市政路橋工程樁基及溶洞處理方案

樁基及溶洞處理方案目錄：一、樁基樁基礎組成及分類二、混疑土灌注樁施工三、溶洞處理方案四、小結樁基及溶洞處理方案學習要求：熟悉樁基礎組成及分類；掌握水下砼灌注的施工方法與要點。熟悉常見質量事故的預防和處理，安全施工措施；了解灌注樁質量檢驗標準。熟悉溶洞處理方案樁基礎是深基礎應用最多的一種基礎形式，它由若干個沉入土中的樁和連接樁頂?shù)某信_或蓋梁組成。樁的作用是將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較強的土（巖）層上，或將軟弱土層擠密實以提高地基土的承載能力和密實度。

一、熟悉樁基礎組成及分類⑴樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種(圖2.1)①端承樁是穿過軟弱土層而達到堅硬土層或巖層上的樁，結構荷載主要由巖層阻力承受；施工時以控制嵌巖深度為主，對沉渣厚度的要求嚴格?！獦蛄汗こ讨械亩顺袠抖鄶?shù)要求嵌巖。②摩擦樁完全設置在軟弱土層中，依靠樁端阻力和樁身側面與地基土之間的摩擦阻力共同承受荷載，施工時以控制樁端設計標高（長度）為主。

——對于樁端為硬土層者，又有摩擦端承樁，端承摩擦樁。——橋梁工程中的摩擦樁，通常不計擠密作用。⑵

樁按施工方法分為預制樁和灌注樁①預制樁根據(jù)沉入土中的方法，可分打入樁、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等；灌注樁是在樁位處成孔，然后放入鋼筋骨架，再澆筑混凝土而成的樁。灌注樁按成孔方法不同，有鉆（沖）孔灌注樁、挖孔灌注樁、套管成孔灌注樁及爆擴成孔灌注樁等。

二、混疑土灌注樁施工灌注樁：直接在樁位上用機械成孔或人工挖孔，在孔內安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。與預制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節(jié)約鋼材、振動小、噪聲小等特點。灌注樁按成孔方法分為干作業(yè)鉆孔灌注樁、泥漿護壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁等。

