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原文传递岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法

专利名称：	岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法
摘要：	本发明公开了一种岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法，包括以下步骤：冲孔和溶洞处理，重复执行冲孔和溶洞处理，直到最后成孔；溶洞处理具体包括鉴别类型和处理方法步骤，其中鉴别类型是在开始钻孔前、在钻进过程中以及在灌注过程中，根据竖向深度及有无填充物判断溶洞类型；其中处理方法包括施工前的预处理，钻孔中的处理和砼灌注过程中的处理。本发明对不同溶洞，采用不同处理方法，使溶洞桩基施工更加安全有效；达到加快成孔进度，保证成桩质量，节约施工成本的目的。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	新疆;65
申请人：	中建新疆建工土木工程有限公司
发明人：	甄江辉;张瑞志;郝玉锋
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201910069613.3
公开号：	CN110230309A
代理机构：	北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	王昊
分类号：	E02D3/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D3
申请人地址：	830000 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市新市区河滩北路895号
主权项：	1.岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法，其特征在于，包括以下步骤：冲孔和溶洞处理，重复执行冲孔和溶洞处理，直到最后成孔；所述溶洞处理，具体包括以下步骤：鉴别类型，在开始钻孔前、在钻进过程中以及在灌注过程中，根据竖向深度及有无填充物判断溶洞类型，溶洞类型包括岩溶一般发育、岩溶较发育、岩溶极发育和全填充；处理方法，所述处理方法包括施工前的预处理，钻孔中的处理和砼灌注过程中的处理；所述预处理对于熔岩极发育的溶洞，采用钢护管跟进的方式，岩溶一般发育、岩溶较发育和全填充溶洞以注水泥浆为主，双液浆为辅；所述钻孔中的处理为回填一定比例的片石、粘土、水泥，其质量比为20:10:1；所述砼灌注过程中的处理为混凝土填充。 2.根据权利要求1所述的岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法，其特征在于，所述鉴别类型的具体方式为：在开始钻孔前，根据地勘资料进行初步统计，部分钻孔中溶洞是否呈串珠状分布，确定溶洞分布范围，也可根据详勘取样，确定即将开钻墩位是否存在溶洞；根据临近已施工桩基，初步确定施工区域是否存在溶洞；在钻进过程中，若孔内水位下降、井口钢丝绳异常松动，表明出现漏浆情况；根据渣样进行分析，看渣样是否出现异常变化；根据进尺速度进行判断，钻进过程中，漏浆之前钻进进尺发现异常，进尺较平时正常工作时快，可能出现全填充；根据钻头是否偏斜进行判断，钻进过程中发现钻头、钢丝绳偏离中心位置，初步确定出现斜坡岩、小溶洞或裂隙；灌注过程中，砼顶面上升高度与理论上升高度出现较大差距，判定为混凝土流失，出现溶洞。 3.根据权利要求1所述的岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法，其特征在于，在施工之前还包括以下步骤：通过对已施工溶洞桩基的地勘资料、钻孔记录、成孔时间、灌注记录、成桩质量的统计与分析，对根据不同地质条件、不同溶洞类型的溶洞桩基施工，采用不同的溶洞处理方法，具体为：对于覆盖层地质不良，土质松散的桩位，采用加长孔口护筒至岩层顶板的方式进行处理；孔内发生漏浆时，根据溶腔的填充物、高度、漏浆速度不同情况，分别采用回填片石粘土、混凝土、袋装水泥的方法，通过小冲程挤压片石、粘土混合料形成较密实稳定的护壁；对于大型的单个溶洞及串珠状溶洞，采用全护筒跟进的处理方式，钢护筒直接穿过溶洞形成钢护筒护壁。 