巖溶地質鉆孔樁作業(yè)指導書

巖溶地質鉆孔樁作業(yè)指導書1、適用范圍適用于鐵路段橋梁工程巖溶地質鉆孔樁基礎施工。2、作業(yè)準備2.1內業(yè)資料準備2.1.1設計圖紙已自審、會審和交底，操作人員已接受技術交底，有符合規(guī)范及施工要求的地質報告；2.1.2開工報告已經審批，用于工程的原材料已進場、檢驗合格。2.1.3技術人員已列出每個孔位的地質柱狀圖，包括溶洞大小、位置、填充情況、頂板厚度、是否存在易塌孔地層等。2.1.4結合地質鉆探資料，針對所施工的鉆孔樁已制定出相應的地表加固、溶洞處理方案、鉆孔方法。2.2外業(yè)資料準備2.2.1現(xiàn)場征地拆遷工作已完成，施工便道及臨時工程布置滿足施工要求。2.2.2施工圖現(xiàn)場核對已完成，滿足施工需要；既有架空電線、地下電纜、給排水管道已進行現(xiàn)場核對、遷改或采取保護措施。2.2.3橋梁棄渣場位置已選定，棄渣場防護施作完畢。2.2.4現(xiàn)場已經進行測量放樣，對工班長及作業(yè)人員進行交樁。2.2.5基礎施工所用的材料、機具已到位，滿足施工需要。2.2.6巖溶地層鉆孔前特殊準備工作1）準備足夠的碎石、袋裝水泥和黏土（黏土要做成泥磚）；按照設計地質揭示的溶洞層數(shù)、高度準備相適應的鋼護筒。2）機械設備應準備充分，包括單斗挖掘機、水泵等。3）泥漿池容量應考慮溶洞漏水補給要求。泥漿池、排水溝、施工場地應進行地表防水處理，防止地表水下滲地下。3、技術要求3.1設計提供的地質條件滿足施工需要。3.2原材料已進場檢驗合格，混凝土配合比以確定，混凝土強度滿足設計要求。3.3技術交底已交至作業(yè)工班，作業(yè)人員已熟練掌握作業(yè)內容；對作業(yè)人員已進行技術、安全教育培訓，考核合格；特殊工種經培訓、考核合格后持證上崗。4、施工程序與工藝流程4.1施工程序施工順序：巖溶地質鉆孔樁施工，同一墩臺中，不等長樁基礎按樁基長度，由長樁到短樁順序逐樁施工，施工程序為：現(xiàn)場核對→測量放樣→鉆機就位→材料準備→鉆進→回填或護筒跟進→鉆進→鋼筋籠吊裝→灌注水下混凝土。4.2工藝流程4.2.1填充壓實法4.2.2護筒跟進法施工準備施工準備小沖程沖擊小沖程沖擊小沖程沖擊小沖程沖擊回填下沉外層護筒至第一層溶洞頂板回填下沉外層護筒至第一層溶洞頂板反復沖擊鉆孔穿過第一層溶洞頂板反復沖擊鉆孔穿過第一層溶洞頂板鉆孔穿過第二層溶洞頂板鉆孔穿過第二層溶洞頂板正常鉆進正常鉆進外層護筒跟進下沉至第二層溶洞頂板外層護筒跟進下沉至第二層溶洞頂板下沉內層護筒至第二層溶洞頂板下沉內層護筒至第二層溶洞頂板鉆孔至設計巖層鉆孔至設計巖層成孔檢測、清孔成孔檢測、清孔5、施工要求5.1施工準備5.1.1鉆孔前技術人員應列出每個孔位的地質柱狀圖，包括溶洞大小、位置、填充情況、頂板厚度、是否存在易塌孔地層等。結合地質鉆探資料，為每根樁制定出相應的地表加固、溶洞處理方案、鉆孔方法。5.1.2巖溶地層鉆孔作業(yè)應采用沖擊鉆機。5.1.3鉆進過程中應符合以下規(guī)定1)巖溶地區(qū)鉆孔樁施工宜按照先長樁后短樁的順序進行。2)樁基施工過程中，根據(jù)施工情況繪制施工鉆孔柱狀圖，并核查設計鉆孔柱狀圖資料，如有不符應及時反饋設計單位以作處理。