1、#立交橋Z4、Z5橋墩樁基旋挖鉆鉆孔溶洞和塌孔處理專項施工方案一、背景資料1.1 設計簡介本項目為#市#區#隧道至#大道和#的橋梁工程，共分A、B、DZ線橋，其中A線預留接口，暫不實施。Z線跨越#秋道至#可南岸后下地，B線橋從隧道出口右轉彎進入#秋道,D線橋為#右轉跨#河進入#大道匝道。Z線橋從隧道出口至#,橋面寬16.0米，全長226.68米，分為四聯。第一聯為20米鋼筋混凝土簡支梁，第二聯為16米鋼筋混凝土簡支梁，第三聯為33米+47米+35米鋼箱梁，第四聯為33.5米+37米預應力鋼筋混凝土箱梁。在主線KZ0+533.9KZ0+626.1段內，有Z4-1、Z4-2、Z5-1、Z5-2共4

2、根樁基，樁徑2ml,設計樁長2233簿計算孔深2536m1.2自然條件1.1.1 地域條件場地正北面為貴惠路，西側為#小區和黔光鋁制品廠，東側為待拆住宅樓，南臨#河。整體相對平整。見附圖。1.1.2 地質條件（一）巖性根據現場地質勘探成果，區內地層為：雜填土，雜色，含植物根系及少量有機質，結構松散，厚0.53.01m不等，厚薄不均勻，分布廣泛，平均厚度為2.07m。粘土層，褐黃，可塑，粘性較好，局部夾少量風化碎屑。廣泛分布在場地內，但分布厚度極不均勻，局部溶槽或溶隙內厚度較大，厚度3.859.3m不等，厚薄不均，平均厚度為6.65m。中風化白云巖，灰白，深灰色，薄層狀構造，埋深9.3616.1

3、7不等，厚薄不均，平均埋深為12.13m,偶夾泥巖，局部見少量方解石脈，節理裂隙較發育，巖體較破碎，巖心多呈沙狀，碎塊狀，柱狀。詳見附鉆孔柱狀圖。（二）地下水該場地裂隙縱橫、巖體破碎、巖溶發育、地下水豐富。樁孔開挖之初，地下水即通過基巖構造裂隙、風化裂隙、溶蝕裂隙、溶洞集積于此。施工部位瀕臨#河，場地高程1060.1m，精選范本,供參考！#可高程1051.3,水深以1m計，樁孔下挖7.8m即與#河面持平。當下挖到約7.8m深以后，即處于#河面以下，#河水將通過基巖的溶洞、裂隙通道涌入樁孔。（三）巖溶發育特征巖體中巖溶發育，其巖溶形態以溶溝、溶槽、裂隙為主。溶蝕裂隙發育極不均勻，無明顯的規律性。

4、場地巖溶中等發育，場地有遭受巖溶塌陷的可能性。綜上所述，本項目區工程地質條件為中等復雜類型。二、地層狀況分析地勘單位對Z4樁基巖做了10個勘探孔，Z5基巖做了10個勘探孔。由勘探資料，雜填土厚度0.43.01m,平均2.07m。粘土厚度4.759.3m,平均6.65m；粘土埋深6.510.4m,平均8.11m。風化巖埋深9.3616.17m,平均12.13m。如下表：表1雜填土、粘土埋深表（m孔號雜填土厚度粘土埋深粘土厚度風化巖埋深Z4-11.110.49.312.6Z4-1+10.56.5611Z4-1+21.586.511.17Z4-1+31.810.28.411.6Z4-1+428.56

5、.510.3Z4-226.724.7213.8Z4-2+136.833.8316.17Z4-2+22.88.385.5810.71Z4-2+337.754.7514.58Z4-2+43.017.864.859.36平均2.078.116.6512.13Z4樁基巖溶洞6處,層厚0.33.36m,平均1.08m；層底深10.2933.5m。裂隙3處,寬度0.170.33m,層底深10.636.92m。如下表：表2Z4樁孔溶洞統計分析表孔號Z4-1孔口局程m1060.06孔號Z4-2孔口局程m1060.19編pP層底圖程m層底深m層厚m編p層底圖程m層底深m層厚m：11047.9612.10.511

