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1、溶洞地區(qū)橋梁樁基多護筒施工工法 多護筒跟進施工工藝是為了解決溶洞特別發(fā)育、砂礫層覆蓋厚地區(qū)橋梁樁基施工的一種新技術(shù)。近年來隨著交通建設(shè)的發(fā)展，在南方溶洞發(fā)育地區(qū)的江河湖畔經(jīng)常修建大橋，傳統(tǒng)施工工藝下樁基施工沖擊成孔經(jīng)常出現(xiàn)孔口坍塌、鉆機傾斜及錘頭掩埋等事故，工程安全、工程工期得不到保障。而多護筒跟進施工工藝徹底解決了工程安全問題，同時具有施工速度快，一次成功的優(yōu)點。 由于多護筒跟進施工工藝具有以上優(yōu)點及良好的社會效益，現(xiàn)已在國內(nèi)大橋樁基施工中逐步推廣使用。該工法在XX特大橋（102.75+2160+102.75）+440得到成功應(yīng)用。1、 工法特點2.1 利用外護筒防止溶洞擊穿時砂礫覆蓋層液化2、流走，防止孔口坍塌、鉆機傾斜及錘頭掩埋等事故，是確保安全施工、確保工期的最有效的方法。2.2利用內(nèi)護筒防止混凝土澆筑過程中，溶洞部位因混凝土壓力增大而出現(xiàn)塌孔，杜絕重大經(jīng)濟損失的發(fā)生，確保樁基工程進度和樁基質(zhì)量。2.3利用外護筒的保護，在漏漿穩(wěn)定的情況下，可繼續(xù)進行沖孔作業(yè)，避免了不必要的反復(fù)回填沖孔，減小了工程量，加快進尺速度。2.4減少混凝土因擴孔而產(chǎn)生的混凝土用量超量的問題。2.5整個施工過程標(biāo)準(zhǔn)、有序、可控。2、 適用范圍本工法適用范圍廣，對溶洞發(fā)育地區(qū)、砂礫覆蓋層地區(qū)橋梁樁基都可適用。3、 工藝原理采用具有自動化控制的CZ-60型沖擊鉆機沖孔到砂礫覆蓋層底部，保證離第一個溶洞頂板厚13、米以上，將焊接好的外護筒段在孔口拼接、下沉到覆蓋層底部。適當(dāng)改小沖錘，沖孔到設(shè)計標(biāo)高，將焊接好的內(nèi)護筒段在孔口拼接、下沉到樁基底部。再按水下混凝土澆筑施工工藝進行清孔、下鋼筋籠、導(dǎo)管、澆筑水下混凝土。4、 施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程空洞較大的多層溶洞條件下鉆孔樁施工工藝流程圖5.2施工要點5.2.1、護筒層數(shù)的選擇由地質(zhì)報告中顯示樁基穿越大溶洞的個數(shù)來確定，以反復(fù)回填方案工程量的增加和增設(shè)鋼護筒方案工程量的增加進行經(jīng)濟比較。為此地勘資料的準(zhǔn)確性尤為重要，以此來確定開孔直徑、每層護筒的下沉深度、位置。雙護筒施工外護筒直徑應(yīng)較設(shè)計樁徑大30cm，內(nèi)護筒內(nèi)徑應(yīng)等于設(shè)計樁徑，以確保設(shè)計樁4、徑。多護筒施工外徑較雙護筒施工外徑每多一層，直徑相應(yīng)增加15cm。 5.2.2、施工程序：根據(jù)地質(zhì)鉆探資料提供的溶洞分布情況，按照先短后長，先易后難，先外后內(nèi)的原則確定各樁施工順序。5.2.3、外護筒下到巖面以后，即開始對覆蓋層和頂板進行沖鉆，其鉆孔方法與傳統(tǒng)的沖擊鉆孔方法相同，但成孔的樁徑比設(shè)計樁徑大10cm，以便內(nèi)護筒順利就位。5.2.4、當(dāng)鋼護筒打入第一層巖面時，為使開孔堅實、堅直、圓順和對繼續(xù)鉆孔起導(dǎo)向，應(yīng)在鉆孔前拋0.5-1.0m3的小片石和適量粘土，借鉆頭沖擊力把泥漿、石塊擠向孔壁，以加固護筒刃腳。5.2.5、雙護筒沖擊鉆孔采用吸泥法清孔。為使鉆孔樁砼與孔底巖體粘良好，灌注水下砼之5、前需用高壓水沖射排除殘碴。