最新岩溶地区桥梁桩基施工技术PPT课件.ppt
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1、岩溶地区桥梁桩基施工技岩溶地区桥梁桩基施工技术术前言前言 由于在岩溶地区进行桥梁钻孔桩施工过程中,极易发生坍孔、由于在岩溶地区进行桥梁钻孔桩施工过程中,极易发生坍孔、卡钻、埋钻现象,威胁施工安全、影响工程质量、制约工程进卡钻、埋钻现象,威胁施工安全、影响工程质量、制约工程进度。度。通过对岩溶地区溶洞分析,结合工程实际,提出了针对各种通过对岩溶地区溶洞分析,结合工程实际,提出了针对各种溶洞不同的处理方法和施工方法,可供岩溶地区钻孔灌注桩施溶洞不同的处理方法和施工方法,可供岩溶地区钻孔灌注桩施工参考。工参考。三、三、溶洞处理方法溶洞处理方法 填充粘土和片石法填充粘土和片石法 采用粘土和片石填充适用
2、于高度采用粘土和片石填充适用于高度6m6m以下全填充、半填充和无填以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理,优点是方便、快捷,节省费用。充的溶洞处理,优点是方便、快捷,节省费用。当钻孔至溶洞层时,一般护筒内泥浆会全部流失或部分,严重当钻孔至溶洞层时,一般护筒内泥浆会全部流失或部分,严重时会造成塌孔,这时可采用片石加粘土(按时会造成塌孔,这时可采用片石加粘土(按1 1:1 1 体积比)回填,体积比)回填,溶洞较大时可加入部分水泥,回填一层、采用钻头冲击一遍,尽溶洞较大时可加入部分水泥,回填一层、采用钻头冲击一遍,尽量使片石和粘土保持密实,直至回填至溶洞顶部量使片石和粘土保持密实,直至回填至溶洞顶部1
3、 12m2m。溶洞回填完成后,向钻孔内注入稠度较大的泥浆,使其自然浸入溶洞回填完成后,向钻孔内注入稠度较大的泥浆,使其自然浸入片石缝隙内,然后采用钻头冲击,使片石和粘土挤入溶洞内,形片石缝隙内,然后采用钻头冲击,使片石和粘土挤入溶洞内,形成泥石护壁。成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时,应再次回填、冲击,一次不行若溶洞内泥石护壁出现漏浆时,应再次回填、冲击,一次不行两次,两次不行三次,反复回填、反复冲击,直至形成泥石护壁两次,两次不行三次,反复回填、反复冲击,直至形成泥石护壁不再漏浆为止。不再漏浆为止。高度高度10m10m以上溶洞采用回填片石、粘土处理溶洞时,钢护筒必以上溶洞采用回填片石、粘
4、土处理溶洞时,钢护筒必须穿透砂砾及卵石等透水层、座落在不透水层上,尤其是多层溶须穿透砂砾及卵石等透水层、座落在不透水层上,尤其是多层溶洞,以防止溶洞漏水、钻孔内水头急剧下降而造成坍孔。洞,以防止溶洞漏水、钻孔内水头急剧下降而造成坍孔。三、三、溶洞处理方法溶洞处理方法 灌低标号混凝土法灌低标号混凝土法 对于较大的溶洞,尤其是半填充或无填充溶洞,有时采用填对于较大的溶洞,尤其是半填充或无填充溶洞,有时采用填粘土和片石的方法难以成孔,或者成孔后在灌注水下混凝土时粘土和片石的方法难以成孔,或者成孔后在灌注水下混凝土时孔壁被压垮,这时可采用灌低标号混凝土的方法处理。孔壁被压垮,这时可采用灌低标号混凝土的
