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1、樁基施工專項方案一、基本情況介紹 我部施工的K135+147-K135+903路基填筑段，于2010年9月16日發生局部塌陷，我部已對該段暫停施工。迄今為止，此段塌陷區塌陷點達32個，K135+788通道右側基礎下沉10cm左右，且塌陷點與通道基礎沉陷有繼續擴大現象。由于該段剛完成清淤覆蓋，且塌陷面積太大，為了確保工程質量、進度和施工安全，業主已多次組織有關專家、相關部門進行現場考察，現已確定變更為30米T梁。二、沖擊鉆鉆孔施工鉆孔灌注樁施工的主要工序是：施工準備、測量放樣、埋設護筒、搭設鉆孔平臺、制備泥漿、鉆孔、清孔、驗孔、鋼筋籠制作與吊裝以及灌注水下混凝土、樁基檢測等。1、施工準備 首先對2、原熊家灣中橋左側加征約800m2作施工便道;對沉陷部位用片石土進行回填壓實，尤其在墩位處靜壓不少于兩遍，然后在墩臺處進行施工放樣，定出樁孔位置，設置延長線樁便于檢查校核；孔口四周挖排水溝，在橋位右側做好泥漿凈渣系統；布置好出渣道路；合理堆放材料和機具，使其不增加孔壁壓力、不影響施工。2、鋼護筒制作、埋設根據熊家灣特大橋的地質及水文情況，鉆孔樁護筒宜采用鋼護筒，并采用人工挖埋方法埋設。鋼護筒采用厚度為12mm鋼板制作，護筒直徑比鉆孔樁大30cm。現場準備完成后，即進行測量放樣，精確放出每個樁位，然后在干處埋設鋼護筒。鋼護筒埋深為樁徑的1.5倍左右，頂部則高出地面至少0.5m，完成后，必須用全站儀3、測量定位護筒平面位置，控制偏差在5cm以內，傾斜度小于1。埋設時，要保證護筒內無突出物，不漏水。3、搭設鉆孔平臺在護筒埋設及平整施工場地后，在每個樁孔護筒范圍外兩側，縱向鋪墊寬2.5m、厚30cm的碎石，并每隔50cm鋪設一根枕木，鋪設長度要比鉆機平臺長50cm，鋪設的枕木標高誤差不得超過2cm。當平臺搭好以后，用25t汽車吊把鉆機平臺吊到枕木上，調整水平，完成鉆機平臺的搭設（見鉆孔樁平臺方案圖）。4、鉆孔、清孔、驗孔在鋼護筒及施工平臺安裝就位后，即可進行鉆孔施工（鉆孔樁施工工藝框圖附后），每臺鉆機和布置1套泥漿凈渣系統。1）首先用全站儀在護筒上測量放樣，再調整鉆機就位，并保證鉆頭中心對準樁位4、中心，同時調平鉆機，檢查配套系統是否符合要求，所有準備工作完成，報監理工程師簽字同意后，即可開鉆。鉆孔時認真做好鉆孔記錄，隨時觀察鉆孔情況，及時調整鉆孔的各種參數，以保證鉆孔的順利進行。施工時應注意：a 鉆機安裝后的底座應平穩，在鉆進中不應產生位移或沉陷。沖擊錘起吊進入鉆孔口時，宜慢速吊入護筒內,防止撞壞護筒使之移位；沖擊操作時，嚴格控制鋼絲繩的放繩量，防止打空錘和大松繩。鉆進時，開始和終孔時應采用低沖程。b 鉆孔排渣或因故停鉆時，應保持孔內具有規定的水位和要求的泥漿相對密度和粘度，處理孔內事故或因故停鉆必須將沖錘提出孔外。c 鉆孔作業應分班連續進行并填寫鉆孔施工記錄，交接班時應交待鉆進情況及5、下班應注意事項。經常對鉆孔泥漿進行檢測和試驗，不符合要求時應隨時調整，使各項指標滿足施工需要；經常注意地層變化，在地層變化處均應撈取渣樣，判明后記入記錄表中并與地質剖面圖核對。d 鉆孔通過泥漿凈渣系統返渣，抽排廢漿、廢渣至泥漿池并運送到指定堆放地點。