立交橋墩樁基旋挖鉆巖溶洞塌洞處理專項(xiàng)施工計(jì)劃

1、 立交橋墩樁基旋挖鉆巖溶洞塌洞處理專項(xiàng)施工計(jì)劃一、背景資料1.1設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介該項(xiàng)目是從#市#區(qū)#隧道到#大道和#的橋梁工程。分為A、B、D、Z線橋，其中A線有預(yù)留接口，暫不實(shí)施。 Z線穿過(guò)#大道到#河南岸，然后到達(dá)地面。 B線橋從隧道出口右轉(zhuǎn)進(jìn)入#大道，D線橋右轉(zhuǎn)過(guò)#河進(jìn)入#大道匝道。隧道出口至#的Z線橋面寬16.0米，全長(zhǎng)226.68米。它分為四個(gè)部分。第一節(jié)為20m鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，第二節(jié)為16m鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，第三節(jié)為33m+47m+35m鋼箱梁，第四節(jié)為33.5m+37m預(yù)制梁。受力鋼筋混凝土箱梁。主線KZ0+533.9KZ0+626.1段，樁基Z4-1、Z4-2、Z5-1、Z5-2共4

2、個(gè)，樁徑2m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)2233m ，計(jì)算出的孔深為2536m。1.2自然條件1.2.1 區(qū)域條件場(chǎng)地北側(cè)為桂輝路，西側(cè)為#社區(qū)和千光鋁制品廠，東側(cè)為待拆住宅樓，南側(cè)為#河。整體比較平坦。詳見附件。1.2.2地質(zhì)條件(1) 巖性根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查結(jié)果，該區(qū)地層為：1）雜填，雜色，含植物根系及少量有機(jī)質(zhì)，結(jié)構(gòu)疏松，厚度0.53.01 m，厚度不均，分布廣泛，平均厚度2.07 m。2 ）粘土層，棕黃色，可塑性，粘性好，局部有少量風(fēng)化碎屑?，F(xiàn)場(chǎng)分布廣泛，但分布厚度極不均勻，局部溶液槽或溶液間隙內(nèi)厚度較大，厚度為3.85 9.3 m，且厚度不均勻，平均厚度6.65米。(3) 中風(fēng)化白云巖，灰白色、深灰色，

3、薄層狀構(gòu)造，埋深9.3616.17，厚度不均，平均埋深12.13 m ，偶見泥巖，局部見少量方解石脈，節(jié)理裂縫發(fā)育良好。巖體較破碎，巖心多為砂質(zhì)、碎片狀、柱狀。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見隨附的鉆孔直方圖。(2) 地下水場(chǎng)地縱橫裂隙，巖體破碎，巖溶發(fā)育，地下水豐富。樁孔開挖之初，地下水通過(guò)基巖構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙、溶蝕裂隙和溶洞等積聚于此。施工現(xiàn)場(chǎng)緊鄰#河，場(chǎng)地標(biāo)高1060.1m，#河標(biāo)高1051.3，水深1m，在#河水位以下7.8m處挖樁孔。挖深約7.8m后，在#河面以下，#河水會(huì)通過(guò)基巖溶洞和裂隙流入樁孔。(3)喀斯特發(fā)育特征巖溶發(fā)育于巖體中，其巖溶形態(tài)以溝壑、槽溝和裂隙為主。溶蝕裂隙發(fā)育極不均勻，

4、無(wú)明顯規(guī)律。場(chǎng)地巖溶中等發(fā)育，場(chǎng)地可能發(fā)生巖溶塌陷。綜上所述，項(xiàng)目區(qū)工程地質(zhì)條件屬于中度復(fù)雜類型。2、地層狀況分析（1）地質(zhì)勘查單位已對(duì)Z4樁基巖進(jìn)行了10個(gè)探孔，對(duì)Z5基巖進(jìn)行了10個(gè)探孔。根據(jù)勘探資料，雜填物厚度為0.4-3.01m，平均為2.07m。黏土厚度4.75-9.3m，平均6.65m；粘土埋深6.5-10.4m，平均8.11m。風(fēng)化巖埋深9.3616.17m，平均12.13m。下表：表1 雜填土及黏土埋深(m)孔號(hào)雜項(xiàng)填充厚度粘土深埋粘土厚度風(fēng)化巖埋深Z4-11.110.49.312.6Z4-1+10.56.5611Z4-1+21.586.511.17Z4-1+31.810.28