5、方法处理。施工准备和开孔方法同填粘土块和片石方法,当击穿溶洞顶施工准备和开孔方法同填粘土块和片石方法,当击穿溶洞顶壳发生漏浆时,为节约混凝土灌注量,可先填粘土块和片石,壳发生漏浆时,为节约混凝土灌注量,可先填粘土块和片石,反复冲挤,待溶洞填注基本饱满时,再灌低标号混凝土。混凝反复冲挤,待溶洞填注基本饱满时,再灌低标号混凝土。混凝土灌至溶洞顶土灌至溶洞顶1m 1m 以上,待混凝土达到一定强度后再继续钻孔。以上,待混凝土达到一定强度后再继续钻孔。三、三、溶洞处理方法溶洞处理方法 钢护筒跟进法钢护筒跟进法 在溶洞较大,洞内无填充或有流塑充填物,漏水严重或与暗在溶洞较大,洞内无填充或有流塑充填物,漏水
6、严重或与暗河连通时,采取片石粘土回填、灌注混凝土仍然无法成孔时,河连通时,采取片石粘土回填、灌注混凝土仍然无法成孔时,可采取钢护筒跟进法施工。这种方法就是一面冲孔、一面接高可采取钢护筒跟进法施工。这种方法就是一面冲孔、一面接高护筒,并将其振动下沉至已钻成的孔内或溶洞内,用以阻断溶护筒,并将其振动下沉至已钻成的孔内或溶洞内,用以阻断溶洞内流塑充填物或水的流动,便于钻孔施工。洞内流塑充填物或水的流动,便于钻孔施工。在垂向溶洞较多、桩基较长时,钢护筒跟进困难,不能一层在垂向溶洞较多、桩基较长时,钢护筒跟进困难,不能一层跟进到底时,可分次钻孔、分级跟进护筒跟进到底时,可分次钻孔、分级跟进护筒 (1 1
7、)钢护筒内径的确定)钢护筒内径的确定 现场根据桩孔穿过大溶洞的数量,确定钢护筒级数,每增加现场根据桩孔穿过大溶洞的数量,确定钢护筒级数,每增加一级,钢护筒内径增加一级,钢护筒内径增加0.25m0.25m,最小一级钢护筒直径大于桩径,最小一级钢护筒直径大于桩径0.2m 0.2m。为保证钢护筒的刚度,防止受压变形,钢护筒采用为保证钢护筒的刚度,防止受压变形,钢护筒采用8 810mm 10mm 钢板卷制。钢板卷制。三、三、溶洞处理方法溶洞处理方法 钢护筒跟进法钢护筒跟进法 下下沉沉钢钢护护筒筒时时,由由大大到到小小,分分级级逐逐次次下下沉沉进进行行。先先钻钻大大孔孔,下下沉沉大大护护筒筒,再再钻钻小
8、小孔孔、下下沉沉小小护护筒筒。如如果果穿穿过过1 1层层溶溶洞洞,就就采采用用1 1级级钢钢护护筒筒,每每增增加加1 1层层溶溶洞洞,就就增增加加1 1级级钢钢护护筒筒。护护筒筒跟跟进进法法施施工顺序见下图。工顺序见下图。钢护筒跟进法施工示意图钢护筒跟进法施工示意图 三、三、溶洞处理方法溶洞处理方法 钢护筒跟进法钢护筒跟进法 (2 2)钢护筒长度的确定)钢护筒长度的确定 钢护筒长度的确定,护筒长度钢护筒长度的确定,护筒长度L Lh h3 3(m m)()(h h 为地质超前为地质超前钻确定的溶洞高度),如果钢护筒太长可分节下沉,在孔口焊钻确定的溶洞高度),如果钢护筒太长可分节下沉,在孔口焊接连
9、接。接连接。四、四、钻孔施工钻孔施工 钻孔施工工艺流程 岩溶地区冲击钻孔施工工艺流程如下图。岩溶地区冲击钻孔施工工艺流程如下图。多层溶洞研究设计和地质资料制定详细的施工方案和安全质量保证措施测量放样埋设护筒制备泥浆、建循环系统钻机就位钻机施工第一次清孔终孔检查继续钻进岩溶处理钢筋笼安放导管试拼并做水密试验安装导管制作钢筋笼并移至孔位二次清孔灌注桩基混凝土测量砼面高度和埋管深度拔除护筒桩基检测试件制作四、四、钻孔施工钻孔施工 钻孔施工准备钻孔施工准备 (1 1)根据地质资料预测施工中可能出现的问题,制定钻孔施根据地质资料预测施工中可能出现的问题,制定钻孔施工方案,并向钻机操作人员进行技术交底。工