5.2.6、鋼護筒加工、拼接要滿足公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/TF50-2011 8.4.1的規(guī)定。采用寬1.8m、厚16mm的A3鋼板進行現(xiàn)場卷制。鋼板放置要和卷板機保持垂直，否則鋼護筒拼接不垂直，下沉鋼護筒困難。鋼護筒焊縫厚度不小于6mm。上下鋼護筒因卷筒精度不是很高，拼接鋼護筒應(yīng)做到上下接縫一致，保證鋼護筒順利下孔。第一節(jié)以2m焊縫長度為基準(zhǔn)，每增加一節(jié)鋼護筒增加4cm長焊縫，焊縫長度應(yīng)沿四周均勻分布，避免偏心受力。加焊18的8根加強鋼筋焊接，沿四周均勻分布。5.2.7、用I45c和I50焊接一個臨時換吊平臺，焊接控制在一個平面上，并保證焊縫高度。(見上圖)。枕6、木支墊要在一個平面上，且基地沉降不能過大并保持一致,滿足承載力要求。5.2.8、內(nèi)、外護筒的下沉主要依靠護筒自身重量下沉，另輔以120kw震動錘弱震下沉。這就要求成孔質(zhì)量要高，孔徑順直。鋼護筒的下沉要做到及時，避免因時間過長，泥漿沉淀，護筒下沉不到位的現(xiàn)象發(fā)生。5.2.9、為達到崁巖樁的設(shè)計意圖。在崁巖區(qū)深度的鋼護筒預(yù)先做特殊處理。即在護筒四周每間隔1.5m開一個20cm大的圓孔，沿高度方向間隔為1m，成梅花樁布置。由于清孔標(biāo)準(zhǔn)是以清水樁為標(biāo)準(zhǔn)進行的清孔，確容易達到此標(biāo)準(zhǔn)。澆筑的混凝土能和巖體形成一個很好的整體。5.2.10、下沉工序：由25噸吊車轉(zhuǎn)運節(jié)段護筒到孔口位置60噸主吊車安裝第一節(jié)護7、筒下沉人工穿鋼棒安放鋼護筒在井字架上換吊索吊裝第二節(jié)護筒孔口焊接一二節(jié)鋼護筒輕輕吊起鋼護筒拆掉鋼棒、鋼護筒下沉。如此循環(huán)，鋼護筒就位。一般情況下，只要每天循漿不斷，下鋼護筒前用焊接了鋼環(huán)的沖錘上下檢孔，鋼護筒就位不難。對個別如地質(zhì)情況中有細(xì)砂層、孔底沉碴較多引起鋼護筒下降較困難的，只需用震動錘稍為震動即可解決。護筒跟進示意如下圖：5、 材料、設(shè)備及人員配置6.1施工主要機械設(shè)備6.1.1施工中主要機械設(shè)備見表6.1.1表6.1.1施工主要機械設(shè)備編號設(shè)備名稱型號及規(guī)格數(shù)量備注1沖擊鉆機CZ-606110KW2砼拌和站PLJ10002275m3h3砼輸送車NJ5260GJB410m34汽車吊QY8、25275t5發(fā)電機150GF1200KW6空壓機110m37卷板機W11(162000)18電焊機BX1-315F-26380V9裝載機LG50210震動錘1120kw6.1.2試驗檢測設(shè)備應(yīng)滿足工地常規(guī)檢測要求，工地試驗室主要檢驗及試驗6.1.2試驗設(shè)備見表6.1.2表6.1.2工地實驗室主要檢驗及試驗設(shè)備序號儀器名稱型號規(guī)格單位數(shù)量1全站儀NTS-352臺12水準(zhǔn)儀DS-32臺43鋼尺50m把24皮尺50m把25花桿3m套56塔尺5m把27三米直尺把28萬能材料試驗機數(shù)顯WE-1000KN臺19壓力機2000KN數(shù)顯臺110泥漿三件套套111砼坍落度測定儀100200300個112砼試模9、150150150個1513李氏比重瓶個46.2人員配置：序號作業(yè)人員數(shù)量備注1施工員1人2安全員1人3運輸汽車輛駕駛員3人4裝載機機手15吊車駕駛員26焊工8人7鋼筋工4人8起重工4人9輔助工5人6、 質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)7.1內(nèi)外護筒厚度確定7.1.1以溶洞頂板擊穿、泥漿漏完最不利情況建立計算模型。