對于地質鉆孔深度未達到對應的樁基礎樁底以下8米的，為進一步查明樁基底下巖溶發(fā)育情況，在該樁施工至設計樁底標高后應進行超前鉆探，并確保樁底有6米安全底板厚度，方可進行樁身鋼筋籠安設和混凝土灌注。5.2填充壓實法當鉆進進入空洞、溶洞，且空洞范圍不大(從失漿量、失漿速度判斷)采用填充壓實的方法。5.2.1溶溝、溶槽、小溶洞采用拋填袋裝水泥、黏土、碎石等混合料進行堵塞。5.2.2經過預處理的溶洞在鉆至溶洞頂部1m左右時，改為小沖程緩慢將洞頂擊穿。5.2.3在擊穿無填充或半填充溶洞頂前，應密切注意護筒內泥漿面變化，若泥漿面下降，應迅速補漿補水；根據(jù)溶洞的大小按一定比例回填黏土、片石和水泥反復沖擊擠壓密實。當泥漿不再漏失后方可轉入正常鉆進。5.2.4填充物為軟弱黏性土或淤泥的一般溶洞向孔內投入一定比例的黏土、片石混合物，并反復沖擊形成護壁，鉆頭穿越溶洞時防止偏鉆。若發(fā)生偏鉆，應回填黏土和片石至偏孔位0.5m以上，重新鉆進。5.3護筒跟進鋼護筒跟進是在施鉆過程中將鋼護筒用震動打樁錘逐步下沉到需要保護孔壁的地層或巖石上。可用單程護筒跟進或雙層護筒跟進。單程跟進或者雙程跟進和跟進的深度應根據(jù)設計提供的孔位地質鉆探資料初步選定。單跟和雙跟所需的鉆頭大小和護筒大小不同，單跟較雙跟簡單。確定為單跟的孔位因各種原因造成不能成孔后改為雙跟更為復雜，因此在選定時要特別注意。5.3.1護筒跟進適用于發(fā)育規(guī)模大、層數(shù)多、溶洞內填充物性能差、存在暗河等特大型溶洞。5.3.2施工前應仔細核對地質資料，確定輔助護筒的深度和層數(shù)，并根據(jù)護筒的層數(shù)，確定每層鋼護筒的直徑。每層鋼護筒的直徑應最后一層輔助護筒為基準，最后一層輔助護筒的直徑應比設計樁徑大5—10cm順次每增加一層輔助護筒，其內徑宜比相鄰內層護筒外徑增大10—20cm。5.3.3輔助護筒的剛度應通過設計檢算，滿足輔助護筒在內外壓力差和振動下沉條件下不變形的要求。5.3.4護筒與巖層交界處的間隙必要時可澆筑適量的混凝土，使護筒和周邊巖層之間的間隙密實。5.3.5穿越溶洞過程中，若孔內發(fā)生漏水，泥漿不能正常循環(huán)時，采用掏渣筒輔助掏渣，反復沖擊，反復掏渣。5.3.6若溶洞內地下水是流動水，在溶洞擊穿后可預先灌入低標號混凝土，通過反復沖擊提高溶洞內填充物強度。5.3.7當溶洞為串珠狀布置或溶洞高度過大時可采用多層鋼護筒，直接使用鋼護筒穿過下層溶洞。5.4巖溶地質鉆孔樁清孔、吊裝鋼筋籠、水下混凝土灌注等施工工序參照一般地質地區(qū)《鉆孔樁施工作業(yè)指導》進行施工。6、勞動組織1）勞動力組織方式：采用架子隊組織模式。2）施工人員應結合工藝性試樁試驗確定的施工方案、機械、人員組合、工期要求進行合理配置。配備技術、質量、安全、試驗、材料、領工員、工班長各一人。作業(yè)人員包括鉆機司機、電焊工、普工等。7、材料要求現(xiàn)場必須配置足夠數(shù)量的片石、碎石、黏土、袋裝水泥及鋼護筒。