10、方案,并向钻机操作人员进行技术交底。(2 2)备足粘土块、片石和水泥等材料。)备足粘土块、片石和水泥等材料。(3 3)钻孔施工前,测设墩台中心线,按设计图纸正确测定桩钻孔施工前,测设墩台中心线,按设计图纸正确测定桩孔中心线,并设置护桩。孔中心线,并设置护桩。四、四、钻孔施工钻孔施工 埋设护筒埋设护筒 钢护筒根据桩径大小、地层条件分别采用钢护筒根据桩径大小、地层条件分别采用6 610mm 10mm 厚钢板卷厚钢板卷制焊接成圆形,直径较桩径大约制焊接成圆形,直径较桩径大约40cm 40cm。护筒长依据设计、地质、。护筒长依据设计、地质、水文情况选定,由单节或多节短护筒焊接而成。护筒一般长为水文情况
11、选定,由单节或多节短护筒焊接而成。护筒一般长为1.51.52.5m2.5m。单节钢护筒采用人工挖孔埋设,使筒顶高出地面单节钢护筒采用人工挖孔埋设,使筒顶高出地面500mm500mm,护筒,护筒底部四周填塞粘土夯实,防止漏浆;护筒埋设好后,护筒中心底部四周填塞粘土夯实,防止漏浆;护筒埋设好后,护筒中心与设计中心偏差不得超过与设计中心偏差不得超过50mm50mm,倾斜度不得大于,倾斜度不得大于1%1%。多节钢护筒第一段人工埋入,钻孔达到一定深度后,焊接第多节钢护筒第一段人工埋入,钻孔达到一定深度后,焊接第二节,在护筒顶放置护帽,利用钻头将钢护筒冲击入土,然后二节,在护筒顶放置护帽,利用钻头将钢护筒
12、冲击入土,然后冲孔,再焊接第三节护筒,如此循环,直至达到需要深度。冲孔,再焊接第三节护筒,如此循环,直至达到需要深度。四、四、钻孔施工钻孔施工 钻孔钻孔 钻机就位时用方木垫平,将钻头中心线对准桩孔中心。钻机就位时用方木垫平,将钻头中心线对准桩孔中心。冲击钻孔一般采用钻头冲击造浆。冲击造浆时,在护筒内投冲击钻孔一般采用钻头冲击造浆。冲击造浆时,在护筒内投入优质粘土块和不大于入优质粘土块和不大于150mm 150mm 片石并注水,用钻头把粘土冲击片石并注水,用钻头把粘土冲击成粘稠状泥浆,存放在泥浆池内备用。取样测试泥浆各项指标,成粘稠状泥浆,存放在泥浆池内备用。取样测试泥浆各项指标,泥浆的性能指标
13、应满足下表。泥浆的性能指标应满足下表。序号序号测定项目测定项目指标范围指标范围备注备注1 1比重比重1.11.11.41.42 2黏度黏度一般地层一般地层161622s22s,松散易塌地层,松散易塌地层191928s28s清孔后符合指南要求清孔后符合指南要求3 3含沙率含沙率新制泥浆不大于新制泥浆不大于4%4%4 4胶体率胶体率不小于不小于95%95%5 5phph值值6.56.5四、四、钻孔施工钻孔施工 钻孔钻孔 开孔时用小冲程钻孔,低锤轻打,同时加入小于开孔时用小冲程钻孔,低锤轻打,同时加入小于15cm 15cm 的片的片石,反复冲击石,反复冲击2 24 4 次,挤密护筒底部周围土层,确保
14、钻孔开孔次,挤密护筒底部周围土层,确保钻孔开孔圆顺,防止坍孔。圆顺,防止坍孔。钻进至护筒底钻进至护筒底2 23m 3m 后加大冲程,主绳放长量为后加大冲程,主绳放长量为3 35cm5cm。同。同时加强钻孔地质检查、复核,并密切注意观察钻机工作情况、时加强钻孔地质检查、复核,并密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化,防止不正常情况发生。周围地表沉降和护筒内水位变化,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,钻头冲击根据地质柱状图,在接近溶洞时勤观察、勤检查,钻头冲击岩层的响声、抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。接近岩溶时岩层的响声、抽取的岩样判断是否接近岩溶地