4.根据权利要求1所述的岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法，其特征在于，所述根据竖向深度及有无填充物判断溶洞类型中，具体判断方式为：岩溶一般发育，h＜3，无填充半填充；岩溶较发育，3≤h≤5，无填充或半填充；岩溶极发育，h＞5m，无填充或半填充；全填充。 5.根据权利要求1所述的岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法，其特征在于，所述预处理采用单液水泥浆注浆预处理，施工方法为：（1）测量放样：根据已布设好的控制点坐标，计算引孔的坐标位置，使用全站仪放出孔位，用水准仪测量地面高程，确定引孔深度；（2）钻孔、钻孔成孔法包括钻机就位、下沉钻进、提出钻头、移位四步工作，钻机安装就位后，使其平稳，钻头对准桩孔位，下沉钻进；钻进时，钻机保持水平，保证桩的倾斜度小于设计要求值，钻进深度应达到注浆固结段，钻进过程中要做好记录，为注浆作业提供参考数据；（3）注套壳料、在空中插入无孔眼钢管，并通过此管压入套壳料，直至孔内泥浆完全被顶出孔外，拔出钢管；（4）埋管、首先根据引孔深度连接袖阀管，袖阀管上口露出地面20～30cm，将连接好的袖阀管下口用尖底封好；然后，将袖阀管下入孔中，要确保袖阀管下到孔底，最大误差不超过20cm，在安插过程中如遇阻力，不能顺利插入时，应查明原因，严禁使用过大外力强行压入，安装完成后向孔内注满水，盖好保护帽并做标记；（5）封口、在孔口周围的地面到地面一下1m的距离范围内采用速凝水泥砂浆封堵，以防止注浆过程中冒浆现象的发生；（6）注浆、套壳料养护3天左右，具有一定强度后采用后退式分段注浆，注浆方式是自下向上，每段注浆长度为注浆步距，开口钢管长度为注浆步距长度，注浆步距一般选取0.6~1m，这样可以有效地减少地层不均一性对注浆效果的影响，注浆过程中，每段注浆完成后，向上移动一个步距的芯管长度，一般取值60cm；（7）采用提升设备移动，或人工采用2个管钳对称夹住芯管，两侧同时均匀用力，将芯管移动，每完成3～4m注浆长度，要拆掉一节注浆芯管，注浆结束后，在注浆管上口盖上闷盖，以便于复注施工；（8）拔管、每一单孔灌浆后，应将注浆管先提起60厘米，稍待片刻后再压浆，最后拔管前，应在注浆的同时，关闭注浆管上球管阀，然后拔出注浆管。 6.根据权利要求1所述的岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法，其特征在于，所述双液浆注浆法，具体包括以下步骤：注浆孔布设：利用袖阀管注浆孔；机械设备：ZMB-6型液压双液注浆泵、泥浆泵；注浆管：注浆管内Φ51mm，抗压为35Mpa；浆液：以水泥和水玻璃为主剂；下管：孔内下Φ51注浆钢管，注浆管的底端伸入溶洞以内，注浆管采用花管，管头花管段长度为2m；注浆控制：注浆前进行压水试验，压水压力由小逐渐增大到预定注浆压力，并持续15min；压水试验合格后才开始正式的双液浆注浆；注浆采用双液灌浆系统进行全孔灌浆，少量多次、反复灌浆；采用的材料为普硅P.0.42.5水泥浆、水、玻璃浆液，配比根据经验暂取值为：水灰比0.8；水泥浆水玻璃体积比为1∶0.5；水泥：水：水玻璃：注浆剂的重量比为1000Kg：800Kg：700Kg：50Kg；水玻璃模数2.4～3.4，波美度22～40°；注浆压力控制在0.3～1MPa的范围；注浆速度为15～20L/min，渗透最小直径定为3.0m；注浆时,通过注浆泵上的PQ仪分析确定注浆的速度和结束时间,压入量根据渗透半径、固结体积来计算；注浆结束标准：注浆结束标准包括最终吸浆量和达到预定设计压力时的持续时间；注浆管封堵：所有孔底注浆完成后，注浆管均不再拔出，埋入地层中；注浆管采用直径20mm管径的PVC管对注浆钢进行注浆封填；压力为0.3～1 Mpa；封填过程中，一边注浆一边提拔PVC管，提升速度根据现场情况控制。 