竖向串状溶洞地区按需分段护筒的桩基施工方法技术

本发明专利技术公开了竖向串状溶洞地区按需分段护筒的桩基施工方法，适用于桥梁建筑桩基施工技术领域，该方法包括施工准备、冲击钻桩机就位、开孔护筒埋设、内护筒护网按需分段跟进施工、钢筋笼制作与安装、灌注水下混凝土的步骤，内护筒护网按需分段跟进施工具体包括以下步骤：鉴别溶洞类型和内护筒护网的跟进，针对主墩桩基下对应的溶洞类型，按需分段设置若干段内护筒，两段内护筒之间搭接一段护网筒，解决多层溶洞等不良地质带来的施工困难，提高桩基的成桩效率及成桩质量，保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求，以确保桥梁的结构安全。以确保桥梁的结构安全。以确保桥梁的结构安全。

【技术实现步骤摘要】
竖向串状溶洞地区按需分段护筒的桩基施工方法


[0001]本专利技术是一种桥梁建筑桩基施工
，尤其涉及一种竖向串状溶洞地区按需分段护筒的桩基施工方法。

技术介绍

[0002]本申请以流溪河大桥主墩桩基施工为背景，流溪河特大桥场区揭露石炭系基岩以石灰岩为主，是典型的岩溶地质区，溶洞强烈发育，溶蚀裂隙复杂，在如此复杂多变的岩溶地区进行大直径桩基施工，工程难度不言而喻，溶洞处理是主墩桩基施工的首要技术风险。本项目桥位区内地层夹有多处土洞、溶洞，溶洞分布空间及深度具有一定的随机性，岩面埋深不一，强度不均匀，在喀斯特作用形成的一系列连串如串珠状的溶洞，岩溶区串珠溶洞桩的桩基施工，一直是岩溶区桩基施工的重点与难点，溶洞的桩基础施工具有不可预见性、危险性，尤其是串状溶洞的桩基施工，对比传统桩基施工，更需要注意桩基的承载力等以确保公路或桥梁整体的承载力、避免后期出现沉降等问题，若溶洞处理方法不当，往往会造成掉钻、卡锤、埋锤、漏浆、塌孔、断桩等事故发生，甚至严重影响桥梁的结构安全。
[0003]常规串状溶洞桩基施工通常采用下放钢护筒后利用旋挖钻开挖引孔，最后灌注混凝土成桩的方式进行施工。若在桩基施工过程中遇承压水，则在施工过程位置处不采取措施，易引发涌水，其余常见的更有漏浆、偏斜、卡钻、断桩等常见问题。因此，当前为了保证流溪河特大桥主墩桩基施工过程中不漏浆，或漏浆但不发生坍孔，保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求，施工前根据地质详勘资料来判别溶洞地层情况、溶腔大小、溶洞充填物等情况，逐桩制定溶洞处理预案，按需分段设置护筒护网跟进，用来解决以上施工难题，提高桩基的成桩效率及成桩质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供竖向串状溶洞地区按需分段护筒的桩基施工方法，解决多层溶洞等不良地质带来的施工困难，提高桩基的成桩效率及成桩质量，保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求，以确保桥梁的结构安全。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]竖向串状溶洞地区按需分段护筒的桩基施工方法，包括以下步骤：施工准备、冲击钻桩机就位、开孔护筒埋设、内护筒护网按需分段跟进施工、钢筋笼制作与安装、灌注水下混凝土，所述内护筒护网按需分段跟进施工具体包括以下步骤：
[0007]步骤1)鉴别溶洞类型，根据地勘资料，溶洞类型包括小型溶洞、中型溶洞、大型溶洞、易塌土层及土洞；
[0008]步骤2)内护筒护网的跟进，针对主墩桩基下对应的溶洞类型，按需分段设置有若干段内护筒，两段所述内护筒之间搭接一段护网筒；
[0009]步骤3)护筒安装：所述内护筒护网跟进均采用履带吊配合振动锤施打就位，振动下沉过程中使用两台全站仪从两个方向进行观测，以确保护筒安装垂直度。
[0010]作为本专利技术的优选技术方案，所述鉴别溶洞类型，通过溶洞的地层情况、溶腔大小、充填物来判断溶洞类型，具体的判断方法：
[0011]所述小型溶洞分为紧邻建筑物的小型溶洞、覆盖层存在易塌土层的小型溶洞和小型串珠状溶洞；
[0012]所述中型溶洞包括全填充溶洞或已进行预处理并远离建构筑物的中型溶洞、半填充或无填充且溶洞顶岩层厚度≤1m的中型溶洞、紧邻建构筑物的全填充且溶洞顶岩层厚度＞1m的中型溶洞和中型串状溶洞；
[0013]所述大型溶洞包括溶洞顶岩层厚度≤1m的大型溶洞、溶洞顶岩层厚度＞1m的大型溶洞和大型串状溶洞；
[0014]易塌土层及土洞：软塑、流塑状粉质粘土。
[0015]作为本专利技术的优选技术方案，所述内护筒的内径采用比桩径大20cm，壁厚8～20mm的钢板卷制而成；所述护网筒采用钢丝网卷制而成，钢丝网的钢丝直径为3～8mm；