5、.411.6Z4-1+428.56.510.3Z4-226.724.7213.8Z4-2+136.833.8316.17Z4-2+22.88.385.5810.71Z4-2+337.754.7514.58Z4-2+43.017.864.859.36平均2.078.116.6512.13(2) Z4樁基巖溶洞6個(gè)，層厚0.33.36m，平均1.08m；層底深度為10.29-33.5m。裂隙3條，寬0.17-0.33m ，底深10.6-36.92m。下表：表2 Z4樁孔溶洞統(tǒng)計(jì)分析表孔號(hào)Z4-1孔口高度 m1060.06孔號(hào)Z4-2孔口高度 m1060.19編號(hào)底部標(biāo)高 m底深 m層厚 m編號(hào)底部

6、標(biāo)高 m底深 m層厚 m11047.9612.10.511044.8915.31.521047.1612.90.321044.0516.140.4231044.5615.52.231042.8917.30.7541042.1617.91.341040.8919.31.3351041.5618.50.351039.4720.720.2561036.2623.82.861038.1422.050.92孔號(hào)Z4-1+1孔口高度 m1060.11孔號(hào)Z4-2+1孔口高度 m1060.18編號(hào)底部標(biāo)高 m底深 m層厚 m編號(hào)底部標(biāo)高 m底深 m層厚 m11048.3111.80.811044.0116.

7、170.2521045.0115.10.521039.5120.671.5831042.11182.431032.5127.670.9241040.3119.80.241031.0129.170.6751037.3122.80.851026.6833.50.1761036.11240.8孔號(hào)Z4-1+2孔口高度 m1060.06孔號(hào)Z4-2+2孔口高度 m1060.16編號(hào)底部標(biāo)高 m底深 m層厚 m編號(hào)底部標(biāo)高 m底深 m層厚 m11046.8913.17211049.1111.050.3321044.8115.250.9221047.0313.130.2531040.06201.92310

8、45.714.460.2541038.6121.550.2551036.4523.710.6761031.6128.550.58孔號(hào)Z4-1+3孔口高度 m1060.06孔號(hào)Z4-2+3孔口高度 m1060.16編號(hào)底部標(biāo)高 m底深 m層厚 m編號(hào)底部標(biāo)高 m底深 m層厚 m11047.2612.81.211045.2414.920.3321044.3615.7221041.16191.0831042.4617.61.631025.16350.3341040.4619.60.341023.2436.920.1751037.9622.10.761033.6626.40.3孔號(hào)Z4-1+4孔口高度

9、 m1060.06孔號(hào)Z4-2+4孔口高度 m1060.18編號(hào)底部標(biāo)高 m底深 m層厚 m編號(hào)底部標(biāo)高 m底深 m層厚 m11049.4610.60.311049.8910.290.9321046.6613.40.321048.8211.360.5731044.8615.21.131047.5312.650.5741043.8616.20.341046.9613.220.2151037.1622.91.551042.1718.013.3661035.9624.10.961040.0320.151.2971029.5330.651.57說(shuō)明：上表中帶下劃線和陰影的為裂隙。Z5基巖雜填土和黏土的

