大旺大桥岩溶区桩基施工方案

1、大旺大桥岩溶地质桩基施工方案一、概述大旺大桥起止里程为K5+417.48K6+413.03，桥梁全长995.5m。分左右两幅，单幅为9联36跨，其中第一联与第八联为预应力现浇连续箱梁，分别跨越大旺大道及龙王庙排洪渠，其余部分为预制预应力混凝土小箱梁。基础为钻孔灌注桩基础，共161根，其中存在溶洞的桩基共21根。根据设计地质勘察报告，大旺大桥岩溶地质桩基溶洞形式分单洞和串珠洞形式，洞高在11m至21m，溶洞内部大多数存在粘性土填充，但强度低。特别是17-4，20-2,20-4三处桩基底部溶洞高度较大，溶洞顶板厚度小，易引发覆盖层坍塌造成施工安全事故， 在桩基成孔施工前必须进行溶洞预处理施工。为了

2、确保本标段桩基施工顺利进行，对施工过程中可能影响桩基施工的质量、安全和进度的各种因素制定应急预案，并编制岩溶区桩基施工方案，为全面展开大旺大桥岩溶地质桩基施工，确保桩基施工的顺利进行，确保桩基施工的质量和安全，为缩短项目总工期创造条件。二、施工方法依据设计勘察资料及施工特点，桩基溶洞多数存在填充物等条件，本标段桩基溶洞处理方法溶洞处理方法主要为：1、回填片石和粘土反复冲钻，根据洞深情况采用适当深度的护筒。2、高压灌注水泥浆处理；具体处理方法如下表：序号桩基编号溶洞1溶洞2溶洞3处置方案桩基钢护筒埋深(m)洞高(m)埋深(m)洞高(m)埋深(m)洞高(m)直径(cm)规格(mm)长度(m)重量(

3、Kg)19-237.14.7回填片石和粘土150正常桩顶护筒211-225.46.8回填片石和粘土150D1700x10186659 312-427.51回填片石和粘土150正常桩顶护筒413-218.71.5回填片石和粘土150514-419.61.5回填片石和粘土150617-122.850.624.10.6回填片石和粘土150717-435.521.758.12.4高压旋喷水泥浆处理150818-244.55.3回填片石和粘土150D1700x10123995 918-142.56回填片石和粘土150正常桩顶护筒1018-351.12.1回填片石和粘土1501118-446.40.2回填

4、片石和粘土1501219-342.80.544.52.7回填片石和粘土1501319-4305.737.89.7回填片石和粘土150D1700x10103107 1420-244.218.96高压旋喷水泥浆处理150正常桩顶护筒1520-115.752.423.156.7634.617.05回填片石和粘土150D1700x10144883 1620-342.475.78回填片石和粘土150D1700x10144883 1720-440.814.1高压旋喷水泥浆处理150正常桩顶护筒1821-341.045.2回填片石和粘土150D1700x10103107 1921-439.167.14回填片

5、石和粘土150D1700x10103107 2026-128.52回填片石和粘土150正常桩顶护筒2126-3282.232.20.9回填片石和粘土150溶洞处理方法一览表上表中桩基编号表示为“桥墩号-桩基号”，如“9-2”表示为9号墩，面对前进方向从左向右第2号桩基；钢护筒的直径按设计直径增加20cm考虑；片石与粘土按1:1回填；17-4、20-2、20-4三处桩基，需对每根桩基桩底进行旋喷处理；表中钢护筒长度均系自桩顶起算。三、施工方案1、施工准备工作（1）详细阅读地质勘察资料，掌握溶洞出现的位置，范围大小。（2）对不同的溶洞进行分析研究，制定适当的施工方案和施工技术保障措施。（3）每个孔

6、位的地质柱状图和施工方案都单独列出，发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案、（4）备足成孔用水、粘土、片石等必备材料，确保溶洞钻穿时迅速补水、补浆，预防坍孔，并及时抛填粘土、片石，以恢复正常钻孔作业。根据设计图纸，大旺大桥溶洞处理所需片石1140m³、粘土1140m³。具体如下表：溶洞处理回填数量表序号桩基编号回填方量序号桩基编号回填方量片石(m3)粘土(m3)片石(m3)粘土(m3)19-246.8 46.8 1219-317.817.8211-2103.2103.21319-4305.8305.8312-43.