地下水位以實測為準(zhǔn)，內(nèi)摩擦角以鉆探資料中最小值為準(zhǔn)進行外護筒厚度計算。7.1.2為避免混凝土澆筑過程中由于現(xiàn)澆混凝土壓力過大擊穿溶洞區(qū)薄弱的護壁，增加內(nèi)護筒到溶洞底部。偏安全地以混凝土液化高度做為計算模型計算壓力最大值，初凝時間采用4小時（實際時間短的多）。最薄弱處護壁強度以平衡沖孔時所需泥漿稠度所產(chǎn)10、生的壓強為準(zhǔn)，高度偏安全地取為液化高度。以此計算內(nèi)護筒厚度。7.2做好臨時吊點和工作平臺的設(shè)計和力學(xué)計算。7.3掌握詳盡的地質(zhì)資料，確保在外護筒下沉就位以前第一個溶洞頂板不能擊穿。7.4施工中嚴(yán)格控制鋼護筒制作精度、焊接豎直度、焊縫質(zhì)量，加強焊接過程中質(zhì)量檢測。7.5施工中控制成孔豎直度，護筒下沉要及時。做好不利地質(zhì)條件下鋼護筒的技術(shù)、物資設(shè)備及人員的準(zhǔn)備。7.6清孔以清水孔作為標(biāo)準(zhǔn)。沉渣厚度小與5cm。7.7質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)7.7.1公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（TJG/T F50-2011）7.7.2公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JTG-F80/1-2004）7.7.3公路勘測規(guī)范(JTGC10-20011、7)7.7.4公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程（JTT076-95）7.7.5公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價規(guī)范（JTGB03-2006）7.7.6公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程（TJGZ30-2005）7.7.7公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D6020047.7.8鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理天津大學(xué)出版社 丁陽7.7.9路橋施工計算手冊人民交通出版社7、 施工安全措施8.1施工現(xiàn)場配置安全員，負(fù)責(zé)施工安全，做好現(xiàn)場用電安全、吊裝安全工作，發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時處理。8.2機械操作人員上崗前進行業(yè)務(wù)培訓(xùn)和安全操作規(guī)程的學(xué)習(xí)，經(jīng)考核后方可上崗。8.3采用自動控制沖程的沖擊鉆進行沖孔，避免沖孔過程中坍孔造成的人員傷亡。8.4工地四周12、進行圍欄，進行封閉式施工。8.5振動錘震動時應(yīng)逐漸加載，避免吊車因加載過大出現(xiàn)安全事故。 8.6 堅持“安全第一，預(yù)防為主”的方針，建立健全保證體系，并把安全生產(chǎn)情況與每個人的經(jīng)濟利益掛鉤，使安全生產(chǎn)始終處于受控狀態(tài)。 按照施工方案中制定的各項技術(shù)措施，組織工程施工，不得減化施工工序、減弱防護措施。 8.7 高空作業(yè)要嚴(yán)格按照規(guī)范和安全作業(yè)規(guī)則配戴安全帽、安全帶、設(shè)置安全網(wǎng)，大風(fēng)、大雨等不良?xì)夂驐l件不得進行高空作業(yè)。 