10、厚度，第一層風(fēng)化巖的埋深，溶洞狀況，見柱狀圖。3.洞穴處理方案3.1 旋挖鉆機(jī)施工方案該項(xiàng)目采用旋挖鉆機(jī)鉆孔和水下混凝土澆筑方案。旋挖鉆機(jī)型號(hào)為徐工XRS1050，參數(shù)如下：表3 徐工XRS1050旋挖鉆機(jī)參數(shù)表項(xiàng)目單元范圍額定功率千瓦298動(dòng)力頭最大輸出扭矩千牛米390轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分鐘718最大孔徑毫米2500最大鉆孔深度米105加壓氣缸最大的壓力千牛240最大升力千牛250最大行程米6加壓絞盤最大壓力千牛-主絞盤最大絞盤速度米/分鐘60桅桿傾角橫向/向前/向后4/5/15整機(jī)質(zhì)量噸114方面工作狀態(tài)毫米10265480027520發(fā)貨狀態(tài)毫米1761535003535鉆孔工藝(1)鉆機(jī)就位鉆孔

11、前放置樁位，放線重測(cè)后四周設(shè)置護(hù)樁，誤差控制在5mm以內(nèi)。進(jìn)一步判斷是否有障礙物，必須在甲方或監(jiān)理驗(yàn)收合格后施工完畢。鉆機(jī)應(yīng)保持穩(wěn)定，不傾斜、不位移，鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位，打開電機(jī)開孔。旋挖鉆機(jī)底盤為伸縮式自動(dòng)調(diào)平裝置，操作室內(nèi)設(shè)有儀表準(zhǔn)確顯示電子讀數(shù)。當(dāng)鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位中心十字線時(shí)，即可鎖定數(shù)據(jù)，無(wú)需進(jìn)一步調(diào)整。鉆機(jī)就位后，鉆頭中心和樁中心要準(zhǔn)確，誤差控制在2cm以內(nèi)。液壓多功能旋挖鉆機(jī)就位時(shí)，與平面的最大傾角不應(yīng)超過(guò)4，鉆機(jī)平臺(tái)必須壓實(shí)。放樣樁位，將鉆機(jī)開到要施工的孔位，調(diào)整桅桿角度，操作絞盤，將鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心，鉆頭中心與鉆孔中心的偏差鉆頭與鋼套管十字線中心不大于10mm，放入孔內(nèi)，調(diào)整鉆機(jī)的垂

12、直度參數(shù)，使鉆桿垂直，同時(shí)稍微抬起鉆具，確保鉆環(huán)刀在孔內(nèi)自由浮動(dòng)。鉆機(jī)就位后，泥漿池中產(chǎn)生泥漿。泥漿主要由粘土、膨潤(rùn)土等制成，新產(chǎn)出的泥漿量至少夠一樁。(2)設(shè)置保護(hù)管根據(jù)樁位設(shè)置護(hù)管。護(hù)管內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑大200mm。護(hù)管的位置應(yīng)適當(dāng)穩(wěn)定。用粘土填充坑壁的間隙。施工過(guò)程中，套管下埋采用旋挖鉆機(jī)靜壓法完成。首先將鉆機(jī)正確定位，使車體垂直度、鉆桿垂直度和樁位鋼筋合二為一，然后將筒式鉆頭放在鉆桿頂部，然后用吊車吊起保護(hù)筒，并正確放置到位。鉆桿將其垂直壓入土壤。護(hù)管埋設(shè)后，通過(guò)四個(gè)控制樁將樁位中心引回，使護(hù)管中心與樁位中心重合，護(hù)樁方向線位置在保護(hù)管上用紅色油漆標(biāo)記。套管埋深：回填區(qū)套管埋深應(yīng)超過(guò)回