2）按三級質檢程序，現場技術員對孔位中心偏差、孔底高程、嵌巖深度有關指標進行自檢合格后，由質檢部復核合格，上報監理工程師驗收，檢查合格后清孔。a 采用正循環清孔排渣，清孔時可向孔內注入適量清水進行循環換漿，減小泥漿密度，使各項指標滿足清孔要求。b 吊入鋼筋骨架后灌注水下混凝土之前應再次檢查孔內泥漿性能指標和孔底沉淀厚度。孔內沉淀物不大于5cm，否則6、須進行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。3） 特殊地質樁基施工專項方案及處理措施從目前補鉆情況來看，地質情況異常復雜，其復雜程度遠遠大于我們的想象，地質情況主要體現在裂隙層、結構松散，個別含流泥、細砂，水量大，底下溶洞大，且層數多，填充物多為流泥或流沙，多為串珠式溶洞，部分溶洞相互串通，造成成孔困難，無論是采用挖孔樁或鉆孔樁施工均有很大困難。針對如此復雜的地質情況，我部已積極咨詢各方面專家和正在組織有經驗的勞務隊伍，制定專項方案，同時希望各位專家提供更好的處理方案，確保施工質量和工期。一）樁基鉆孔處理方案目前針對地質異常情況采取的主要處理方案： 1、在鉆孔過程中出現小溶洞或裂隙發育地層7、出現流泥突然往上翻，一般采取粘土、片石回填部分樁基，待穩定后，重新開鉆，并保持較好的泥漿護壁。2、對于溶洞較大、流砂層較厚的情況，為防止空溶洞或串通溶洞造成泥漿瞬間泄漏而引起的塌孔，一般采取粘土、片石回填后復鉆；如通過回填處理無效，再采取在孔內下內護筒處理，全鋼護筒逐節接長下壓跟進的方案。該方案的缺點是接長下壓比較麻煩，要大型設備配合，進度也不快。3、對于多層溶洞，沖擊鉆孔也有很大風險，容易出現卡鉆、偏鉆，一旦卡鉆，很容易造成整個孔報廢。從地質鉆探情況分析，樁基會有半邊巖情況，一半為灰巖，一半為碎石層和流泥，同時，對于空溶洞和裂隙發育地層，如果瞬間泥漿大量泄漏，極易造成垮孔，甚至局部沉陷，危及8、施工設備及人員安全。因此，應考慮在孔口周圍采用鉆孔注漿工藝，待達到一定強度后再進行下道工序施工。二）平臺的穩定、加固方案根據補鉆資料顯示，大多數樁基巖層裂隙發育，有空溶洞，極易因泥漿瞬間泄漏造成卵石層塌孔直接影響整個平臺的安全。我部提出2種處理方案：（一）在護筒周圍注漿方案根據最新的地質補勘資料，覆蓋層較厚，且復雜，面層主要是回填土和石碴，加上換填的片石，不利于鋼護筒和鋼管樁下沉。加上該處地質巖溶、裂隙很發育，在沖擊鉆孔過程中很容易漏漿，如果泥漿瞬間流失，而護筒又未至巖層，極易造成塌孔，卵石和粉砂跟著流入孔內，造成平臺失穩。為了確保平臺的安全，我部擬對鉆孔施工平臺進行加固，護筒進行注漿處理。19、注漿前，在工作平臺周圍鉆孔，范圍為樁孔中心四周擴大23m，深度2.5m左右；注漿時在水泥漿中摻入速凝劑，有效控制注漿時漿液的擴散，避免水泥漿的流失。2、注漿鉆孔布設：見下圖所示。 3、鉆孔用XY-100或HT-150鉆機鉆孔，按順序分序鉆孔。實際施工根據地質情況和注漿效果情況增減。4、注漿技術要求a、注漿順序沿樁孔四周，采用純水泥漿加速凝劑灌注。b、漿液配合比：水灰比1：11.11左右，每立方米漿液水725kg，水泥750-800kg左右。