2.1干作業(yè)鉆孔灌注樁

1、干作業(yè)鉆孔灌注樁施工過程如圖2.11所示。2、干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆機鉆孔。螺旋鉆頭外徑分別為Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，鉆孔深度相應為12m、10m、8m。適用于成孔深度內沒有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基，不適于有地下水的土層和淤泥質土。3、鉆機就位后，鉆桿垂直對準樁位中心，開鉆時先慢后快，減少鉆桿的搖晃，及時糾正鉆孔的偏斜或位移。4、鉆孔至規(guī)定要求深度后，進行孔底清土。清孔的目的是將孔內的浮土、虛土取出，減少樁的沉降。方法是鉆機在原深處空轉清土，然后停止旋轉，提鉆卸土。5、鋼筋骨架的主筋、箍筋、直徑、根數(shù)、間距及主筋保護層均應符合設計規(guī)定，綁扎牢固，防止變形。用導向鋼筋送入孔內，同時防止泥土雜物掉進孔內。鋼筋骨架就位后，應立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時，應分層澆筑、分層搗實，每層厚度50～60cm。2.2泥漿護壁成孔灌注注樁泥漿護壁成孔是利用泥漿保護穩(wěn)穩(wěn)定孔壁的機械鉆鉆孔方法。它通過過循環(huán)泥漿將切削削碎的泥石渣屑懸懸浮后排出孔外，，適用于有地下水水和無地下水的土土層。成孔機械有潛水鉆機、沖擊擊鉆機、沖抓錐等等。泥漿護壁成孔灌注注樁的施工工藝流程：測定樁位、埋設護護筒、樁機就位、、制備泥漿、機械械(潛水鉆機、沖沖擊鉆機等)成孔孔、泥漿循環(huán)出渣渣、清孔、安放鋼鋼筋骨架、澆筑水水下混凝土。2.2.1埋設護筒和制備泥泥漿鉆孔前，在現(xiàn)場放放線定位，按樁位位挖去樁孔表層土土，并埋設護筒。。護筒上部設1～～2個溢漿孔，是是用厚4～8mm鋼板制成的圓筒，，其內徑應大于鉆鉆頭直徑200mm。護筒的作用是固定樁孔位置，，保護孔口，防止止地面水流入，增增加孔內水壓力，，防止塌孔，成孔孔時引導鉆頭的方向。◎護筒頂高出施工工水位1.5m，并高出地面0.3m，◎保證護筒內泥漿漿頂標高始終高于于外部水位至少1m。在鉆孔過程中，向向孔中注入相對密密度為1.1～1.4的泥漿。一般1.2～1.3；易坍地層可提高高到1.4左右?！蚰酀{的作用：穩(wěn)定水壓使樁孔內孔壁土層層中的孔隙滲填密密實，避免孔內漏漏水，保持護筒內內水壓穩(wěn)定；護壁泥漿相對密度大，，加大了孔內的水水壓力，可以穩(wěn)固固孔壁，防止塌孔孔；浮（攜）渣通過循環(huán)泥漿可將將切削的泥石渣懸懸浮后排出，起到到攜砂、排土的作作用。2.2.2成孔(1)回旋（潛水）鉆機成孔①回旋鉆機成孔示意意圖如圖2.12所示。②回旋鉆機是一種旋轉式式鉆孔機，其防水水電機變速機構和和鉆頭密封在一起起，由樁架及鉆桿桿定位后可潛入水水、泥漿中鉆孔。。注入泥漿后通過過正循環(huán)或反循環(huán)環(huán)排渣法將孔內切切削土粒、石渣排排至孔外?；匦@機成孔排渣有正循環(huán)排渣和反循環(huán)（泵舉）排渣兩種方式，如圖2.13所示。正循環(huán)排渣法:在鉆孔過程中，旋旋轉的鉆頭將碎泥泥渣切削成漿狀后后，利用泥漿泵壓壓送高壓泥漿，經經鉆機中心管、分分叉管送入到鉆頭頭底部強力噴出，，與切削成漿狀的的碎泥渣混合，攜攜帶泥土沿孔壁向向上運動，從護護筒的溢溢流孔排排出。