13、填深度0.5m。原土狀態(tài)：粘性土不小于1m ，沙質(zhì)土不小于1.5m 。 30厘米。(3)鉆孔當(dāng)鉆機(jī)準(zhǔn)確就位并準(zhǔn)備好泥漿后，開始鉆孔。每次鉆孔進(jìn)尺控制在60cm左右。開始旋挖時(shí)應(yīng)放慢速度，放穩(wěn)鏟斗，緩慢提升鏟斗，特別是在孔口5-8m段旋挖過(guò)程中，通過(guò)控制面板監(jiān)測(cè)垂直度，如有偏差及時(shí)糾正。操作人員隨時(shí)觀察鉆桿是否垂直，通過(guò)深度計(jì)數(shù)器控制鉆孔深度。當(dāng)旋轉(zhuǎn)斗鉆頭順時(shí)針旋入時(shí)，底板的切割板與桶瓣的后邊緣對(duì)齊。鉆屑進(jìn)入筒體，裝滿一桶后，鉆頭逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，底板由定位塊定位并密封底部開口，然后將鉆頭提升至地面卸土.鉆孔開始時(shí)采用低速鉆孔，主絞車鋼絲繩應(yīng)承受不低于鉆桿和鉆具重量之和的20%，以保證鉆孔位置不偏離。

14、高速鉆孔用于套管下3米處鉆孔。鉆孔速度與鉆孔壓力有關(guān)。鉆頭和鉆桿用于摩擦壓力。在150MPa壓力下，進(jìn)尺速率為20cm/min；在200MPa壓力下，進(jìn)尺速度為30cm/min。分鐘；在260MPa壓力下，進(jìn)尺速度為50cm/min。(4)端孔及孔清理a、終孔：當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高時(shí)，請(qǐng)監(jiān)理工程師檢查并初步確定終孔，然后邀請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)、地質(zhì)勘察、施工方到現(xiàn)場(chǎng)確定終孔，并簽署終孔。洞。b、清孔：最終孔確定后，將鉆斗留在原位并旋轉(zhuǎn)數(shù)圈，盡可能將孔底的虛擬土放入斗中?？倓t采用泥沙處理鉆斗（帶擋板的鉆斗）排出泥沙。渣的厚度要求不超過(guò)5cm。c、孔洞檢查：孔洞清理完成后，將組織主管、主管工程師、質(zhì)檢工程師和

15、值班技術(shù)員一起對(duì)成型的孔洞進(jìn)行檢查?？字睆胶涂仔螒?yīng)用孔探儀檢查，孔深和孔底沉積物應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)檢查。錘子檢測(cè)。鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，核對(duì)孔深、孔徑、孔位、孔形等，填寫最終孔檢記錄，經(jīng)監(jiān)理工程師簽證批準(zhǔn)后，進(jìn)行孔底清理及準(zhǔn)備澆筑水下混凝土。詳見旋挖專項(xiàng)施工方案3.2 溶洞地層治理措施(1) 總則措施根據(jù)地質(zhì)勘查資料，當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。樁基鉆入風(fēng)化巖層后，溶洞較多，地下水極為豐富。 Z4基巖有6層溶洞，最大層厚3.36m；層狀構(gòu)造，偶見泥巖，局部見少量方解石脈，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，巖心多為砂質(zhì)、破碎、柱狀。對(duì)于樁孔溶洞地層，采用回填混凝土和擠孔的施工方法。由于溶洞地層基本出現(xiàn)在地下10米的巖層

16、中，地下水較為豐富，樁孔注水，混凝土回填是施工時(shí)壓管澆注水下混凝土的一種方法的混凝土回填。混凝土采用C20素混凝土，摻入適量早強(qiáng)劑，3天后混凝土強(qiáng)度達(dá)到70% ，以便進(jìn)行下一次鉆孔。回填混凝土前應(yīng)確定溶洞頂點(diǎn)標(biāo)高，回填混凝土應(yīng)高于溶洞頂部1-2m。先計(jì)算樁孔澆筑所需混凝土量，隨時(shí)檢查混凝土澆筑高度，隨時(shí)增加混凝土澆筑量。當(dāng)達(dá)到預(yù)定澆注高度時(shí)，暫停澆注。 1小時(shí)后，混凝土頂面穩(wěn)定，不再下沉。 .對(duì)于多層溶洞，溶洞自上而下回填，每次按上述控制。(2) 特別措施由于洞的水平長(zhǎng)度、傾角和方向未知，假設(shè)回填混凝土可以填滿樁孔。如果在地質(zhì)資料顯示的溶洞群中，某個(gè)溶洞通向一個(gè)上千立方米的大型溶洞，或者通向#

