岩溶地区桥梁桩基施工技术.ppt

《岩溶地区桥梁桩基施工技术.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《岩溶地区桥梁桩基施工技术.ppt（45页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、岩溶地质桥梁钻孔桩施工岩溶地质桥梁钻孔桩施工 桥梁施工技术桥梁施工技术前言前言 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、制约工孔、卡钻、埋钻现象，威胁施工安全、影响工程质量、制约工程进度。程进度。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。目录目录 一、溶洞分类一、溶洞分类 二、方案选定二、方案选定 三、溶

2、洞处理方法三、溶洞处理方法 四、钻孔施工四、钻孔施工 五、质量控制五、质量控制 一、溶洞的分类一、溶洞的分类 根据地质结构和溶洞的情况发育情况，溶洞可分为以下几种根据地质结构和溶洞的情况发育情况，溶洞可分为以下几种类型：类型：1.1.按溶洞的大小分按溶洞的大小分 （1 1）大溶洞：溶洞高度）大溶洞：溶洞高度3m3m；（2 2）小溶洞：溶洞高度）小溶洞：溶洞高度3m3m。2.2.按溶洞填充状态分按溶洞填充状态分 （1 1）全填充溶洞：洞内完全充填亚粘土、亚砂土、粘性土等，）全填充溶洞：洞内完全充填亚粘土、亚砂土、粘性土等，充填物呈硬塑、软塑、流塑状；充填物呈硬塑、软塑、流塑状；（2 2）半填充溶

3、洞：洞内一半左右有填充物，顶部为空腔；）半填充溶洞：洞内一半左右有填充物，顶部为空腔；（3 3）无填充溶洞：洞内无填充物即空洞。）无填充溶洞：洞内无填充物即空洞。3.3.按是否漏水分按是否漏水分 （1 1）全漏水溶洞：严重漏水并与其它溶洞或地下河连全漏水溶洞：严重漏水并与其它溶洞或地下河连通；通；（2 2）半漏水溶洞：溶洞洞壁存在裂隙，有渗漏水现象；半漏水溶洞：溶洞洞壁存在裂隙，有渗漏水现象；（3 3）不漏水溶洞：溶洞完整，无渗漏水现象。不漏水溶洞：溶洞完整，无渗漏水现象。4.4.按溶洞垂向个数分按溶洞垂向个数分 （1 1）单个溶洞：桩基范围内仅有一层溶洞；单个溶洞：桩基范围内仅有一层溶洞；（

4、2 2）多层溶洞：桩基范围内仅有多层溶洞。多层溶洞：桩基范围内仅有多层溶洞。二、方案选定二、方案选定 根据溶洞大小及填充情况等，选定经济可行的处理方案，一根据溶洞大小及填充情况等，选定经济可行的处理方案，一般选定原则见下表：般选定原则见下表：溶洞高度溶洞高度填筑情况填筑情况处理方案处理方案3m3m以下以下填粘土或片石填粘土或片石3m3m6m6m全填充全填充填粘土块或片石填粘土块或片石半填充或无填充半填充或无填充灌低标号混凝土、压浆灌低标号混凝土、压浆3m3m10m10m半填充或全填充半填充或全填充压双液浆压双液浆无填充无填充灌砂、压浆灌砂、压浆10m10m以上以上全填充全填充填粘土块和片石填粘

5、土块和片石半填充或无填充半填充或无填充钢护筒跟进钢护筒跟进三、三、溶洞处理方法溶洞处理方法 注双液浆法注双液浆法 注双液浆一般适用于注双液浆一般适用于10m 10m 以下半填充或全填充溶洞的处理。以下半填充或全填充溶洞的处理。（1 1）目的）目的 溶洞内注双液浆预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶溶洞内注双液浆预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间，并达到一定的强度（洞空间，并达到一定的强度（20MPa 20MPa 以上），防止钻孔桩施工时以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等一系

6、列施工工序的顺利完成。注等一系列施工工序的顺利完成。（2 2）加固原理）加固原理 注双液浆加固的特点是注浆材料可在十几秒或在几十秒内瞬间注双液浆加固的特点是注浆材料可在十几秒或在几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为比较经济。浆材的结石率为100100，即，即1m3 1m3 体积浆材可得体积浆材可得1m3 1m3 结结石体。石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀土、亚粘土等土体，浆液是通过劈裂、和