6、044.8915.31.521047.1612.90.321044.0516.140.4231044.5615.52.231042.8917.30.7541042.1617.91.341040.8919.31.3351041.5618.50.351039.4720.720.2561036.2623.82.861038.1422.050.92孔號PZ4-1+1孔口局程m1060.11:孔號Z4-2+11孔口局程m1060.18編號層底圖程m層底深m層厚m編號層底圖程m層底深m層厚m11048.3111.80.811044.0116.170.2521045.0115.10.521039.5120.

7、671.5831042.11182.431032.5127.670.9241040.3119.80.241031.0129.170.6751037.3122.80.851026.6833.50.1761036.11240.8孔號Z4-1+2孔口局程m1060.06孔號Z4-2+2孔口局程m1060.16編號P層底圖程m層底深m層厚m編號層底圖程m層底深m層厚m11046.8913.17211049.1111.050.3321044.8115.250.9221047.0313.130.2531040.06201.9231045.714.460.2541038.6121.550.2551036.4

8、523.710.6761031.6128.550.58孔號Z4-1+3孔口局程m1060.06孔號Z4-2+3孔口局程m1060.16編pP層底圖程m層底深m層厚m編層底圖程m層底深m層厚m11047.2612.81.211045.2414.920.3321044.3615.7221041.16191.0831042.4617.61.631025.16350.3341040.4619.60.341023.2436.920.1751037.9622.10.761033.6626.40.3孔號Z4-1+4孔口局程m1060.06孔號Z4-2+4孔口局程m1060.18編p層底圖程m層底深m層厚m編

9、層底圖程m層底深m層厚m11049.4610.60.311049.8910.290.9321046.6613.40.321048.8211.360.5731044.8615.21.131047.5312.650.5741043.8616.20.341046.9613.220.2151037.1622.91.551042.1718.013.3661035.9624.10.961040.0320.151.2971029.5330.651.57說明：上表有下劃線和底紋者為裂隙。Z5基巖雜填土、粘土厚度，第一層中風化巖埋深，以及溶洞狀態，見柱狀圖。三、溶洞處理方案XRS1050 參3.1旋挖鉆機施工方

10、案本項目采用旋挖鉆機鉆孔，水下混凝土灌注方案。旋挖鉆機型號選用徐工數如下:徐工XRS105睨挖鉆機參數表項目單位參數精選范本，供參考!額定功率kW298動力頭最大輸出扭矩kNm390轉速r/min718最大鉆孔直徑mm（）2500最大鉆孔深度m105加壓油缸最大壓力kN240最大提升力kN250最大行程m6加壓卷揚最大加壓力kN-主卷揚最大卷揚速度m/min60鉆桅傾度側向/前傾/后傾±4°/5°/15°整機工作質量t114外形尺寸工作狀態mm10265X4800X27520運輸狀態mm17615X3500X3535鉆孔工藝(1)鉆機就位鉆孔前施放樁位點

11、，放樣后四周設護樁并復測，誤差控制在5mmz內。進一步確定是否有障礙物，必須待甲方或監理驗收合格后方可進行成孔施工鉆機就位應保持平穩，不發生傾斜、位移，鉆頭對準孔位開啟電機進行開孔。旋挖鉆機底盤為伸縮式自動整平裝置，并在操作室內有儀表準確顯示電子讀數，當鉆頭對準樁位中心十字線時，各項數據即可鎖定，勿需再作調整。鉆機就位后鉆頭中心和樁中心應對正準確，誤差控制在2cm內。液壓多功能旋挖鉆機就位時與平面最大傾角不超過4。，鉆機平臺處必需碾壓密實。進行樁位放樣，將鉆機行駛到要施工的孔位，調整桅桿角度，操作卷揚機，將鉆頭中心與鉆孔中心對準，鉆頭中心與鋼護筒十字線中心偏差不大于10mm并放入孔內，調整鉆機

