钻孔桩溶洞施工专项方案.docx
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1、金湖路道路工程一标钻孔桩穿越溶洞专项方案编制: 审核: 审批: 中铁五局贵州公司金湖路道路工程1标项目部二一三年五月目 录目 录11、工程概况31.1设计概况31.2地质条件:31.2.1地层岩性自上而下依次为:31.2.2地质状况分析:32、编制依据53、施工计划54、施工工艺及方法54.1施工准备64.1.1技术准备64.1.2机具准备64.1.3材料准备64.1.4作业准备642施工工艺流程74.3施工方法74.3.1测量放样74.3.2埋设钢护筒84.3.3钻机就位84.3.4 钻机钻孔94.3.5穿越溶洞填充段钻孔施工104.3.6成孔检查104.3.7排渣、清孔114.3.8钻孔与
2、灌注作业的连续性124.3.9 注意事项124.3.10钢筋制作、安装134.3.11灌注水下144.4质量验收标准及控制154.4.1保证项目154.4.2基本项目164.4.3允许偏差164.4.4质量控制165、施工安全保证措施175.1组织保障175.2安全技术措施185.3应急预案205.3.1应急组织机构205.3.2高处坠落事故的预防及其应急预案215.3.3坍塌事故的预防及应急预案235.3.4触电事故的预防及应急预案246、环保措施267、劳动力计划261、 工程概况1.1设计概况金朱大桥位于金湖路上,为上跨金朱西路、轻轨而修建的,该桥起点桩号K3+441.4,终点桩号为K3
3、+833.9.该桥上部结构由三联等截面鱼腹式预应力连续梁组成。第一联30+30+30m预应力连续梁,第二联30+40+30+30m预应力连续梁,第三联30+45+45+30m预应力连续梁,主梁部为单箱五室截面;主梁宽25米,桥梁全长392.5米。全桥10墩2台,下部结构采用独柱式花瓶实体墩;桥墩基础采用桩基承台基础,桥台采用U型桥台及桩基承台基础。本工程6-3#、4#孔桩锁口实际开挖标高为1222.256,桩顶标高为1217.030,桩基深度分别为12.53m、33.11m,分别从锁口顶下挖17.756m、38.176m。孔桩桩径为2000mm,桩身砼强度等级为C30,护壁砼强度等级为C30,
4、平均厚度约125mm。纵向钢筋3832通长,螺旋箍为10200,加劲箍为252000,持力层为白云岩,桩基嵌入中风化岩石的深度不小于7m。 1.2地质条件:1.2.1地层岩性自上而下依次为:人工填土红粘土白云岩溶腔填充物软塑黄粘土中风化白云岩。场址区地表水体主要集中在地表积水,地下水有两层,第一层主要赋存于人工填土、红粘土中的上层滞水,第二层赋存于白云岩中,属岩溶裂隙、溶洞水。地下水位所处位置1215.951216.55m。1.2.2地质状况分析:本工程地质条件较为复杂,施工难度较大,主要表现如以下方面:1、 场地人工填土较高岩石埋深较深,需开挖空桩较长。2、 岩溶发育:、岩体中的岩溶形态以溶
5、蚀槽隙及溶蚀裂隙为主,另可见部分星散状小溶隙。溶槽和溶隙的形态,或呈单独出现,或呈串珠状垂直分布。、岩溶发育主要沿岩体垂直节理发育,以垂直形态为主,其发育宽度一般不大,但深度较大。当两组溶蚀裂隙相互交错时,彼此渗透连通在岩体中形成网格通道,形成较大深度的溶蚀洞隙。、岩体中的岩溶洞隙,一般均有硬塑或可塑粘土充填,其特点是深度越大、标高越底,内部的充填物状态越软。 1.3本工程特点、难点及应对措施1、 6-4#桩孔较深施工时间长、施工过程中安全风险较大,该孔要穿越串珠型溶洞及一个较大溶腔,溶腔内填充的塑性及软塑黄粘土在施工扰动及流水通道贯通的情况下容易形成流砂,在承压水作用下从孔底上冒或从孔壁缝隙
6、中溢流形成涌泥、涌水等危险。应对措施:采用旋挖钻成孔以保障安全。2、 编制依据2.0.1中华人民共和国行业标准公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)2.0.2中华人民共和国国家标准环境空气质量标准(GB2095-2012)2.0.3中华人民共和国行业标准市政工程质量检验评定标准(GB2095-2012)2.0.4中华人民共和国国家标准爆破安全规程(GB6722-2011)3、 施工计划3.1施工进度计划 6#墩3、4号孔桩施工进度计划桩号 起止时间掘进起止标高掘进深度地质情况备注6#墩4#桩2013-7-52013-6-151213.4961211.4962中厚层白云岩,为中风化岩体夹