7、63.61420-2413-26.36.31520-1227.2227.2514-46.36.31620-372.372.3617-13.73.71720-4717-41821-357.757.7818-260.160.11921-4115.2115.2918-178.378.32026-19.99.91018-310.710.72126-314.614.61118-40.50.5合计11401140（5）备齐处理施工故障的备用机具设备，如打捞、急救以及不同性能的其他钻机、钻具等。（6）钻孔前先对场地进行平整，清除杂物，再进行桩基定位放样。2、一般溶洞施工方法根据地质勘探资料及设计图纸，大旺大

8、桥以下18根桩基的溶洞类型及处理方法具体如下：（1）、9-2桩基施工方法、桩基长44m，桩径1.5m，溶洞埋深37.1m，洞高4.7m，洞内有填充物。9-2桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各30m³，施工过程中预计不足时及时补充。（2）、11-2桩基施工方法、桩基长36m，桩径1.5m，溶洞埋深25.4m，洞高6.8m，洞内有填充物。11-2桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各62m³，施工过程中预计不足时及时补充。、此桩基施工时需埋设长护筒，护筒长

9、度18m（自桩顶起算），采用250吨液压振动锤振打。（3）、12-4桩基施工方法、桩基长31m，桩径1.5m，溶洞埋深27.5m，洞高1m，洞内有填充物。12-4桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各3.6m³，施工过程中预计不足时及时补充。（4）、13-2桩基施工方法、桩基长24m，桩径1.5m，溶洞埋深18.7m，洞高1.5m，洞内有填充物。13-2桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各6.3m³，施工过程中预计不足时及时补充。（5）、14-4桩基施工

10、方法、桩基长24m，桩径1.5m，溶洞埋深19.6m，洞高1.5m，洞内有填充物。14-4桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各6.3m³，施工过程中预计不足时及时补充。（6）、17-1桩基施工方法、桩基长28m，桩径1.5m，溶洞为串珠型，埋深分别为22.85m和24.1m，洞高均为0.6m，洞内有填充物。17-1桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各3.7m³，施工过程中预计不足时及时补充。（7）、18-1、18-2、18-3、18-4桩基施工方法、1

11、8-1桩基长52m，桩径1.5m，溶洞埋深为42.5m，洞高为6m，洞内有填充物。18-2桩基长52m，桩径1.5m，溶洞埋深为44.5m，洞高为5.3m，洞内有填充物。18-3桩基长52m，桩径1.5m，溶洞埋深为51.1m，洞高为2.1m，洞内有填充物。18-4桩基长52m，桩径1.5m，溶洞埋深为46.4m，洞高为0.2m，洞内有填充物。、18-1、18-2、18-3、18-4桩基溶洞均采用回填片石及粘土方法处理。、18-1桩基溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各50m³。18-2桩基溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各36m³。18-3桩基溶洞处理所

12、需片石、粘土在施工平台上预先储备各10.7m³，。18-4桩基溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各0.5m³。施工过程中预计不足时及时补充。、18-2桩基施工时需埋设长护筒，护筒长度12m（自桩顶起算），采用250吨液压振动锤振打。18#墩桩基地质柱状图（8）、19-3桩基施工方法、桩基长50m，桩径1.5m，溶洞为串珠型，埋深分别为42.8m和44.5m，洞高分别为0.5m和2.7m，洞内有填充物。19-3桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各17.8m³，施工过程中预计不足时及时补充。（9）、

13、19-4桩基施工方法、桩基长50m，桩径1.5m，溶洞为串珠型，埋深分别为30m和37.8m，洞高分别为5.7m和9.7m，洞内有填充物。19-4桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各185m³，施工过程中预计不足时及时补充。、此桩基施工时需埋设长护筒，护筒长度10m（自桩顶起算），采用250吨液压振动锤振打。（10）、20-1桩基施工方法、桩基长46m，桩径1.5m，溶洞为串珠型，埋深分别为15.75m、23.15m和34.61m，洞高分别为2.4m、6.76m和7.05m，洞内有填充物。20-1桩基地质柱状图、桩基溶洞采

14、用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各136m³，施工过程中预计不足时及时补充。、此桩基施工时需埋设长护筒，护筒长度14m（自桩顶起算），采用250吨液压振动锤振打。（11）、20-3桩基施工方法、桩基长51m，桩径1.5m，溶洞埋深42.47m，洞高5.78m，洞内有填充物。20-3桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各45m³，施工过程中预计不足时及时补充。、此桩基施工时需埋设长护筒，护筒长度14m（自桩顶起算），采用250吨液压振动锤振打。（12）、21-3桩基施工方法、桩基

15、长50m，桩径1.5m，溶洞埋深41.04m，洞高5.2m，洞内有填充物。21-3桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各35m³，施工过程中预计不足时及时补充。、此桩基施工时需埋设长护筒，护筒长度10m（自桩顶起算），采用250吨液压振动锤振打。（13）、21-4桩基施工方法、桩基长50m，桩径1.5m，溶洞埋深39.16m，洞高7.14m，洞内有填充物。21-4桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各70m³，施工过程中预计不足时及时补充。、此桩基施工时需