12、垂直度參數，使鉆桿垂直，同時稍微提升鉆具，確保鉆頭環刀自由浮動孔內。鉆機就位后，在泥漿池進行泥漿制造，泥漿主要采用粘土、膨潤土等進行造漿，新制泥漿數量最少滿足一根樁的使用量。(2)設置護筒根據樁位點設置護筒，護筒的內徑應大于鉆頭直徑200mm護筒位置應埋設正確穩定，護精選范本，供參考！筒中心和樁位中心偏差不得大于50mm，傾斜度的偏差不大于1%，護筒與坑壁之間應用粘土填實。施工中，護筒的埋設采用旋挖鉆機靜壓法來完成。首先正確就位鉆機，使其機體垂直度、鉆桿垂直度和樁位鋼筋條三線合一，然后在鉆桿頂部帶好筒式鉆頭，再用吊車吊起護筒并正確就位，用旋挖鉆桿將其垂直壓入土體中。護筒埋設后再將樁位中心通過四

13、個控制護樁引回，使護筒中心與樁位中心重合，并在護筒上用紅油漆標識護樁方向線位置。護筒的埋設深度：回填土區域護筒埋設深度應超出回填土深度0.5m,原土狀態：在粘性土中不宜小于13在砂土中不宜小于1.5m,護筒應高出地面2030cnr（3）鉆進當鉆機就位準確，泥漿制備合格后即開始鉆進，鉆進時每回次進尺控制在60cm左右，剛開始要放慢旋挖速度，并注意放斗要穩，提斗要慢，特別是在孔口58m段旋挖過程中要注意通過控制盤來監控垂直度，如有偏差及時進行糾正。操作人員隨時觀察鉆桿是否垂直，并通過深度計數器控制鉆孔深度。當旋挖斗鉆頭順時針旋進時，底板的切削板和筒體翻板的后邊對齊。鉆屑進入筒體，裝滿一斗后，鉆頭逆

14、時針旋轉，底板由定位塊定位并封死底部的開口，之后提升鉆頭到地面卸土。開始鉆進時采用低速鉆進，主卷揚機鋼絲繩承擔不低于鉆桿、鉆具重量之和的20%，以保證孔位不產生偏差。鉆進護筒以下3米采用高速鉆進，鉆進速度與鉆壓有關，采用鉆頭與鉆桿自重摩擦加壓，150MPeS力下，進尺速度為20cm/min；200MPa壓力下，進尺速度為30cm/min；260MPaffi力下，進尺速度為50cm/min。（4）終孔及清孔a. 終孔：當鉆孔達到設計孔底標高后，請監理工程師檢查，初步確定終孔，再請設計、地勘及參建各方到現場確定終孔，并匯簽。b. 清孔：確定終孔后，將鉆斗留在原處機械旋轉數圈，將孔底虛土盡量裝入斗內

15、，起鉆后仍需對孔底虛土進行清理。一般用沉渣處理鉆斗（帶擋板的鉆斗）來排出沉渣。要求成渣厚度不大于5cm。c. 檢孔：清孔完畢后，即組織監理、主管工程師、質檢工程師及值班技術人員共同對成孔進行檢查，孔徑及孔形檢查用檢孔器檢查，孔深和孔底沉渣用標準測錘檢測。鉆孔深度達到設計要求后，對孔深、孔徑、孔位、孔形等進行檢查，填寫終孔檢查記錄，經監理工程師簽證認可后，進行孔底清碴和灌注水下砼準備工作。詳見旋挖鉆專項施工方案3.2溶洞地層處理措施（一）一般措施由地勘資料顯示，本地地質結構復雜，樁基鉆孔進入風化巖層后溶洞較多，地下水極為豐富，Z4基巖有溶洞6層，最大層厚3.36m；溶洞間為中風化白云巖，薄層狀構