7、1.7m岩溶软塑黄土护壁2013-6-162013-6-211211.4961208.9962.52013-6-222013-7-71208.9961201.1967.8中厚层白云岩,为中风化岩体,岩体破碎,节理裂隙较发育,局部碎块状2013-7-82013-7-291201.1961190.69610.5溶洞:充填软塑黄粘土。护壁2013-7-302013-8-131190.6961183.926.776中厚层白云岩,为中风化岩体,岩体破碎,节理裂隙较发育,局部碎块状验孔2013-8-142013-8-15孔桩灌注2013-8-162013-8-16材料与设备计划:溶洞处理所需低标号混凝土由
8、商混站供应。机械设备已到场达到使用条件。4、 施工工艺及方法4.1施工准备4.1.1技术准备1)调查现场及周边地区,对设计提供的地质、水文、气象资料进行复核,复核施工图纸的桩位、高程及桥梁跨径、桥台位置与地形是否一致。2)混凝土配合比设计及试验,按照混凝土设计强度要求,分别做孔桩混凝土配合比的实验室配合比、施工配合比,以满足钻孔桩不通灌注施工工艺的要求。3)测量放样:测定桩位中心点位、高程水准点,复核桥梁孔径、桩间距,设置桩位中心护桩,在桩基周围撒出灰线,办理驻地工程师复核、签认手续。4.1.2机具准备1)钻机选择:设计要求桩基必须嵌岩7米,由此需大功率钻机才能钻进岩层,该桩地勘资料显示上层有
9、串珠形溶洞,下层有两个较大溶洞,根据我们对钻机性能的了解选择三一重工360旋挖钻机,该钻机功率大,适宜于60MP以下的土层和岩石孔桩,钻机速度快,对6-4#孔桩的工期要求能够保证。2)其它设备:挖掘机、自卸车以到场准备完毕。4.1.3材料准备原材料:水泥、石子、砂、钢筋等,由监理和试验人员按规定进行检测验收,确保原材料的质量符合质量标准要求。4.1.4作业准备1)开挖前场地完成三通一平,铲除松软土层并夯实,岀碴道路畅通, 孔口四周排水系统完善,设置排水沟、集水坑,及时将桩基周围的积水排走,确保场内无积水。临时电力线路按施工组织设计的要求布置,安全设施准备就绪。标志标记桩号、墩台号、孔口高程,孔
10、深、桩基顶面高程、施工现场负责人及技术负责人都已落实。2)施工作业人员要求操作工人:旋挖钻机操作手经过特殊培训后上岗,技术人员对操作工人进行培训和施工、安全技术交底。42施工工艺流程原桩位砼回填测量放线钻头就位溶洞砼回填处理装配铰刀片、钻孔提升桶式钻头 继续钻进 测 孔 清 孔钢筋笼下放就位安装导管灌注混凝土 拆除钢护筒钢筋笼加工制作测量孔深到位提升桶式钻头旋挖钻机钻孔桩施工工艺流程图4.3施工方法4.3.1测量放样利用施工现场附近复核报批过的导线点和水准点,用全站仪等准确放样个桩位中心,用十字桩固定位置,用水准仪测量地面高程,确定钻孔深度;测好的桩位必须复测,误差控制在mm以内。4.3.2埋
11、设钢护筒 护筒埋设工作是旋挖钻机施工的开端,钢护筒平面位置与垂直度应准确,钢护筒周围和护筒底脚应紧密,不透水。埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样。再把钢护筒吊放进坑内,找出钢护筒的圆心位置,用十字线刻画在钢护筒顶部或底部,然后移动钢护筒,使钢护筒中心与钻孔机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查,使钢护筒坚直。此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土,要分层夯实,达到最佳密实度。以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落,如果护筒底土层不是粘性土,应挖深或换土,在坑底回填夯实300500mm厚度的粘土后,再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方,夯填时要防止钢护筒偏斜。埋设钢护筒前,采用