c、注漿壓力從02.0Mpa范圍控制，具體壓力由現場試驗確定，注漿流量為38-150L/min，滲透最小直徑定為3.0m，以確保鋼護筒周圍和工作平臺范圍有10、足夠的固結體。5、注漿材料a、水泥：要求采用合格的P.O32.5Mpa普通硅酸鹽水泥，細度要求通過4900孔/cm2，標準篩篩余量不超過2%；水泥從出廠使用不超過3個月，干燥保存，防止受潮結塊，影響注漿質量。b、添加劑：注漿添加劑為水玻璃，模數n2.75，濃度Be=3845，水玻璃與水稀釋比為1：35，添加比例約3%左右；具體可視現場實際情況測試調整。（二）下內護筒方案本橋樁基直徑為1.8米，外鋼護筒直徑為2.2米，內鋼護筒直徑為2.0米，護筒鋼板厚1.2cm。在鉆孔施工時首先埋直徑為2.2米的外護筒，用大鉆頭沖孔至巖面，然后將內鋼護筒跟進至巖面，改為小的鉆頭，繼續鉆進，防止出現溶洞造成泥漿的11、泄漏而引起的塌孔。三）溶洞的處理方法和技術措施（一）穿越溶洞的方法根據補鉆地質資料、地質柱狀圖，進一步確定溶洞的具體標高及溶洞的深度。根據溶洞的深度，采用不同的處置方法。1、溶洞范圍不大，洞高小于1m，溶洞內有填充物或部分填充物者，用拋填片石和粘土的辦法處理。2、溶洞高大于1m，溶洞內有填充物，但鉆進時無坍孔情況能順利成孔者，為了防止灌注水下混凝土時漿液流失，在溶洞上下各1m范圍內用鋼護筒防護，鋼護筒壁厚6mm，鋼護筒的定位采用將鋼護筒焊搭在鋼筋籠的定位筋上，隨著鋼筋籠的插入下沉就位。3、溶洞范圍較大，洞高大于1m，溶洞漏水嚴重，鉆進中無法使鉆孔內保持一定的壓力，鉆孔時有可能出現嚴重的坍塌致使12、鉆進困難時，采用壁厚12mm的鋼護筒施工。鋼護筒隨鉆孔樁跟進，一邊壓入鋼護筒，一邊鉆進，由于采用本法工藝較復雜，壓入鋼護筒需采用大型機具。4、溶洞無填充物、高度在2m3m時，溶洞不漏水，備用23臺泥漿泵向孔內輸送泥漿，然后鉆機低行程穿透溶洞。鉆頭穿過溶洞后，提起鉆頭向溶洞內投入硬塑的粘土塊與1030cm片石，然后采用低沖程沖孔造壁通過溶洞。5、溶洞無填充物、高度在3m以上，采用鋼護筒跟進沖孔，護筒壁厚12mm，沖擊過程中，采用振動錘振動下沉鋼護筒，鋼護筒下至溶洞頂板基巖面，然后沖擊穿透溶洞頂板，同時加大樁孔內的泥漿輸送量，以便及時補充孔內泥漿，防止鋼護筒內、外壓力不平衡而導致變形。溶洞頂板穿透13、后，向孔內投入硬塑粘土塊及1030cm的片石，采用低沖程沖孔造壁通過溶洞并沖孔至設計標高。（二）溶洞施工的幾點技術措施1、 穿越溶洞頂板的沖擊成孔技術采用的沖擊式鉆機在通過溶洞頂板時，易發生彎孔和卡鉆事故。當鉆孔接近頂板時，往往由于巖面傾斜，出現鉆頭擺動，或撞擊護筒和孔壁，或沖擊能量減弱等現象，這說明鉆頭已接近頂板。此時，應停止鉆孔，回填片石和黏土塊，然后調整鉆機沖程，反復沖砸，在頂板上部形成堅硬的柱體，以其傳遞沖力，使斜面破壞其平整。一般回填高度1.5m，鉆機沖程不大于0.6m。在鉆孔穿透頂板時，采用上述方法處理傾斜巖面，回填高度可減少至1.0m，以能起到緩沖作用，防止一錘擊穿頂板造成卡鉆。14、2、漏漿的預防及處理鉆孔進入溶洞，會有不同程度的漏漿。一旦發現漏漿，應立即向孔內補漿，保持孔內水頭，然后查清原因，進行處理。（1）一般護筒底發生漏漿，只需反復打擊下沉護筒，先用黏土加固封閉護筒底周圍縫隙，再填入黏土和小片石，高出護筒底1.0m，小沖程反復沖砸，加固筒底四周，達到堵漏目的。