16、造，偶夾泥巖，局部見少量方解石脈，節理裂隙較發育，巖體較破碎，巖心多呈沙狀，碎塊狀，柱狀。對于樁孔溶洞地層，采取回填混凝土擠洞的施工方法。因溶洞地層基本上都出現在地面10米以下巖層中，地下水較為豐富，樁孔內充滿集水，混凝土回填擠洞施工時按下導管澆筑水下混凝土的方法。混凝土采用C20素混凝土，摻適量早強劑，使混凝土3天強度達70%以便下一步鉆孔。回填混凝土前應先確定溶洞頂點高程，回填混凝土需高出溶洞頂12m即可。先計算樁孔內所需混凝土數量進行澆筑，隨時檢測混凝土澆筑高度，隨時增添混凝土澆筑數量，當達到預定澆筑高程后，暫停澆筑，隔1小時后混凝土頂面高程穩定不再下沉即算完成。對于多層溶洞，則由上而下

17、，分段進行溶洞回填，每次均按以上控制。（二）特殊措施由于溶洞的水平長度、傾角、通向何方均未知，以上假設回填混凝土能夠充盈樁孔。假如地質資料顯示的溶洞群中，某個溶洞下行通向一個上千立方的大溶洞，或者下行通向#河，這即使已經成孔，但在灌注混凝土樁基時，前者造成成樁造價巨大，后者嚴重污染環境。如果出現此種可能，擬采取以下方法：定量回填和間歇回填根據已知的有限的溶洞情況，暫擬一定的混凝土回填量，此量應是在經濟上、施工工期上能夠接受的。當在定量之內，混凝土面上升到預定高程，回填結束。當未能到達預定高程，且補充一定數量后，混凝土面仍無上升，則間歇不小于混凝土初凝時間（約45min）,再進行第二次回填。第二

18、次回填一定數量后，如混凝土面不上升，則可以作為“無底洞”對待。第二次回填，如混凝土面有所上升，此后又停滯不升，則進行第二次間歇，再進行第三次回填。以此反復，至混凝土面上升到預定高程，回填結束。如哪次回填一定數量后，混凝土面不上升，則可以作為“無底洞”對待；“無底洞”處理（預案）在溶洞的平面范圍，沿樁孔周邊外1m的圓周上用地質鉆110孔，孔距0.3m,孔深超過溶洞底0.30.5m。然后向孔洞下28鋼筋，套筒連接；再將PVC管套著已下插的28鋼筋，下往溶洞，PVC管套外纏繞細麻純，以增加混凝土對其的粘附力，PVC管套長度高出溶洞層高1.5m。以精選范本,供參考！此在溶洞內形成鋼柵欄。如下圖:溶洞柵

19、欄平面圖然后采取間歇法回填混凝土，當鋼柵欄上經多次粘附的混凝土足夠多時，最后一次回填混凝土其頂面就會上升，至溶洞頂以上1m的位置，就達到在溶洞內封填有限混凝土量的目的然后抽出、回收預插鋼筋；保留此插筋孔，以待處理下層溶洞再次使用，減少造孔工作量。四、易塌孔地層處理方案4.1 樁孔周邊場地硬化措施：由于場地表層多為雜填土和粘土層，承載力不滿足旋挖機自重和工作荷載要求。旋挖機進占和鉆進過程中，會出現場地下陷，土方經鋼護筒底進入樁孔，導致塌孔；另外，場地下陷造成鉆機傾斜，影響樁孔垂直度。為此，采取將孔樁周邊場地換填片石或采用C20碎硬化后再開鉆。4.2 塌孔回填處理措施從地質勘探資料可知，地面以下約6m-11m范圍為半邊巖地層。如下圖此類地層，不采取措施可能有二種不利結果：一是鉆頭容易走偏，往相對軟弱的一側鉆進；二是可能會造成泥土一側塌孔埋鉆事故。對于此地段地層可采取的兩種方法：(一)安裝鋼護筒處理下置鋼護筒的目的，主要是防止挖孔時和灌注混凝土過程中出現塌孔現象。根據以往的經驗，鋼護筒在下沉過程中也會往軟弱的一側偏斜，造成旋挖鉆機無法繼續挖掘鉆進。如果采取下鋼護筒處理，需采取擴孔為2.5m,下2.4m鋼護筒。(1)鋼護筒制作鋼護筒由工廠加工，采用Q235