12、较大口径的钻头先预钻至护筒底的标高位置后,提出钻斗且用钻斗将钢护筒压入到预定位置。用粗颗粒土回填护筒外侧周围,回填密实。根据地勘资料显示该桩在1213.09出现岩层,初步决定下钢护筒到此标高位置,根据情况再跟进护筒确保不坍孔。4.3.3钻机就位)钻机就位以前先检查钻机的工作性能,确保钻机各零部件、液压系统及各种仪表正常工作。保证桩位附近平整,把钻机开到桩位旁,将钻机的尖端正对桩位标注点。在用垂球技钻机仪表控制钻杆的垂直度和钻机机身的水平,并保证钻架上的起吊滑轮、钻杆中心及转盘中心在同一条铅垂线上,保证钻机底座和顶端要平稳,在钻进和运行中不应产生位移和沉陷。)钻机停位回转中心矩孔位在4.5m之间
13、。在允许的情况下,变幅油缸尽可能将桅杆缩回,这样可以减小钻机自重和提升下降脉动压力对孔的影响。检查在回旋半径范围内是否有障碍物影响回转。4.3.4 钻机钻孔)钻孔前在桩顶面挂设中心线,然后对中钻头中心。钻头中心与护筒中心偏差不得大于cm。)成孔前必须检查钻头直径、磨损情况,施工工程中磨损超标的钻头及时更换。)旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进的垂直度,通过电子控制和人工用垂球观察两种方式来保证钻杆的垂直度,从而保证成孔的垂直度。同时在每一次钻机提钻甩渣复位后检查钻头是否对中。)开始钻进时,低档慢速钻进,待钻进深度至已挖深度时,按正常速度钻进。)以钻头自重加压作为钻进压力,初入压力控制在80
14、90Kpa。每次进尺最佳为0.50.8m,钻屑进入筒体,装满一斗后,将钻头提出孔外移至机侧,继续缓慢上提钻斗,利用动力头下的挡板将钻头上的压杆下压,通过与顶压杆相连的连接杆件将钻斗的底盖打开卸出钻渣,钻渣卸出完成,再将钻斗下落至地面,正旋关盖复位。)起落钻头速度要均匀,不得过猛或突然变速,孔内出土,应立即清走,不得堆积在钻孔周围。)钻孔作业分班连续进行,一次成孔。在钻进过程中,按试桩确定的参数进行施工,设专职记录员成孔过程的各种参数,依照地质报告随时观察钻渣情况与地质报告对照,并准确取样报现场工程师确认地质情况。当桩尖持力层地质与设计不符时,立即通知监理工程师及有关部门确认是否进行变更设计。钻
15、孔工程中还必须详细记录钻进深度、泥浆指标、机械设备损坏、障碍物、钻孔异常情况等。记录必须认真、及时、准确、清晰。解交接班时要做好交接记录。)钻进过程中产生的泥浆、钻渣经沉淀池净化处理后方可排放沉淀水。在排水过程中不能造成对农田及周围水源的污染,沉淀池沉淀物用汽车运至指定弃碴场堆放处理。)钻至孔桩设计标高后,钻头在不加压的情况下就地继续旋转数圈再提钻,保证钻头尽可能取渣避免超钻。4.3.5穿越溶洞填充段钻孔施工根据地勘资料时时测量钻进深度,当接近溶洞填充段时缓慢钻进,钻入溶洞填充段后钻进难度与进尺会发生明显变化,出现这种情况后更换小钻头,使用小钻头将溶腔内填充物陶钻出孔外,当溶腔内的填充物掏钻完
16、后,钻头进入岩层时,钻进难度和进尺也会发生明显变化,此时提出钻头,采用低标号混凝土将溶腔填筑封闭,低标号混凝土填充后再用钻头重新钻孔,该钻机对40MP以内的岩层钻进较快。4.3.6成孔检查)在钻机显示器显示孔底达到设计桩底标高后,停止钻进,在现场监理工程师见证下,对护筒顶面标高、孔位中心偏差、孔深、钻孔垂直度、孔底沉渣厚度等进行逐一检测(见钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法),签字确认合格。)检孔器长度为倍桩基直径,外径直径不得小于钻孔桩直径。检孔器按照钢筋笼的形式加工,必须规则,且具有一定刚度。)钻孔倾斜度通过检孔器检验:检孔器在孔顶对中护筒中心下落后,通过在护筒顶观测吊绳相对于竖直垂线偏移情况可