鉆孔施工中，要避免鉆頭、掏碴筒碰撞護筒而造成護筒松動，引起漏漿。（2）當漏漿發生在透水性強的地層、巖層裂縫或有松散填充物的溶洞中，采用加大泥漿比重、控制鉆進速度等措施。正常泥漿比重在1.31.4之間，使用加強型泥漿，比重可加大到1.51.6。（3）當鉆孔擊穿溶洞頂板進入空溶洞或有地下水流時，會出現泥漿急劇下沉的15、現象。此時，應立即向孔內補漿，保持孔內水頭，同時投放黏土、片石等的混合料。如果能夠基本控制水頭，然后小沖程邊投料邊沖砸，造成新孔壁，堵塞漏漿。否則，孔內水位繼續下降，此時應考慮將鉆機撤離，防止坍孔埋機。（4）施工前，應根據地質資料作出預測，準備足夠的黏土、片石、水泥、鋸木屑，并裝入草袋，配合補漿設備和拖拉設備，隨時將鉆機撤離。3、卡鉆的預防及處理（1）進溶洞和出溶洞前，要分層回填一定數量的片石，片石塊徑以1015cm為宜。鉆頭反復打密過程中，使片石擠入傾斜巖層的下方，防止鉆頭傾斜和受力不均。（2）預防梅花孔卡鉆，可從兩個方面采取措施。一是根據地層情況，隨時調整泥漿稠度，選用適當的沖程。二是采用16、大捻角的鋼絲繩做大繩，并使用合金套活動接頭聯結鉆頭，保證鉆頭轉動靈活。4、 卡鉆后可采取措施：（1）放松并搖動大繩使鉆頭慢動或轉動再提；（2）填入小片石和少量粘土至卡鉆處約0.5m，用小沖程重新開鉆；（3）水下小爆破震動法將鉆頭松動后提出等方法。5、偏孔的預防和處理（1）預防措施 型鋼加寬鉆機底座，使鉆機安裝平衡，防止鉆機震動造成傾斜和移位。 控制鉆孔速度。斜面鉆孔作業，采用小沖程，反復回填片石將斜面沖平后再用正常速度鉆進。 鋼絲繩松放適度，以不致使鉆頭晃動為準，一般每次松放2m。要經常檢查鉆機中心位置的變化，判斷孔位是否偏斜。 經常用檢孔器檢孔。一般每鉆進1.0m檢查一次。檢孔器可用鋼筋制成17、圓柱筒，直徑與設計孔徑相同，高度為孔徑的24倍。(2) 處理方法 回填片石、粘土修孔。回填高度至斜孔部位以上1.0m，小沖程，反復回填沖砸。 灌筑水下不擴散混凝土重鉆修孔。有的鉆孔處巖面傾斜較大，回填片石也無法，可以順其傾斜方向繼續鉆孔，大致到設計孔位外時，向孔內灌筑水下不擴散混凝土，至開始偏斜的部位以上0.5m，3d后強度達到15MPa，即可重新鉆孔。5、鋼筋籠制作和吊放鋼筋在鋼筋加工車間按設計圖紙分節制作好，由監理工程師驗收合格后，運輸到墩位，用吊車吊起鋼筋籠在樁位處分節焊接牢固后，逐節下放到位。5.1、鋼筋配料使用的鋼筋均須經過報驗入場，各項技術指標完全符合技術規范的要求方可使用。鋼筋籠18、主筋的下料長度本著盡量用整根減少斷頭、廢料，又要滿足吊運和安裝的原則確定。配料后的鋼筋要按不同尺寸和規格掛牌，分別碼放，避免錯配，并作好防潮、防雨等防銹措施。5.2、鋼筋籠制作首先，將加勁箍筋與主筋點焊定位，再按主筋間距在加勁箍筋上拉線放樣，作好記號，主筋依次按記號與加勁箍筋焊接為整體，綁扎好螺旋鋼筋。5.3、保護層厚度控制采用定位鋼筋確保保護層厚度，定位鋼筋采用16鋼筋，豎向每4米設置一排，每排均勻布置4根，焊接在主筋上，通過定位鋼筋確保鋼筋籠在樁孔居中。5.4、鋼筋籠吊點設置在每節鋼筋籠上第1個和第2個加勁箍筋之間，設置2個吊點，在主筋上焊接2根吊環鋼筋，以便鋼筋籠吊裝安全。