16、埋设长护筒，护筒长度10m（自桩顶起算），采用250吨液压振动锤振打。（14）、26-1桩基施工方法、桩基长35m，桩径1.5m，溶洞埋深28.5m，洞高2m，洞内有填充物。26-1桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各9.9m³，施工过程中预计不足时及时补充。（15）、26-3桩基施工方法、桩基长37m，桩径1.5m，溶洞为串珠型，埋深分别为28m和32.2m，洞高分别为2.2m和0.9m，洞内有填充物。26-3桩基地质柱状图、桩基溶洞采用回填片石及粘土方法处理。、溶洞处理所需片石、粘土在施工平台上预先储备各14.6m&#

17、179;，施工过程中预计不足时及时补充。（16）、针对以上18根桩基地质情况及工程特点制定以下施工方案钻孔施工采用冲击钻机成孔工艺。钻机就位前需进行各项检查工作，包括轨道的稳定、主要机具的检查与安装、配套设备的就位及水电的供应等。钻机就位时需安装平稳、定位准确。特别应注意应垫平冲机和固定滚筒。钻机支撑点须远离桩位，支点距离应根据可能造成坍塌范围进行估算，严禁将钻机直接支撑在孔口，同时钻机应用“八”字揽风绳栓拉。钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移或沉陷。冲孔施工应严格按照以下几点施行：、钻机开孔必须准确，且应慢速进行，冲击钻需用小冲程开孔，当护筒内深度达到全冲程后方可正常冲进。冲进过

18、程中应经常掏取渣样，及时判明土层，且根据土层性质采用适当的冲程和泥浆浓度。通过护筒脚时应慢速冲进，当护筒脚为软弱土层时尤其应注意孔壁的稳定，防止漏浆及塌孔等现象。在施工的任何时候均应保持孔内有2m左右的水头高度以防塌孔。冲孔作业需分班连续进行，及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待冲进情况及下一班应注意情况。在成孔过程中要时常对冲机各部的运转情况进行观察，及时消除一切可能出现的事故萌芽，以保证整个冲孔过程顺利。经常检查冲锤中吊环的牢固状况，防止掉锤现象发生。在成孔过程中应全程对比该孔深岩性与地质钻探资料的一致性,做到不同地层的钻进有不同的相应的施工控制措施和准备，及时捞取碴样，编号并保存。、不同

19、地层成孔施工泥浆控制指标：粉砂及细、中粗砂层泥浆相对密度控制在1.31.5，粘度控制在1928 Pa.s，含砂控制在8%12%。泥皮厚3mm/30min。卵石层、碎卵石层泥浆相对密度控制在1.31.5；粘度控制在1928 Pa.s，含砂控制在4%8%。泥皮厚3mm/30min。基岩泥浆相对密度控制在1.21.4；粘度控制在1928 Pa.s，含砂控制在4%以内。泥皮厚3mm/30min。、成孔过程中冲程的控制：冲程大小和泥浆稠度可按通过的土层情况掌握。当通过护筒脚和砂、砂砾石或含砂量较大的卵石层时，宜采用12m的中小冲程，并调整泥浆浓度，反复冲击使孔壁坚实，防止坍孔。当通过基岩之类土层时，可采

20、用23m的大冲程，使基岩破碎。入岩后每隔50cm要捞取一次岩样，以小塑料袋装起，贴好标签进行密封，标签要标好捞取时间、孔内进尺、岩样风化程度、岩层标高等。在任何情况下，最大冲程不宜超过6m，防止卡钻、冲坏孔壁或使孔壁不圆。为正确提升钻锥的冲程，宜在钢丝绳上涂红油漆作为长度标志，防止冲程过大而造成断绳。因其它原因停钻，钻头不得停留在孔底，必须提升到泥浆面以上；再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。、当钻至溶洞顶0.5m左右时，首先准备足够的小片石（直径10-20cm），粘土、工人、片石运输机械、足够多的泥浆及注浆机械，粘土要做成泥球（15-20cm），对于半填充和无填充的溶洞要组织足