反循環(huán)排排渣法:砂石泵隨隨主機一一起潛入入孔內，，直接將將切削碎碎泥渣隨隨泥漿抽抽排出孔孔外。(2)沖擊鉆成成孔①沖擊鉆機機通過機架架、卷揚揚機把帶帶刃的重重鉆頭(沖擊錘錘)提高高到一定定高度，，靠自由由下落的的沖擊力力切削破碎碎巖層或或沖擊土土層成孔孔(圖2.14)。②沖擊鉆頭頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般般常用十十字形沖沖擊鉆頭頭(圖2.15)。③沖孔前應應埋設鋼鋼護筒，，并準備備好護壁壁材料。。沖擊鉆機機就位后后，校正正沖錘中中心對準準護筒中中心，在在沖程0.4～～0.8m范圍內應低提密沖沖，并及時加入石石塊與泥漿護壁，，直至護筒下沉3～4m以后，沖程可以提提高到1.5～2.0m，轉入正常沖擊，隨隨時測定并控制泥泥漿相對密度。施工中，應經常檢檢查鋼絲繩損壞情情況，卡機松緊程度和轉向裝置是是否靈活，以免掉掉鉆。(3)沖抓錐成孔①沖抓錐(圖2.16)錐頭上有一重鐵鐵塊和活動抓片，，通過機架和卷揚揚機將沖抓錐提升升到一定高度，下下落時松開卷筒剎剎車，抓片張開，，錐頭便自由下落落沖入土中，然后后開動卷揚機提升升錐頭，這時抓片片閉合抓土。沖抓抓錐整體提升至地地面上卸去土渣，，依次循環(huán)成孔。。②沖抓錐成孔施工過程、護筒安裝要要求、泥漿護壁循循環(huán)等與沖擊成孔孔施工相同。③適用于松軟土層(砂土、粘土土)中沖孔，但遇遇到堅硬土層時宜宜換用沖擊鉆施工工。2.2.3清孔驗孔是用探測器檢查樁樁位、直徑、深度度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、、淤泥浮土，以減少樁樁基的沉降量，提提高承載能力。泥漿護壁成孔清孔孔時，對于土質較好好不易坍塌的樁孔孔，可用空氣吸泥泥機清孔，氣壓為為0.5MPa，使管內形成強大高高壓氣流向上涌，，同時不斷地補足清水，，被攪動的泥渣隨隨氣流上涌從噴口口排出，直至噴出出清水為止。對于穩(wěn)定性較差的的孔壁應采用泥漿循環(huán)法法清孔或抽筒排渣渣，清孔后的泥漿漿相對密度應控制制在1.15～1.25。含砂率<=4%(大直徑樁2%)檢孔器鉆孔偏斜糾糾正清孔作業(yè)鉆孔達到要要求深度后后，采用泥泥漿泵及時時進行清孔孔，避免延延時過長，，泥漿鉆渣渣沉淀而造造成清孔困困難或坍孔孔。鉆孔達設計計深度終孔孔后，將輸輸漿管下到到孔底50～80cm，換用比重重1.05～1.25的新鮮泥漿漿進行清孔孔，直到鋼鋼筋與導管管下入孔內內，重新測測孔底沉渣渣厚度。直直到沉渣厚厚度滿足要要求后，方方可進行下下道工序施施工。注意保持孔孔內水頭，，防止坍孔孔；清孔后，檢檢查孔口、、孔中和孔孔底提取的的泥漿比重重的平均值值，應符合合質量標準準要求。采取一切措措施縮短清清孔后至灌灌注水下砼砼的時間。。不得用加深深孔深來代代替清孔。。2.2.4澆筑水下混混疑土泥漿護壁成成孔灌注混混凝土的澆澆筑是在水水中或泥漿漿中進行的的，故稱為為澆筑水下混混凝土。水下混凝土宜比設設計強度提提高一個強強度等級，，必須具備備良好的和和易性，配配合比應通通過試驗確確定。水下混凝土土澆筑常用用導管法(圖2.17)。澆筑時，先先將導管內內及漏斗灌灌滿混凝土土，其量保保證導管下下端一次埋埋入混凝土土面以下1.0m以上，然后剪斷（或迅迅速拔出））懸吊隔水栓栓的鋼絲，，混凝土拌拌和物在自自重作用下下迅速排出出球塞進入入水中。水下砼灌注注過程示意意圖導管埋深應應保持在2～6m之間——過小易發(fā)生生導管進水水，過大易易導致“埋管”。導管口初始始位置，首首盤砼用量量1、導管口到到孔底的距距離不宜太太大或太小小，一般20～40cm.