7、砾的；对于溶洞中的稀土、亚粘土等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。是通过充填作用填满溶洞的。三、三、溶洞处理方法溶洞处理方法 注双液浆法注双液浆法（3 3）工艺）工艺 压浆材料采用普硅压浆材料采用普硅32.5R 32.5R 水泥与化学剂（水玻璃）。水泥与化学剂（水玻璃）。1.1.布孔布孔 根据桥墩台桩基布置和溶洞分布，每个墩台布置根据桥墩台桩基布置和溶洞分布，每个墩台布置6 68 8 个压浆孔。个压浆孔。施工可以利用桩基地质勘探钻孔逐桩进行注浆，以便节省钻孔时施工可以利

8、用桩基地质勘探钻孔逐桩进行注浆，以便节省钻孔时间和费用。间和费用。2.2.钻孔钻孔 注浆孔径为注浆孔径为80mm80mm110 mm110 mm，钻孔采用地质钻机，孔深要求达到最，钻孔采用地质钻机，孔深要求达到最深溶洞的底部。注浆管插入溶洞中下部。深溶洞的底部。注浆管插入溶洞中下部。3.3.压浆压浆 采用双液压浆系统进行全孔压浆，要求少量多次、反复压浆。采用双液压浆系统进行全孔压浆，要求少量多次、反复压浆。双液浆配制时，控制浆液比例，反复试验，掌握浆液的凝固时间，双液浆配制时，控制浆液比例，反复试验，掌握浆液的凝固时间，凝固时间太快，不利于注浆施工，凝固时间太慢，浆液流动性大，凝固时间太快，不

9、利于注浆施工，凝固时间太慢，浆液流动性大，用量大，不经济。用量大，不经济。三、三、溶洞处理方法溶洞处理方法 灌砂、压浆法灌砂、压浆法 灌砂压浆是溶洞预处理方案之一，一般适用于灌砂压浆是溶洞预处理方案之一，一般适用于6 610m 10m 无填充溶无填充溶洞的处理。主要通过灌砂填塞溶洞空间，采用压浆将洞内砂砾板结、洞的处理。主要通过灌砂填塞溶洞空间，采用压浆将洞内砂砾板结、凝固成坚实的混和体，防止在钻孔过程中出现漏浆、塌孔等现象。凝固成坚实的混和体，防止在钻孔过程中出现漏浆、塌孔等现象。灌砂压浆孔和注双液浆钻孔施工方法相同。灌砂压浆孔和注双液浆钻孔施工方法相同。灌砂采用干燥、干净的中粗砂，并进行清

10、筛，防止掺有杂物造成灌砂采用干燥、干净的中粗砂，并进行清筛，防止掺有杂物造成堵堵 管。管。一个桥墩内各注浆管内灌砂、注浆轮流进行，也可同时进行。一个桥墩内各注浆管内灌砂、注浆轮流进行，也可同时进行。灌砂时分几次进行，第一次灌砂高度约灌砂时分几次进行，第一次灌砂高度约4 45m5m，然后将注浆管插，然后将注浆管插入灌入灌 入的砂中一定深度，向砂中压入一定量的水泥浆。压浆后入的砂中一定深度，向砂中压入一定量的水泥浆。压浆后采用清水冲洗注浆管，防止水泥浆粘附在管壁上，影响下一次采用清水冲洗注浆管，防止水泥浆粘附在管壁上，影响下一次灌砂、注浆。灌砂、注浆。注入水泥浆初凝后，进行下一次灌砂、压浆，反注入

11、水泥浆初凝后，进行下一次灌砂、压浆，反复进行，直至灌满，使溶洞内充满砂浆。复进行，直至灌满，使溶洞内充满砂浆。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

12、，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 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、

13、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

14、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

15、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，

16、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）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 下沉钢护筒时，由大到小，分级逐次下沉进行。先钻大孔，下下沉钢护筒时，由大到小，分级逐次下沉进行。先钻大孔，下沉大护筒，再钻小孔、下沉小护筒。如果穿过沉大护筒，再钻小孔、下沉小护筒。如果穿过1 1层溶洞，就采用层溶洞，就采用1 1级钢护筒，每增加级钢护筒，每增加1 1层溶洞，就增加层溶洞，就增加1 1级钢护筒。护筒跟进法施级钢护