5.5、鋼筋籠19、存放與運輸存放時，每個加勁箍筋與地面接觸處都墊上等高的木方，以免粘上泥土，每節鋼筋籠要按秩序擺放并掛上標志牌，便于使用時按秩序運出和入孔就位。5.6、鋼筋籠入孔定位鋼筋籠入孔定位采用汽車吊分節吊裝，鋼筋骨架和地面垂直后，在操作人員的扶持下慢慢放入孔中，當首節鋼筋籠入孔至上端連接處時，用型鋼將鋼筋籠支托于孔口，再吊第二節鋼筋籠，上下對接鋼筋準確對位，逐根對好鋼筋，并使上、下兩節鋼筋籠位于同一直線上，然后進行電焊連接，再將連接段的螺旋箍綁扎好，報監理工程師驗收合格后即可吊起鋼筋籠，繼續下放，重復作業，直至按設計要求把所有鋼筋節段連接后吊入就位。鋼筋保護層和鋼筋籠中心要絕對保證符合要求，鋼筋骨架頂、20、底面高程控制于50mm范圍內。設置4根502.5mm的聲測管，沿鋼筋籠四周均勻布置。聲測管綁扎在鋼筋籠的主筋上，隨鋼筋骨架同時吊入孔中，在鋼筋籠連接的同時焊接聲測管，聲測管接口采用套筒形，接縫要密實不透水，鋼筋籠到位后，聲測管要注滿清水，并用鐵皮焊死上口，防止砼進入。5.7、鋼筋籠提吊保護鋼筋籠平穩下放至孔底后，在鋼筋骨架頂面要采用提吊保護，并用鋼絲繩和鋼筋采取有效方法進行固定，防止鋼筋籠往下變形和砼灌注過程中鋼筋骨架上浮。5.8、鋼筋骨架制作和吊放的允許偏差為：主筋間距10mm；箍筋間距20mm；骨架外徑10mm；骨架傾斜度0.5%；骨架保護層厚度20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架頂端21、高程20mm。6、混凝土運輸與水下混凝土灌注砼采用集中拌合站拌和，砼罐車運至施工現場，灌注采用鋼導管，鋼導管直徑為30cm，配以砍球法壓水。1）、導管在澆注砼前必須進行水密、承壓和接頭抗拉試驗，檢驗合格后方可使用。導管安裝時，必須加設防水密封圈，上緊管口螺絲，并注意保證導管垂直，并處于孔中央，確保在砼灌注過程中導管不漏氣、漏水。調整導管懸空高度（導管懸空2540cm），根據懸空高度、孔徑、孔深確定首批砼方量，確保首批砼澆注后埋管1.0m以上。2）、砼澆注過程中，注意對砼上升高度進行測量，及時拆管，砼埋管深度控制在2m6m，拆導管時動作要迅速，并盡可能縮短兩次拆管時間。3）、砼施工全過程應有實驗22、人員值班負責，對砼拌和質量進行控制，保證砼拌和充分，計量準確，和易性好，砼坍落度控制在1820cm。4）、拌和機等機具設備在砼施工前均進行嚴格檢查，確保機具完好。5）、砼施工全過程，在灌注砼時，按試驗要求每根樁制作砼試塊。試塊應妥善保護，強度測試后，填寫試驗報告表。有關砼灌注情況、灌注時間、砼頂面的標高，導管埋深、導管拆除以及發生的異常現象等，應指定專人進行記錄。各崗位人員應集中精力，聽從統一指揮，操作必須準確迅速。7、樁基檢測每樁均進行超聲波檢測，樁基混凝土達到一定強度后，委托具有資質并被監理工程師認可的單位進行超聲波檢測，檢驗合格后方可進行下一道工序。鉆孔灌注樁施工工藝框圖樁位放樣護筒制作埋設護筒搭設工作平臺供水向孔內注水、注泥漿鉆進到位泥漿沉淀池骨架制作鉆機就位泥漿池掏渣、換鉆頭清孔不合格驗孔試件制作合格安放鋼筋骨架砼拌和合格運送砼測坍落度安設導管導管注水試驗灌注水下砼鑿樁頭待強超聲波檢測驗收骨架吊運不合格廢棄