太大——不利于將沉沉渣帶起，，底部砼質質量難以保保證；太小——容易堵管。。2、為防止導導管進水，，首盤3、砼應使導導管埋深不不少于1m?！蛟跐沧⑶扒?，探測孔底泥漿沉沉淀厚度，，如大于設設計厚度，，再次清孔孔，直到滿滿足要求為為止?！蝽庞砂韬险菊矩撠熒a，，用斗車運至至現(xiàn)場，檢查查和易性、坍坍落度等指標標。如不符合合要求，應進進行二次拌合合，二次拌合合仍達不到要要求，不得使使用,然后重重新按配合比比進行稱量下下料，直到滿滿足要求?！驖沧⑹着艜r應應注意：a.導管下口至孔孔底的距離一般為為20～40cm。b.第一批砼儲備備量應確保導管一一次埋入混凝土面面≥1.0m;○○所需混數(shù)量按按公式計算：V≥∏D2/4··(H1+H2)+(Πd22/4)h1V—灌注首批砼所所需數(shù)量（m3））；D—樁孔直徑（m）；H1—樁孔底至導導管底端間距，一一般為0.2～0.4m；H2—導管初次埋埋置深度（m）；；d—導管內徑（m）；h1—樁孔內砼達達到埋置深度H2時，導管內砼柱柱平衡導管外（或或泥漿）壓力所需需的高度（m），，即h1=rwHw/rc；◎由專人測量導管管埋深及管內外砼砼面的高差，填寫寫砼澆注記錄◎封底砼灌入后，，應仔細檢查封底情況，確認封封底成功后，進行行正常澆注?！驖沧㈤_始時，要要連續(xù)有節(jié)奏地進進行，盡可能縮短短拆除導管的時間間；當導管內砼不滿時時，徐徐地澆注，，防止在導管內造造成高壓氣囊，壓壓漏導管?！虍斁醉琶娼咏摻罴軙r，使導導管保持稍大的埋埋深，并放慢澆注注速度；當井孔砼砼面進入鋼筋骨架架一定深度后，適適當提升導管，使使鋼筋骨架在砼中中有一定的埋深，，穩(wěn)定鋼筋并注意意控制鋼筋籠中心心位置?！驗榇_保樁頂質量量，砼澆筑比樁頂頂設計標高高0.5（0.6））～1.0m?！蛟跐沧⒔Y束束時，導管內砼柱柱高度相對減少，，導管內砼壓力降降低，而導管外井井孔的泥漿稠度增增加、比重增大。。若出現(xiàn)砼頂升困困難，可在孔內加加水稀釋泥漿，并并掏出部分沉淀土土，使?jié)沧⒐ぷ黜橅樌M行。沉渣厚度、砼灌注注高度確定灌注事故處理～二二次剪球法如發(fā)現(xiàn)導管漏水，，且事故發(fā)生的位位置能夠確定時，，可用此法補救。。對工藝、經驗的要要求較高導管水密承壓及接接頭抗拉試驗導管水密承壓及接接頭抗拉試驗,管管內水壓不小于孔孔內水深1.3倍倍的壓力,也不應應小于導管壁和焊焊縫所能承受灌注注砼時最大內壓力力的1.3P?！騊按以下公式計計算:P=rchc-rwHwp—導管可能承受受的最大內壓力(Kpa)；rc—砼拌和物的比重重（取24KN/m3）；hc—導管內砼樁最大大高度（m），以以導管全長或預計計的最大高度計；；rw—井孔內水或泥漿漿的容重（KN/m3）；Hw—井孔內水或泥漿漿的深度（m）。。2.5灌注樁施工質量要要求及完全技術灌注樁施工質量檢檢查包括成孔及清孔、鋼筋骨架制作及安安放、混凝土攪拌及灌注注等三個施工過程的質量檢查。。施工前應對水泥、、砂、石子、鋼材材等原材料進行檢檢查，對施工組織織設計中制定的施施工順序、監(jiān)測手段也應進行行檢查。2.5.1成孔質量檢查及要要求(1)樁的樁位偏偏差必須符合表2.6的規(guī)定，樁頂標高高至少要比設計標標高高出0.5m。(2)灌注樁成孔深度的的控制要求泥漿護壁成孔、干干作業(yè)成孔，應達達到設計規(guī)定的深深度。灌注樁的沉渣厚度度：當以摩擦力為為主時，不得大于于150mm；當以端承力為主時時不得大于50mm。表6灌注樁的平面位置置和垂直度的允許許偏差序號成孔方法