21、够的水源，其次在0.5-1m范围内缩小冲程，逐渐将洞顶击穿，以防卡钻。、根据钻孔的进尺情况，在击穿洞顶之前，要有专人观测护筒内泥浆面的变化，一旦泥浆面下降，应迅速补水，击穿洞顶后，在溶洞内钻进时，根据填充物的不同，要采取不同的钻进方法。当充填物为软弱黏性土或淤泥时，应向孔内投入粘土、片石混合物（比例1：1），冲砸固壁，当为砂层，卵石层时还应提高泥浆的粘度的粘度和相对密度。只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复钻孔顺利穿过溶洞，并使溶洞四周产生足够强度的” 石壁” 以便钻孔桩的混凝土浇注。、对小型或多层溶洞，为防止其不与相邻孔窜孔或成孔后有孔型有葫芦状，必要时可灌注低标号砼进行填充

22、，等强度合格后再钻进。、钻孔达到设计标高并清孔后，对孔径、孔深、孔形、竖直高和孔底地质是否与设计相符合，孔底泥浆沉淀厚度等进行检查，经监理工程师检查合格后，进行清孔。3、大型溶洞预处理施工方法（高压旋喷水泥浆处理）根据设计钻探资料，17-4，20-2,20-4三处桩基底部溶洞高度较大，溶洞顶板厚度小，上层为不稳定的中风化灰岩，在成孔过程中容易引发覆盖层坍塌造成施工安全事故，因此，应对溶洞选择采用高压旋喷水泥浆进行处理填充溶洞空洞，并加固洞内填充物。（1）、17-4桩基施工方法、桩基长29m，桩径1.5m，溶洞为串珠型，埋深分别为35.5m和58.1m，洞高分别为21.7m和2.4m，洞内有填充

23、物。17-4桩基地质柱状图、桩基溶洞采用高压旋喷水泥浆方法处理。、溶洞处理所需水泥在施工平台上预先储备各60T， 施工过程中预计不足时及时补充。（2）、20-2桩基施工方法、桩基长30m，桩径1.5m，溶洞埋深44.2m，洞高18.96m，洞内有填充物。20-2桩基地质柱状图、桩基溶洞采用高压旋喷水泥浆方法处理。、溶洞处理所需水泥在施工平台上预先储备各50T，施工过程中预计不足时及时补充。（3）、20-4桩基施工方法、桩基长30m，桩径1.5m，溶洞埋深40.8m，洞高14.1m，洞内有填充物。20-4桩基地质柱状图、桩基溶洞采用高压旋喷水泥浆方法处理。、溶洞处理所需水泥在施工平台上预先储备各

24、40T，施工过程中预计不足时及时补充。（4）施工工艺流程高压旋喷施工工艺流程（5）施工工艺准备工作a、钻机钻具旋喷桩钻机、打桩机、高压泵、浆液搅拌器、排污泵等设备。b、注浆材料施工配合比及其他参数旋喷桩采用P.O32.5水泥，水灰比1：1，施工用水就进取河水，水泥用量初步试选用3种（220Kg/m，290Kg/m，360Kg/m），具体选用视质量进行确定，喷浆压力为10-25Mpa，喷嘴数量为1个（2.8mm-3.0mm），旋转速度为18-22r/min，提升速度以10cm/min进行考虑，浆液在开始旋喷1h以内配制。c、旋喷范围旋喷范围为桩底穿过溶洞底板以下1米位置处开始旋喷。d、测量控制根

25、据桩基结构设计尺寸，旋喷桩与钻孔桩、主体结构的相对位置，施工误差，计算出钻孔桩中心坐标。根据旋喷桩坐标和已知控制点，利用全站仪测量放样。并布设好护桩。旋喷桩施工前，首先测出平台面标高，钻到设计标高后通过钻杆长度，测量旋喷桩长度，保证旋喷桩长度达到设计要求。、布孔沿桩基护筒内侧30cm范围均布3孔作为喷浆孔，同时也作为溶洞灌浆孔，灌水泥浆完成后再采用3个孔作为检验孔，检验效果，若处理效果不佳，则从检验孔进一步压浆。溶洞喷浆孔布置图、钻机就位采用XY-150型地质钻机进行，按设计注浆孔位置将钻机准确就位，共布置1台钻机。、钻孔采用XY-150型地质钻机进行，146mm地质钢套管护孔跟进，127mm

26、钻具成孔，基岩钻孔孔径为110mm，孔深钻至溶洞底板一下1.00m。、喷浆利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴（单喷嘴）置入地层溶洞底板以下1m位置，利用高压泵把水泥浆以1025MPa的高压从喷嘴中喷射出去形成高压喷射流，冲击松散填充物，同时借助注浆管的旋转和提升，使浆液与从土体崩落（切割）下来的土粒、砂粒搅拌混合，经凝固后，便在岩土体中形成水泥、砂、土体混合的一定强度的固结体。施工泵压力：2025MPa；流量：6070L/min；提升速度：510cm/min；旋转速度：510r/min；反复喷射23次。喷射段为溶度底板下延1.00m溶洞内填充物顶面以上1.00m。高压旋喷水泥浆材料采用3