8、設備機具配置施工應配備以下主要機具：1）沖擊鉆、泥漿泵、泥漿運輸車、挖掘機、裝載機等；2)勞保用品：安全帽、防護欄桿、工字鋼或鋼軌等；9、巖溶橋梁基礎施工可能出現(xiàn)的主要問題9.1斜孔、彎孔9.1.1發(fā)生原因：下伏基巖中石芽、溶溝、溶槽、溶蝕裂隙、溶洞等巖溶形態(tài)發(fā)育，或巖面坡度大。在施工沖擊成孔灌注樁時，施工人員為加快施工進度，加大沖擊速度，致使沖擊錘向巖土中軟弱方向滑移，形成斜孔。若在遇豎向型不規(guī)則洞隙的位置沖擊時，易沿洞隙發(fā)育位置形成彎孔，有時還產生卡錘事故。9.1.2預防措施：在對基巖沖擊時，Ａ．特別要注意場區(qū)各地段的基巖埋深，石芽、溶溝、溶槽、溶蝕裂隙、溶洞等發(fā)育特征；Ｂ．放慢沖擊速度，改變沖擊頻率，用低頻率低落距沖擊。9.1.3處理措施：孔口導向在表土層埋設長約3m的鋼護筒，起導向作用，也在一定程度上起防止孔口坍塌的作用?？刂茮_程和漿液比重。原則上對較軟的土用小的沖程和比重低的泥漿，對堅硬的巖土用大的沖程和粘度高的泥漿。具體地說，粘性土先用lm的小沖程，待進入2m后沖程加大至1～2m；砂土、碎石土用2～3m；初鉆入巖面時，低錘密擊，待全斷面入巖后，加大至3～4m，泥漿比重控制還起著防止塌孔的作用?；靥钣操|片石或塊石。當出現(xiàn)偏錘或卡鉆跡象時，回填石料，以求沖擊的作業(yè)面強度趨于均勻，且堅持采用低錘密擊的作業(yè)方式，可減少或防止偏錘、孔斜、卡鉆事故發(fā)生。對單個石芽或孤石，用爆破或者高低沖程交替沖擊，將石芽或孤石擊碎或擠入孔壁；對溶溝、溶槽，向樁孔內拋填塊石、片石，填入的塊石、片石應高于傾斜面0.5以上，用低沖程沖擊，將塊石、片石擠入溶溝、溶槽內，沖擊錘全斷面進入巖體后，再進行正常沖擊。如仍末能糾正斜孔、彎孔，用低標號混凝土灌填，待混凝土達到一定強度后，再進行沖擊，直到孔位糾正為止。9.2埋錘、卡錘、掉錘9.2.1發(fā)生原因：上覆土層普遍分布有礫砂層，下伏基巖巖溶洞隙強烈發(fā)育；砂礫層受沖擊振動影響，易產生塌孔，導致埋錘事故；或沖擊錘進入巖溶洞隙中，特別是豎向型巖溶洞隙中，洞隙較大，沖擊錘傾倒；上部巖溶發(fā)育地段受沖擊振動掉塊或掉入異物卡住沖擊錘；或由于泥漿濃度高，沖擊過程中產生梅花孔造成卡錘事故等，致使沖擊錘不能上提。掉錘：沖擊錘的鋼絲繩陳舊、連接處松弛，轉向環(huán)、轉向套等焊接處斷裂，造成沖擊錘掉入樁孔內。9.2.2預防措施：A、應根據(jù)地層情況，控制沖程，沖擊速度；B、嚴格按規(guī)范控制泥漿濃度，避免塌孔；C、進入巖溶洞隙后，投入塊石，碎石，粘土，然后密擊沖擊，使洞隙填滿，可以采用低標號混凝土灌填，待混凝土達到一定強度后，再進行沖擊成孔；D、經常檢查鋼絲繩及連接裝置。9.2.3處理措施：A、埋錘、卡錘、掉錘后應及時摸清情況，不宜強行提拔，以避免發(fā)生塌孔埋沒沖擊錘事故；B、若被沉淀物或塌孔土石埋住應首先清孔，若在礫砂層中發(fā)生卡錘，可用沖、吸的方法將沖擊錘周圍的沖渣松動后提出；C、因梅花孔卡錘，則可松動鋼絲繩，使沖擊錘轉變角度；或把防水炸藥(少于1公斤)沿沖擊錘滑槽放入錘底，然后引爆，震松卡錘；D、對嚴重的塌孔埋錘、卡錘，可采用比原直徑大的沖擊錘將塌落在原錘上的土、石清除掉，接觸原錘后，再用比原錘直徑大的空心錘沖擊至原錘底部使原錘與孔壁分離；E、打撈過程中要繼續(xù)攪拌泥漿，以防止泥漿沉淀埋錘；F、若沖擊錘仍不能打撈，將造成孔樁報廢，可以經設計變更。