大部分钻孔桩 由于事先做好了预防措施， 使在施工时遇到的溶洞、 裂隙得到了及时处理， 保证 了钻孔桩顺利成孔。4、按溶洞类型不同分别采取不同的施工措施1 ）、对溶蚀发育轻微、空洞不大、施工时漏浆量小的桩基施工采取正常成孔方法施工， 当钻穿溶洞漏浆时， 反复投入黄土和片石， 利用钻 头冲击将黄土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中， 还可掺入水泥、 烧碱和锯末， 增大 孔壁的自稳能力。（1 ）工艺程序施工准备f埋设护筒f移
7、动钻机、 定位f护筒投入土、片石、水f钻孔f抽 碴一吸泥清碴。（2）施工要点 开孔时用小冲程冲击钻孔，要打得准、打得稳，间断冲击，少抽碴，使开口圆顺。 加入小于 15cm 片石，反复冲击 2-4 次，挤密护筒底部周围土层。 密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒水位变化，防止不正常情况发生。 根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，凭手握冲击主绳的手感，钻头冲击岩层的响声，抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。 接近岩溶时主绳松绳量应为1-2cm，防止击穿岩壳时卡钻。 钻穿岩溶地层上壳时一旦漏浆，要及时投放粘土块、片石并补水，保持 孔水位高度。2) 、空洞较大且充填物为软塑状的单层溶洞条件
8、下的桩基施工采取振动锤下沉钢护筒到基岩，然后冲击钻孔至溶洞顶板，利用冲击钻穿溶 洞顶板后，灌注低标号砼，使砼面高于溶洞顶面，砼灌注时采取间歇方式。待砼 达到一定强度后再继续钻孔，穿过低标号砼成孔。(1、工艺流程空洞较大的单层溶洞条件下钻孔桩施工工艺流程图测量定位施工准备加工钢护筒、桩帽等钻机就位震动下沉钢护筒随钻进随检孔投入粘土冲击钻孔通过溶洞顶板(2 )施工要点反循环冲击钻孔：采取冲击成孔时，为防止冲击振动使邻孔壁坍塌或影响邻 孔刚灌注的砼凝固，待邻孔砼灌注完毕 24h后开钻。钢护筒下到岩面以后，即开始对覆盖层和顶板进行冲钻。在覆盖层中可采用 正反循环钻进，冲钻方法与一般冲击钻孔相同；在岩石
9、地层中以十字型钻头冲击 基岩成孔，钻进方式为泵吸反循环。岩层中钻进时，泥浆浓度控制在1.151.20 < 当钻穿岩溶顶板时暂停钻孔，拆移钻头，进行溶洞区水下砼的灌注，砼采取低标 号砼，砼配合比由现场试验确定，保证每批砼坍落围在3米左右。砼灌注采取间 歇灌注方法(以免砼流失太远造成浪费)，直至到达溶洞顶面以上1.0米，待砼 达到强度后继续钻孔，钻孔穿过低标号砼成孔。3) 、充填物为流塑状或空洞较大的多层溶洞条件下的桩基施工采用双护筒跟进方式冲击成孔。(1、工艺流程空洞较大的多层溶洞条件下钻孔桩施工工艺流程图2）施工要点 外护筒直径应较设计桩径大20cm，护筒直径应较设计桩径大5cm。 施工
10、程序：根据地质钻探资料提供的溶洞分布情况，按照先短后长，先 易后难，先外后的原则确定各桩施工顺序。 夕卜护筒下到岩面以后，即开始对覆盖层和顶板进行冲钻，其钻孔方法与传统的冲击钻孔方法相同，但成孔的桩径比设计桩径大7cm，以便护筒顺利通过顶板。护筒跟进示意如下图：竖直、圆顺和对继续钻孔起导向作用， 应在钻孔前抛0.5-1.0m 3的小片石和适 量粘土，借钻头冲击力把泥浆、石块挤 向孔壁，以加固护筒刃脚。内护筒外护筒内护筒刃脚处理示意图 当护筒下沉到位后，在外护筒间 进行抛石压浆处理，以增加护筒的整体刚度。之后进行护筒的排泥和稳固岩面的钻孔。 双护筒冲击钻孔采用吸泥法清孔。为使钻孔桩砼与孔底岩体粘