8.8 橋梁施工吊裝作業(yè)嚴(yán)格按安全規(guī)則進行施工。吊裝作業(yè)時，墩身附近嚴(yán)禁人員機械進入停留，并設(shè)立明顯的作業(yè)和禁入標(biāo)志。 8.9 對施工人員定期進行安全教育和安全知識考核。8、 環(huán)13、保措施9.1沖孔樁的鉆渣妥善堆放，不得對水體和施工現(xiàn)場造成污染。9.2 散裝物料（粘土、水泥、油料、骨料、化學(xué)品等）遠離民用水井、河流、干渠，并采取遮蓋措施，防止暴雨徑流沖刷進入水體而影響水質(zhì)；拌和場、預(yù)制場、樁基現(xiàn)場設(shè)置臨時排水系統(tǒng)和沉淀池；拌和設(shè)備封閉并配備除塵設(shè)施。9.3施工現(xiàn)場設(shè)置臨時排水系統(tǒng)，防止水土流失、保證原有的水系不因為施工而中斷；不在水體和魚塘30米范圍內(nèi)建設(shè)施工營地和堆料場。9.4施工營地的生活污水、生活垃圾集中堆放、處理，不直接排入水體。收集的生活垃圾運至棄土場進行深埋處理，生活污水及糞便用于農(nóng)灌及農(nóng)田肥料。9.5拌和場的散裝料進行遮蓋，拌和設(shè)備保證封閉并配有除塵設(shè)備。拌14、和場建立由散料堆放區(qū)、拌和區(qū)、生活區(qū)集中排水系統(tǒng)，并將上述各區(qū)生產(chǎn)、生活污水集中匯入沉淀池，沉淀水質(zhì)達標(biāo)后排入水體。拌和場設(shè)三級沉淀池；每一級出水口與進水口高差在1m以上，出水口配過濾網(wǎng)并與池底保持60cm以上的高差，每級沉淀池平面尺寸在2m2m以上，池深不小于2m。9.6施工現(xiàn)場建立環(huán)保管理體系，責(zé)任到人，并保證有效運行。9、 綜合效益10.1安全效益該法用于溶洞發(fā)育地區(qū)樁基施工能有效避免孔外上層砂礫層垮塌現(xiàn)象，避免孔口坍塌、鉆機傾斜及錘頭掩埋等事故。10.2工期效益該法在確保安全的情況下可以使施工做到流水化施工，使工序、工期可控，避免溶洞發(fā)育地區(qū)工期的不可預(yù)見。10.3經(jīng)濟效益以我公司XX15、大橋施工為例。該橋2010年5月開始進場樁基施工，由于頻繁發(fā)生孔內(nèi)、孔外坍塌事故，質(zhì)量、安全得不到保證，嚴(yán)重影響施工進度。2010年8月6日，該橋不得不暫停施工。截至2010年8月6日，12個孔位累積總進尺1069.8米（凈進尺481.8m+回填重新沖擊量588m），回填片石：粘土（1:1）工程量為2434m3。直接損失廢棄工程總造價481萬元。2011年9月，本橋完成修改原設(shè)計方案，工期大大的受到影響，使得該項目成了整條路線上的控制性工程。無論業(yè)主還是施工單位，經(jīng)濟上都受到了巨大損失。在該法的及時運用后，使工程質(zhì)量、安全、進度得到了保證，也使得業(yè)主總體目標(biāo)的實現(xiàn)得到了保障。經(jīng)濟效益、社會效益16、巨大。10、 工程實例XX特大橋為（102.75+2160+102.75）+440m裝配式T梁及連續(xù)剛構(gòu)橋，是湖南省炎陵縣至汝城高速公路第二合同段工程，該橋1#、2#墩共16根2.8m，其中11根樁采用該法施工。該法施工順利，綜合效益顯著。雙護筒跟進施工工法圖片集 前期沒有外護筒保護施工的塌陷現(xiàn)場 前期沒有外護筒保護施工的塌陷現(xiàn)場 溶洞漏漿回填片石 溶洞漏漿回填黃土 拼接鋼護筒 拼接好的鋼護筒鋼護筒移位 孔口焊接鋼護筒 孔口下沉外護筒 安裝振動錘，準(zhǔn)備下沉鋼護筒 外護筒下沉到位 下沉內(nèi)護筒 震動下沉內(nèi)護筒 震動下沉外護筒 在外護筒保護下施工溶洞區(qū) 在外護筒保護下施工溶洞區(qū) 起吊鋼筋籠 加工護筒