9.3塌孔施工過程中，塌孔易使樁孔報廢，給施工帶來更大的困難。9.3.1產生的原因：A、在飽和粘性土及礫砂層中沖擊時，泥漿比重不夠，泥漿質量達不到要求，不能保證孔壁穩(wěn)定性；B、孔內水頭高度不夠或存在承壓水，形成靜水壓力；C、在對巖石的沖擊過程中突遇巖溶洞隙，溶溝，溶槽，非填充性土洞，造成孔內泥漿突然漏失；D、沖擊錘撞擊孔壁或鋼筋籠下放時撞擊孔壁；E、由于掏渣后，末及時補充泥漿，孔內水流失等而造成孔內水頭高度不夠。9.3.2預防措施：A、根據(jù)不同地層，選配相應的泥漿；B、嚴格按規(guī)范及相關工藝要求進行施工，并經常注意孔內泥漿高度，并監(jiān)控泥漿質量。C、儲備可供裝載機自由鏟用、數(shù)量足夠粘土和片石；D、每臺樁機的泥漿池要制備不少于10m3的備用泥漿。同時鉆進過程中確保泥漿泵的使用正常。E、對個別難于處理的孔位，可采用埋置深護筒(約7～8m粘土層)的辦法處理，防止上部反復塌孔。因裂隙或泥漿置換后而少量漏漿的，采用拋填袋裝水泥，用沖錘小沖程反復沖搗的辦法。F、若沒有停鉆，留守人員要密切注意孔內情況，并配備裝載機1臺。一旦遇到溶洞，孔內泥漿水位迅速下降，應立即補充大量泥漿以保持孔內水位，防止塌孔、埋鉆頭事故發(fā)生，并投放片石和粘土，用沖錘小沖程慢慢沖擠形成人造孔壁。進入巖層后，應繼續(xù)注意觀察，防止人造孔壁不堅，倒塌時補救不及。當出現(xiàn)一根樁碰到一連串溶洞時，要求在溶洞間的巖層用沖錘小沖程沖進。9.3.3處理措施：A、在飽和粘性土、砂礫層中沖擊時，應控制沖擊速度，選用較大比重、粘度、膠體率的泥漿?；蛲度胝惩翂K、塊石、卵石，低錘沖擊，使泥漿濃度增大，將塊石、片石擠入孔壁增強護壁強度；B、若孔口坍塌時，應立即拆除護筒并回填樁孔，重新埋設；若發(fā)生孔內坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘土到塌孔位置以上1～2m，如果塌孔嚴重，應全部回填至孔口，再重新沖擊；C、吊入鋼筋籠時應對準孔心豎直插入；D、清孔時應保證孔內水頭高度，并保證泥漿質量，清孔完成后，應立即進行下道工序；E、嚴格控制沖程高度和清除孔內石芽或孤石時的炸藥用量。9.4樁身縮徑與擴徑9.4.1產生原因：縮徑是指樁孔直徑在一定范圍內變小，擴徑是指樁孔直徑在一定范圍內變大，擴徑對樁的使用性能沒有太大的影響，如無特殊要求，可不處理，但造成混凝土充盈系數(shù)加大，增大投資。縮徑使樁的承載力降低，嚴重的必須進行處理。9.4.2預防措施：A、根據(jù)地層情況，隨時調整泥漿質量；B、在飽和粘性土及礫砂層中控制沖擊進尺速度及沖程大?。籆、隨時校正沖擊錘錘頭有效直徑。9.4.3處理措施：在沖擊此類巖土地層時，A、應在孔內拋填純粘土塊和片石反復沖擊造壁，穩(wěn)定孔壁。B、始終保持泥漿濃度和足夠的孔內泥漿面，確?？變饶酀{對孔壁有足夠的壓力。C、成孔后應盡快清孔和灌注水下混凝土，減少孔壁在低濃度泥漿中浸泡的時間。D、隨時校正沖擊錘錘頭有效直徑。并檢查錘頭焊接的合金塊是否松動，發(fā)現(xiàn)問題，應及時補焊，避免產生達不到設計樁徑或掉落合金塊而影響沖擊進尺。