15、层。接近岩溶时主绳放长量控制为主绳放长量控制为1 12cm2cm,防止击穿岩壳时卡钻。,防止击穿岩壳时卡钻。钻穿岩溶地层上壳时一旦漏浆,及时投放粘土块、片石并补钻穿岩溶地层上壳时一旦漏浆,及时投放粘土块、片石并补水,保持孔内水位高度。漏水严重时,可填充稻草和水泥等混水,保持孔内水位高度。漏水严重时,可填充稻草和水泥等混合物,每次填满后补水,再重新冲击钻进,挤压填充物填充溶合物,每次填满后补水,再重新冲击钻进,挤压填充物填充溶洞或堵塞溶洞,最终到不漏浆为止。洞或堵塞溶洞,最终到不漏浆为止。通过溶洞层后,继续钻孔,直至设计深度。通过溶洞层后,继续钻孔,直至设计深度。四、四、钻孔施工钻孔施工 换浆、
16、清碴换浆、清碴 随着孔内钻碴增多,泥浆变得粘稠,粘滞性逐渐增大,钻孔随着孔内钻碴增多,泥浆变得粘稠,粘滞性逐渐增大,钻孔速度逐渐下降,必须进行换浆清抽碴。速度逐渐下降,必须进行换浆清抽碴。清碴可采用抽碴法、换浆法进行,一般情况下每钻进清碴可采用抽碴法、换浆法进行,一般情况下每钻进0.60.60.8m 0.8m 清碴一次,向孔内压入新鲜泥浆,同时将孔内粘稠泥浆置清碴一次,向孔内压入新鲜泥浆,同时将孔内粘稠泥浆置换出来。换出来。桩孔钻至设计标高后,及时请监理工程师和设计单位对孔深、桩孔钻至设计标高后,及时请监理工程师和设计单位对孔深、孔径、孔的倾斜及孔位偏差进行实测检查、签证,合格后进行孔径、孔的
17、倾斜及孔位偏差进行实测检查、签证,合格后进行清孔。清孔。四、四、钻孔施工钻孔施工 第一次清孔第一次清孔 当孔底标高及孔径达到设计要求、检测合格后,即可进行清当孔底标高及孔径达到设计要求、检测合格后,即可进行清孔。孔。清孔可采用管径清孔可采用管径150mm 150mm 的吸泥机进行,同时应及时向孔内注的吸泥机进行,同时应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆,保持孔内水位,避免塌孔。入清水或新鲜泥浆,保持孔内水位,避免塌孔。当孔内排出的泥浆各项指标复核规范要求后,即可停止清孔,当孔内排出的泥浆各项指标复核规范要求后,即可停止清孔,质检通过后,吊装钢筋笼。质检通过后,吊装钢筋笼。四、四、钻孔施工钻孔施工 吊
18、放钢筋笼吊放钢筋笼 钢筋笼在钢筋加工厂制作,钢筋笼较长时可分段加工、制作,钢筋笼在钢筋加工厂制作,钢筋笼较长时可分段加工、制作,分段运输到现场吊装、接长。在地下水或地表水具有腐蚀性的分段运输到现场吊装、接长。在地下水或地表水具有腐蚀性的地方,钢筋要按设计要求进行防腐处理。地方,钢筋要按设计要求进行防腐处理。钢筋笼制作完成后,运到现场,利用钻架或汽车吊及时吊放钢筋笼制作完成后,运到现场,利用钻架或汽车吊及时吊放钢筋笼,并按规范要求进行焊接接长。钢筋笼,并按规范要求进行焊接接长。四、四、钻孔施工钻孔施工 安装导管安装导管 导管用导管用300mm 300mm 无缝钢管制作,每节长无缝钢管制作,每节长
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