27、2.5R水泥、水按比例配制，水灰比1.0。高压旋喷过程示意图高压旋喷施工机具布置示意图、压浆压水泥浆时利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴（单喷嘴）置入土层设计预定深度后，利用高压泥浆泵把浆液以1025MPa的高压从喷嘴中喷射出去形成高压喷射流，冲击破坏岩土体，同时借助注浆管的旋转和提升，使浆液与从土体崩落（切割）下来的土粒、砂粒搅拌混合，经凝固后，便在岩土体中形成水泥、砂、土体混合的一定强度的固结体。（6）、第一次清孔采用掏渣法进行清孔，要求用手摸泥浆无2-3mm大的颗粒为止，并使泥浆的相对密度减小到1.10-1.20。降低相对密度的方法是在掏渣后用一根水管插到孔底注入高压水，使水流将泥

28、浆冲稀，泥浆相对密度逐渐降低达到所要求的清孔标准后，即可停止清孔。（7）、钢筋笼制作与安装钢筋笼吊放应及时迅速尽量减少街头，一面耽误时间造成塌孔等事故（溶洞处的“石壁”强度相对软弱，容易漏浆进而形成塌孔等事故）。（8）、第二次清孔由于在下钢筋笼和导管的过程中，沉淀厚度可能会增大，因此必须采取二次清孔。具体方法是以导管作为吸泥泵的吸浆管进行抽浆法清孔。（9）、水下混凝土的灌注做好浇注前的准备工作，防止断桩钢筋笼上浮等即可。四、成孔过程应急预案1、漏浆本项目桥位区溶洞发育强烈，在桩基成孔施工至溶洞区时，容易出现孔内泥浆面的突降。为防止漏浆造成塌孔的严重后果，在成孔施工前应在桩基旁堆满部分袋装黄泥，

29、同时在其附近准备一个装满水的大水箱，如遇漏浆，及时将阀门打开往孔内加水保持孔内水头，迅速将桩基旁的袋装黄泥抛入孔内，与此同时继续往墩位补充泥包和黄泥。待孔内水位不再下降时，在不进行泥浆循环情况下进行小冲程冲进，冲过这一标高约50cm时再循环泥浆正常冲进。2、坍孔在岩溶区钻进时，应控制进尺进度，成孔时及时投入粘土和片石，低冲程锤击，使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。如果发生孔内坍塌，应先判明坍塌位置，确保平台的安全稳定性未受到影响后再回填砂和粘质土（或沙砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。若发现平台在塌孔时受到影响，应立即停止作业，撤离人

30、员并切断电源，等待进一步研究处理方案。五、现场组织机构1、项目组织机构现场组织机构图技术员史佳佳现场负责人：谢衍柱质检负责人王志宏技术负责人 张盛鹏安全负责人张博环保负责人龙秀槐试验员刘禹钻机施工张治平钢筋加工刘利平砼浇筑罗海明辅 助刘志闯安全员卜红旗2、劳动力资源配置序号名称人数备注1现场管理人员12一线管理人员2冲击钻作业队8包括预处理3桩基成孔专业队5包括浇注砼4机械修理班25拌和站班 86测量组38试验室29电工班1人数合计413、施工机械设备序 号项目类 型单位数量备注1挖掘机PC220-6台2开挖土方临时调配2装载机ZL50C台1临时调配3自卸汽车斯太尔台3临时调配4冲击反循环钻C

31、JF15台4桩基施工5旋喷桩钻机XY-150台1溶洞处理6砼搅拌运输车PY5311辆47电焊机31.5KW台2钢筋制作8切断机台1钢筋制作9弯曲机台2钢筋制作10抽水泵台211搅拌机强制式台150型1台12振捣器台313汽车吊QY80、80T台114柴油发电机300KW台1应急供电六、施工安全保证措施1、安全保证体系为保证本工程安全目标实现，建立系统完善的安全保证体系。安全生产保证体系图安全生产保证体系检查保证思想保证项目部每月一次检查队每周一次检查按照规定提取安全风险抵押金其它经济奖惩逐级签订包保责任状定期检查工班每天一次检查班组每工序检查对安全隐患逐一落实解决项目部安全领导小组安全环保部专职安全员队安全领导小组兼职安全员班组长开展安全活动普及教育专业教育特殊工种教育强化安全意识，增强预防能力安全生产组织保证不定期检查经济兑现经济保证2、安全保证领导小组项目部设置工程技术部、安全质量部、物资设备部、计划合同部、财务部、综合