7.根据权利要求1所述的岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法，其特征在于，所述钢护管跟进，具体为：对于覆盖层地质不良，土质松散的桩位，采用加长孔口护筒至岩层顶面的方式进行处理；钢护筒对接时，接口处应采用满焊；桩基施工前先埋设外护筒，外护筒直径应比桩径大30cm～50cm，长5m，埋设时应注意护筒位置的偏差，预埋位置偏差不得大于5cm；使用比正常成孔钻头大10cm的钻头钻进至内护筒预定下放位置处，采用25T汽车吊，先将内钢护筒分节下沉如预定位置，再进行冲击成孔；在下沉钢护筒的施工过程中，吊车必须平稳，牢固的吊着钢护筒顶部并在护筒顶面的平面位置居中；同时采用水平尺严格控制好各节护筒连接的垂直度，不得超过施工规范要求的1/200，力求钢护筒垂直入土。 8.根据权利要求1所述的岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法，其特征在于，所述钻孔中的处理包括水泥、粘土、片石充填法和素混凝土回填法；所述水泥、粘土、片石充填法具体为：在钻至离溶洞洞顶附近时,采用小冲程,逐渐将洞顶击穿,孔内泥浆面大幅下降,当钻进过程中突然出现溶洞时，迅速补充片石、粘土和水，回填高度超出溶洞顶口高度不小于1m，然后采用小冲程冲击粘土加片石混合料至溶洞边形成粘土碎石外护壁；待片石和粘土充分形成孔内护壁后并且漏浆现象全部消失后转入正常冲进，继续钻进至设计桩底标高，桩基成孔；当初次回填复打后仍存在漏浆现象，可按质量比为水泥：粘土：片石=1:10:20的比例继续回填片石、粘土，重复上述过程，直至桩基成孔；回填材料添加顺序为水泥、粘土、片石；继续进行钻孔，若发现泥浆泥失严重，再重复投入片石和粘土，直到将溶洞填满，保证孔内泥浆不渗漏；桩基成孔，继续钻进，直至桩基成孔，当钻进的过程中出现漏浆情况时，可按照片石：黏土：水泥的质量比为20：10：1比例投入片石、黏土及水泥；所述素混凝土填充具体为：溶洞高度在50～150㎝范围内，溶腔为无充填或半充填时，采用素混凝土填充；当钻穿溶洞漏浆时或遇到倾斜岩面时填入低标号混凝土，间隔一定时间后采用冲击钻冲击成孔；混凝土标号及配合比、混凝土标号通常采用C20素混凝土，在混凝土中掺加一定的早强剂；充填方法、对于倾斜岩面，为校正孔位，回填素混凝土应与倾斜岩面顶面平齐，对于溶洞处，回填顶面高于溶洞顶板50cm；施工注意事项：回填8h后回填混凝土强度达到70%方可重新开钻；继续钻进，直至桩基成孔；当钻进的过程中出现漏浆情况时，按照上述方法重复处理。 9.根据权利要求5所述的岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法，其特征在于，所述单液水泥浆注浆，采用袖阀管单液注浆时，对于全填充溶洞桩位，根据桩基及注浆孔揭露的岩溶发育情况，沿桩身周边20cm处均布4个孔，所有勘察孔均应及时注水泥浆封闭；注浆钻孔开孔直径要求采用100mm，垂直精度小于1.5%；袖阀管由Φ90mm PVC外管、镀锌内管、橡皮套、密封圈等组成，只能向管外注浆，不能向管内返浆，PVC管每隔50cm钻一组射浆孔，射浆孔管底必须密封；注浆材料：浆液采用单液浆，单液浆注浆材料采用P.O.32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5：1～1：1；套壳料配方，水泥：粉质粘土：水=1:1.5:1.88,3d龄期抗压强度为0.3MPa。 10.根据权利要求1所述的岩溶区桥梁溶洞桩基施工方法，其特征在于，所述砼浇筑过程中溶洞处理，具体为：成桩过程时泥浆指标控制在1.2～1.3，混凝土的容重为2.4t/m3；浇筑前泥浆护壁完好，浇筑时泥浆护壁破裂或回填物被挤破，混凝土开始流入裂隙或溶洞，必须继续灌注混凝土，灌注的混凝土中加入3%～5%的速凝剂，控制混凝土初凝时间，确保桩基能够一次浇筑成功。
所属类别：	发明专利