17、计算成孔后的倾斜度。具体做法是:在验孔器下放到指定位置后在吊点系一垂球,然后在垂球的吊绳上用毫米尺标定从垂球系点开始的米位置,待垂球静止后用毫米尺测量垂球吊绳到检孔器吊绳的距离(单位:mm)。此时检孔器所处位置桩孔的倾斜度就为1001000。4.3.7排渣、清孔钻孔排渣可采用泥浆循环和抽渣筒等方法。如采用抽渣筒排渣m深厚,每钻进0.5米应抽渣一次,并补给泥浆,灌注清水。钻到施工图标示桩底标高后,应立即清孔。当钻进深度达到设计要求时,应对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查,满足设计要求后,填写终孔检查证,经监理工程师鉴认后方可进行清理和灌注水下混凝土的准备工作。、清孔方法掏渣法适用于在各类土层中用钻
18、孔的各类摩擦桩的初步清孔:喷射法(射风、射水)法和砂浆悬浮法是用于配合其他清孔方法的辅助手段。、钻孔桩清孔对于原土造浆的钻孔,钻到设计后,可使钻头空钻不进尺,循环换浆,泥浆比重在:左右。对于土质较差的砂土层和砂加卵石层,清孔后孔底泥将密度应控制在1.151.25cm3左右。清孔后的孔底沉渣厚度,端承桩不得大于50mm,或不大于设计规定值;摩擦桩不得大于200mm。在灌注水下混凝土前必须复测沉渣厚度,沉渣超过规定者,必须重新清孔,符合规定后方可灌注水下混凝土。、清孔注意事项清孔应向孔内补充清水或泥浆保持孔内水头,防止塌孔。严禁使用加大孔深的办法代替清孔。柱桩孔,在灌注混凝土前孔底射水或压气min
19、,翻动孔底沉渣,然后进行灌注。射水压力比孔前压力大0.5MP.各环节施工衔接紧密,缩短工艺间隔时间。4.3.8钻孔与灌注作业的连续性钻孔完成后,应立即组织钢筋笼安装和水下混凝土灌注工作,在此过程中,应保持孔内水头,避免塌孔。为保证施工的连续进行,应做好以下工作:、钢筋笼应提前制作。如果钢筋笼长度超过吊装能力,可以分段制作,向孔内安装时采用套筒连接加长。、提前完成机械设备和施工器具的准备,包括混凝土生产设备,起重吊装设备,电焊设备,供电设备,混凝土灌注设备,检测试验设备等,混凝土生产和供电等关键设备应用一套备用。、按规定时间提前约请监理工程师现场检验成孔,钢筋笼,混凝土配合比及原材料,混凝土拌制
20、的质量,避免停工检验。4.3.9 注意事项1、埋设护筒护筒埋设工作是旋挖钻机开始施工的第一步,钢护筒平面位置与垂直度应准确外。此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土,要分层夯实,此时钢护筒周围和护筒底脚应紧密,不透水。 2、成孔采用钻头钻进,根据不同层次的土质结构选择不同的转盘转速和进尺进行控制。在砂层钻进和进入强风化层后,因土层太硬会引起钻锥跳动及偏斜、加大钻杆摆动,故应选择低档慢速,转盘转速参数取值 1340v/ min,成孔深度按设计要求进行控制。3、钻孔灌注桩因其施工情况的特殊性,钻孔时可能遇到的不定因素较多,因此开钻前制定详细可行的基桩施工作业指导书,包括施工工艺、钻孔
21、前的设备检修、人员培训与准备、泥浆循环系统等材料准备、事故预案、安全方案、质检方案等,并备有可靠的自发电系统和满足要求的商品混凝土应急。每钻进或地层变化时在泥浆池中捞取钻渣样品,查明土类并记录,以便于地质剖面图相核对。因桩基地质情况较复杂,当钻孔至砂层等易塌地层时采用加大泥浆比重并增加泥浆的黏度,减慢钻孔速度等方法通过该地层。钻孔过程中现场工程师旁站监督,发现问题及时解决。4.3.10钢筋制作、安装钢筋在进场前,必须进行检验,检验合格并报监理工程师审批后,方可大批量进场。钢材进场后必须放置在钢筋大棚内。钢筋笼制作按设计要求加工制作,钢筋下料是设计好下料尺寸,确保在钢筋笼制作过程中接头错开1.5
22、m以上,从而保证在同一断面上钢筋接头面积小于整个断面钢筋总面积的50%,保证整个钢筋笼长度。钢筋笼安装前应检查钢筋根数、直径、间距、钢筋笼是否变形,焊接点、焊接长度、宽度、厚度是否满足规范要求,并应控制主筋间距在10mm以内,骨架倾斜度在5%以内,骨架保护层在20mm以内,骨架顶端高程在10mm,骨架底高程在50mm以内。钢筋在钢筋加工厂成型后,检测管按照图纸要求,位置准确,焊接牢固,保证检测管不漏水。考虑到吊装入孔的困难,钢筋超过20m的分段制作,在孔口焊接,采用双面搭接焊,确保其上、下两段成一直线,均匀入孔,并随时调整钢筋笼位置,避免碰挂孔壁及发生塌孔现象。吊放钢筋笼:在吊放钢筋笼前,用与
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