樁徑允許偏差(mm)垂直度允許偏差(%)樁位允許偏差(mm)1～3根、單排樁基垂直中心線方向和群樁基礎的邊樁

條形樁基沿中心線方向和群樁基礎的中間樁

1泥漿護壁灌注樁

D≤1000mm±50<1D/6，且不大于100D/4，且不大于150D>1000mm±50100+0.01H150+0.01H2套管成孔灌注樁

D≤500mm-20<170150D>500mm1001503干作業(yè)成孔灌注樁

-20<1701504人工挖孔樁

混凝土護壁

+50<0.550150鋼套管護壁

+50<11002002.5.2鋼筋籠制作及安放放要求鋼筋籠制作時，要要求主筋沿環(huán)向均均勻布置，箍筋的的直徑及間距、主主筋的保護層、加加勁箍的間距等均均應符合設計要求求。主筋與箍筋之之間宜采用焊接連連接。加勁箍應設設在主筋外側，主主筋一般不設彎鉤鉤，根據(jù)施工工藝藝要求，所設彎鉤鉤不得向內圈伸露露，以免妨礙施工工。鋼筋籠主筋的保護護層允許偏差：水水下灌注混凝土樁樁為±20mm；非水下灌注混凝土土樁為±10mm。鋼筋籠制作、運輸輸、安裝過程中，，應采取措施防止止變形，并應有保保護層墊塊(或墊墊管、墊板)。吊放入入孔時，，應避免免碰撞孔孔壁。灌灌注混凝凝土時，，應采取取措施固固定鋼筋筋籠的位位置。2.5.3混凝土攪攪拌與灌灌注(1)混凝土攪攪拌主要要檢查材材料質量量與配比比計量、、混凝土土坍落度度；灌注注混凝土土應檢查查防止混混凝土離離析的措措施、澆澆筑厚度度及振搗搗密實情情況。(2)灌灌注樁各各工序應應連續(xù)施施工。鋼鋼筋籠放放入泥漿漿后，4h內必須灌灌注混凝凝土。(3)灌注后，，樁頂應應高出設設計標高高0.50m。灌注樁的實實際澆筑混混凝土量不不得小于計計算體積。。(4)澆筑混凝土土時，同一一配比的試試塊，每班班不得少于于1組；泥泥漿護壁成成孔的灌注注樁，每根根不得少于于1組。(5)混凝土灌注注樁的質量量檢驗標準準應符合表2.7、表2.8的規(guī)定。表7混凝土灌注注樁鋼筋籠籠質量檢驗驗標準項序檢查項目允許偏差或允許值(mm)檢查方法主控項目1主筋間距±10用鋼尺量2長度±100用鋼尺量一般項目1鋼筋材質檢驗設計要求抽樣送檢2箍筋間距±20用鋼尺量3直徑±20用鋼尺量表2.8混凝土灌注注樁質量檢檢驗標準項序檢查項目允許偏差或允許值(mm)檢查方法單位數(shù)值主控項目1樁位見表2.6基坑開挖前量護筒、開挖后量樁中心2孔深Mm+300只深不淺，用重錘測，或測鉆桿、套管長度，嵌巖樁應確保進入設計要求的嵌巖深度3樁體質量檢驗按基樁檢測技術規(guī)范。按基樁檢測技術規(guī)范4混凝土強度設計要求試件報告或鉆芯取樣送檢5承載力按基樁檢測技術規(guī)范按基樁檢測技術規(guī)范一般項目1垂直度見表2.6測套管或鉆桿，或用超聲波探測，干施工時吊垂球2樁徑見表2.6井徑儀或超聲波檢測，干施工時用鋼尺量，人工挖孔樁不包括內襯厚度項序檢查項目允許偏差或允許值(mm)檢查方法單位數(shù)值一般項目3泥漿面標高(高于地下水位)M0.5~1.0目測4沉渣厚度：端承樁摩擦樁mmmm≤50≤150用沉渣儀或重錘測量5混凝土坍落度：水下灌注干施工mmmm160~22070~100坍落度儀6鋼筋籠安裝深度mm±100用鋼尺量7混凝土充盈系數(shù)>1檢查每根樁的實際灌注量8樁頂標高mm+30-50水準儀，需扣除樁頂浮漿層及劣質樁體2.5.4施工驗收資資料樁基施工驗驗收應包括括下列資料料：(1)工工程地質勘勘察報告、、樁基施工工圖、圖紙紙會審紀要要、設計變變更單及材材料代用通通知單等。。(2)經經審定的施施工組織設設計、施工工方案及執(zhí)執(zhí)行中的變變更情況。。