9.5斷樁、夾泥、離析、蜂窩、樁頭松散沖擊成孔樁的灌注，是采用水下灌注土藝，由下而上連續(xù)灌注，灌注時借助導管內混凝土柱的高度形成的壓力，將混凝土壓出管外，排擠泥水而充滿樁孔，借助混凝土自重壓力而進行搗實。在施工過程中易出現(xiàn)樁身斷樁、夾泥、離析、蜂窩、樁頭松散等質量事故。因此，要求混凝土和易性好，流動性大，所以嚴格按水下混凝土配合比配料，并準確控制加水量。開始灌注時，第一槽混凝土應在儲備充足后方可進行灌注，以保證混凝土把管口埋住，避免泥漿回灌，否則，樁底與基巖膠結差，產生離析、蜂窩。整個灌注過程中，必須在此期間仍維持沖擊時的孔內水頭及泥漿濃度，以免發(fā)生塌孔，導管在提升過程中不能超出混凝土面，應始終保持導管埋入混凝土中1.0～2.0m以上，以保證混凝土連續(xù)排擠泥漿，否則泥漿混入混凝土就形成了斷樁、夾泥的質量事故。在有較大巖溶洞隙的樁孔中，在澆灌混凝土時，應注意導管埋入混凝土的長度應大于3.0m以上，并隨時測量樁孔內混凝土面的高低，避免混凝土在巖溶洞隙內流失或坍落的過程中產生斷樁事故。10、巖溶橋梁基礎施工注意事項10.1進行必要的水文、工程地質調查，研究墩臺處巖溶發(fā)育情況，根據(jù)不同的地質條件遵循相應的處理原則，做好溶洞處理的準備工作，在施工中不可盲目完全依賴地質資料。10.2每個墩臺只用一臺鉆機施工如果在施工中發(fā)生坍孔事故，這些樁孔可能要報廢回填重鉆，損失很大，又延誤工期。主要原因是為了縮短工期加快進度，在每個墩臺用兩臺鉆機同時施工，由于樁孔設計間距在同一個墩臺都很近，很難避免相互間不發(fā)生震動影響，這種強烈的打樁震動，對本來就很薄弱的溶洞范圍的泥漿護壁，是一個很不利的破壞因素。10.3合理規(guī)定施工順序先安排外圍樁而后中間樁，先安排含有較深、較大、較多溶洞的樁孔施工。先外后內，小洞處先開孔，長樁處先開孔，樁位之間交又開孔，步步包圍，隔開和封閉的原則。在巖溶發(fā)育的地區(qū)，鉆孔樁在同一個墩臺內，每根樁因所含巖溶程度不同，其樁長往往十分懸殊。要先施工基巖面較低、樁較長的樁。如先施工較短的樁，再施工較長樁時，一旦發(fā)生塌孔，容易使已完成的較淺樁周圍土層松動，樁底巖面變動，造成樁體沉陷報廢或降低承載力。如果鉆孔施工順序安排不當，將極易發(fā)生坍孔、斷樁等事故。橋墩巖溶復雜，溶洞變化很大，而且可能有溶洞使樁孔相互間連通。因此很難避免地下的相互干擾和影響。施工宜根據(jù)所含溶洞的情況，由深到淺、由多到少、由大到小的原則安排鉆孔樁的鉆孔順序。10.4應重視溶洞的樁孔護壁方法按照常規(guī)，樁孔護壁方法是采用粘土泥漿護壁，如果溶洞較大也可采用“草袋粘土包”拋填的方法進行護壁。施工中，凡溶洞大小超過lm、埋藏深度超過5m的溶洞地段，樁孔護壁應改用片石與粘土混填的方法，向溶洞地段大量拋填片石和干粘土。10.5沉渣是樁基土程嚴格控制指標之一，樁底沉渣的厚度，直接關系到樁基沉降量大小的問題，而且影響混凝土與樁底膠結程度，必須對孔內沖渣進行清除。樁基成孔后清孔過程中，既要注意清孔的質量，保證孔底沉渣厚度在設計允許范圍之內，又要及時灌筑混凝土，以防在換漿清孔過程中溶洞內的填充物再次涌入孔內。10.6在