17、河流，即使已經(jīng)形成了一個(gè)洞，但是當(dāng)混凝土樁基投，前者會(huì)造成成本堆。巨大，后者嚴(yán)重污染環(huán)境。如果出現(xiàn)這種可能性，應(yīng)采取以下措施：定量回填和間歇回填根據(jù)已知有限的溶洞，初步提出一定量的混凝土回填，在經(jīng)濟(jì)性和工期上應(yīng)該是可以接受的。當(dāng)在定量范圍內(nèi)時(shí)，混凝土表面上升到預(yù)定標(biāo)高，回填結(jié)束。當(dāng)未達(dá)到預(yù)定標(biāo)高且經(jīng)過(guò)一定量補(bǔ)水后混凝土面仍不上升時(shí)，間隔時(shí)間不得小于混凝土初凝時(shí)間（約45min ），再進(jìn)行二次回填。出去。第二次回填一定量后，如果混凝土表面沒有上升，則可以視為“無(wú)底坑”。第二次回填，如果混凝土表面有一點(diǎn)上升然后停滯，則進(jìn)行第二次間隔，然后進(jìn)行第三次回填。重復(fù)此過(guò)程，直到混凝土表面上升到預(yù)定標(biāo)高，并

18、完成回填。如果回填一定量后混凝土表面不上升，則可以視為“無(wú)底坑”；“無(wú)底坑”處理（方案）在溶洞平面范圍內(nèi)，沿樁孔外圍1m圓周鉆110孔，孔距0.3m，孔深超過(guò)溶洞底部0.3-0.5m。然后將28鋼筋放入孔中并與套筒連接；然后將PVC管套在插入的28鋼筋上，然后下到洞穴中。長(zhǎng)度比洞層高度高1.5m。就這樣，在洞內(nèi)形成了一道鋼柵欄。如下所示：然后采用間歇法回填混凝土。當(dāng)鋼柵欄多次粘附足夠的混凝土?xí)r，最后一次回填混凝土的頂面將上升至洞頂以上1m的位置，洞內(nèi)將填充有限量的混凝土。的目標(biāo)。然后將預(yù)先插入的鋼筋拉出并回收利用；將插入的加固孔保留在待處理的下部溶洞中重復(fù)使用，以減少鉆孔工作量。4、易塌孔地層

19、的處理方案4.1 樁孔周邊場(chǎng)地硬化措施：由于場(chǎng)地表層多為雜填土和粘土層，承載能力達(dá)不到旋挖機(jī)自重和工作負(fù)荷的要求。旋挖機(jī)在作業(yè)和鉆孔過(guò)程中，場(chǎng)地會(huì)下陷，泥土?xí)ㄟ^(guò)鋼套管底部進(jìn)入樁孔，導(dǎo)致孔洞塌陷；另外，場(chǎng)地的沉降會(huì)導(dǎo)致鉆機(jī)傾斜，影響樁孔的垂直度。為此，鉆孔樁周圍的場(chǎng)地用碎石代替或在鉆孔前使用C20混凝土硬化。4.2 塌孔回填處理措施從地質(zhì)勘查資料可以看出，地下約6m11m的范圍是半巖層。如下所示：在這樣的地層中，如果不采取措施，可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)不利的結(jié)果：一是鉆頭容易偏斜，鉆到相對(duì)薄弱的一側(cè)；有兩種方法可以用于形成這個(gè)批次：安裝鋼護(hù)板處理下鋼套管的目的是防止在挖掘和澆注混凝土?xí)r孔塌陷。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，鋼套管在下沉過(guò)程中也會(huì)