(3)樁樁位測量放放線圖，包包括工程樁樁位線復核核簽證單。。(4)樁樁孔、鋼筋筋、混凝土土工程施工工隱蔽記錄錄及各分項項工程質量量檢查驗收收單及施工工記錄。(5)成成樁質量檢檢查報告。。(6)單單樁承載力力檢測報告告。(7)基坑挖至設設計標高的的樁位竣工工平面圖及及樁頂標高高圖。2.5.5樁基礎工程安全全技術(1)樁基礎礎工程施工區(qū)域域，應實行封閉閉式管理，進入入現(xiàn)場的各類施施工人員，必須須接受安全教育育，嚴格按操作作規(guī)程施工，服服從指揮，堅守守崗位，集中精精力操作。(2)按不同同類型樁的施工工特點，針對不不安全因素，制制定可靠的安全全措施，嚴格實實施。(3)對施工工危險區(qū)域和機機具(沖擊、錘錘擊樁機，人工工挖掘成孔的周周圍，樁架下)，要加強巡視視檢查，對于有有險情或異常情情況時，應立即即停止施工并及及時報告，待有有關人員查明原原因，排除險情情或加固處理后后，方能繼續(xù)施施工。(4)打樁過過程中可能引起起停機面土體擠擠壓隆起或沉陷陷，打樁機械及及樁架應隨時調調整，保持穩(wěn)定定，防止意外事事故發(fā)生。(5)加強機械設備的的維護管理，機機電設備應有防防漏電裝置。巖溶地區(qū)鉆孔灌灌注樁施工的關關鍵是如何保證證成孔過程中不不漏漿，或雖漏漏漿但不發(fā)生坍坍孔，保證樁孔孔順利成孔、成成樁并滿足承載載力要求。施工工中應對照設計計提供的地質鉆鉆孔柱狀圖來判判識巖溶地層情情況，做到心中中有數(shù)，提前預預防。因此根據(jù)據(jù)溶蝕發(fā)育狀況況、空洞大小、、溶洞填充物情情況，樁基施工工采用常規(guī)的泥泥漿護壁方式，，向孔內拋填片片石，回填貧混混凝土，壓力注注漿以及采用鋼鋼護筒跟進等不不同的施工工藝藝。三、溶洞處理方方案片石回填采取正常成孔方方法施工，當鉆鉆穿溶洞漏漿時時，反復投入黃黃土和片石，利利用鉆頭沖擊將將黃土和片石擠擠入溶洞和巖溶溶裂隙中，還可可摻入水泥、燒燒堿和鋸末，以以增大孔壁的自自穩(wěn)能力。1、摻加比例為為有效利用用片石，片石與與粘土的比例為為3：7，摻加加比例為每米2包，摻加鋸末末時，摻加比例例為粘土的10%。2、摻加方法片片石采用強強度≥30Mpa的花崗巖或或石灰?guī)r，石塊塊粒徑以15——50cm為宜。摻加粘土時采用用水泥袋包裝后后投放效果更佳佳。水泥投放方法以以整袋投放為佳佳。摻加方法為：片片石、粘土袋和和水泥或鋸末（（如果摻加）分分層間隔摻加，，回填高度為溶溶洞頂板以上1m處。3、施工注意事項項密切注意意觀察鉆機工作作情況、周圍地地表沉降和護筒筒內水位變化，，防止不正常情情況發(fā)生，發(fā)生生漏漿現(xiàn)象，立立即處理。根據(jù)地質柱狀圖圖，在接近溶洞洞時勤觀察、勤勤檢查，憑手握握沖擊主繩的手手感，鉆頭沖擊擊巖層的響聲，，抽取的巖樣來來判斷是否接近近巖溶地層。接近巖溶時主繩繩松繩量應為1—2cm，防止擊穿巖殼殼時卡鉆。鉆穿巖溶地層上上殼時一旦漏漿漿，要及時投放放粘土塊、片石石并補水，以保保持孔內水位高高度。貧混凝土回填采取正常成孔方方法施工，當鉆鉆穿溶洞漏漿時時或遇到傾斜巖巖面時填入低標標號混凝土，間間隔一定時間后后采用沖擊鉆沖沖擊成孔。1、混凝土標號號及配合比混混凝土標號通通常采用C20貧混凝土，為為盡快提高混凝凝土強度，節(jié)約約施工時間，應應在混凝土中摻摻加一定的早強強劑，提高貧混混凝土的早期強強度。2、摻加方法對對于傾斜巖巖面，為校正孔孔位，回填貧混混凝土應與傾斜斜巖面頂面平齊齊，對于溶洞處處，回填頂面高高于溶洞頂板50cm。3、施工注意事事項回填48h后回填混混凝土強度達到到70%方可重重新開鉆。注漿加固注漿方法處理鉆鉆孔樁溶洞，是是