[0016]所述小型串状溶洞的判断方法为单个洞高H≤3m或多个溶洞，单个溶洞都＜3m，不属于充填溶洞且间隔距离＞3m，统称为一类溶洞，所述一类溶洞采用壁厚8～12mm的内护筒，所述护网筒采用直径为3～5mm的钢丝制成的钢丝网卷制而成；
[0017]所述中型串状溶洞的判断方法为单个洞高3m<H<10m或多溶洞间距较小，累加溶洞高度＞3m，统称为二类溶洞；所述二类溶洞采用壁厚10～14mm的内护筒，所述护网筒采用直径为4～6mm的钢丝制成的钢丝网卷制而成；
[0018]所述大型串状溶洞的判断方法：单个洞高H≥10m或多溶洞间距较小，累加溶洞高度≥10m，统称为三类溶洞；所述三类溶洞采用壁厚12～20mm的内护筒，所述护网筒采用直径为5～8mm的钢丝制成的钢丝网卷制而成；
[0019]以上所述的大、中、小型串状溶洞主要为全充填或半充填，填充物主要为流塑状粉质粘土。
[0020]作为本专利技术的优选技术方案，根据竖向串状溶洞之间岩层的力学性能划分为弱风化、中风化和强风化岩层，当遇到所述弱风化岩层时，内护筒嵌入岩层的深度0.1m<D≤0.3m；当遇到所述中风化岩层时，内护筒嵌入岩层的深度0.2m<D≤0.4m，当遇到所述强风化岩层时，内护筒嵌入岩层的深度0.3m<D≤0.5m。
[0021]作为本专利技术的优选技术方案，所述内护筒护网的跟进，针对主墩桩基下对应的溶洞类型，至少设置有一段内护筒，所述内护筒跟进至溶洞的溶腔底面，当主墩桩基范围内垂向分布有多层溶洞，在内护筒穿过第一层溶洞的熔腔底面后通过焊接搭接一段护网筒，所述护网筒下方继续搭接第二段内护筒跟进至下一层溶洞的熔腔底面，以此类推直至多层溶洞的所有熔腔均完成造壁，每两个所述内护筒之间均搭接一个所述护网筒。
[0022]进一步优选地，所述内护筒护网的跟进过程中设置单层护筒或双层护筒，针对所有的溶洞类型均可设置单层护筒；
[0023]针对串状溶洞：设置双层护筒时，外层护筒跟进至岩层，内层护筒跟进至最下层溶洞的底部；设置单层护筒时，单层护筒跟进至最下层溶洞的底部；单层护筒或双层护筒的内层护筒至少设置一段内护筒，每两个所述内护筒之间均搭接一个所述护网筒。
[0024]作为本专利技术的优选技术方案，针对无串状溶洞的溶洞类型均设置单层护筒时，
[0025]小型溶洞采用内护筒护网跟进至易塌层底下2.5m处；
[0026]中大型溶洞采用内护筒护网跟进至岩层；
[0027]土洞采用内护筒跟进至土洞底部以下1.0m，但不进入岩层；
[0028]另外，对无串状溶洞的溶洞类型设置单层护筒的，均配合回填造壁法对各桩溶洞完成造壁，采用片石、粘土、袋装水泥三相混合体(重量比例：6.5：3：0.5)进行回填造壁处理。
[0029]进一步优选地，所述单层护筒的内径或所述双层护筒的内层护筒内径采用比桩径大20cm、壁厚8～20mm的钢板卷制而成；所述双层护筒的外层护筒采用比桩径大40cm、壁厚8～20mm的钢板卷制而成。
[0030]作为本专利技术的优选技术方案，所述开孔护筒埋设步骤中，开孔护筒根据护筒埋设时，所述开孔护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于0.5％(1/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.竖向串状溶洞地区按需分段护筒的桩基施工方法，包括以下步骤：施工准备、冲击钻桩机就位、开孔护筒埋设、内护筒护网按需分段跟进施工、钢筋笼制作与安装、灌注水下混凝土，其特征在于，所述内护筒护网按需分段跟进施工具体包括以下步骤：步骤1)鉴别溶洞类型，根据地勘资料，溶洞类型包括小型溶洞、中型溶洞、大型溶洞、易塌土层及土洞；步骤2)内护筒护网的跟进，针对主墩桩基下对应的溶洞类型，按需分段设置有若干段内护筒，两段所述内护筒之间搭接一段护网筒；步骤3)护筒安装：所述内护筒护网跟进均采用履带吊配合振动锤施打就位，振动下沉过程中使用两台全站仪从两个方向进行观测，以确保护筒安装垂直度。2.根据权利要求1所述的竖向串状溶洞地区按需分段护筒的桩基施工方法，其特征在于所述鉴别溶洞类型，通过溶洞的地层情况、溶腔大小、充填物来判断溶洞类型，具体的判断方法：所述小型溶洞分为紧邻建筑物的小型溶洞、覆盖层存在易塌土层的小型溶洞和小型串珠状溶洞；所述中型溶洞包括全填充溶洞或已进行预处理并远离建构筑物的中型溶洞、半填充或无填充且溶洞顶岩层厚度≤1m的中型溶洞、紧邻建构筑物的全填充且溶洞顶岩层厚度＞1m的中型溶洞和中型串状溶洞；所述大型溶洞包括溶洞顶岩层厚度≤1m的大型溶洞、溶洞顶岩层厚度＞1m的大型溶洞和大型串状溶洞；易塌土层及土洞：软塑、流塑状粉质粘土。3.根据权利要求2所述的竖向串状溶洞地区按需分段护筒的桩基施工方法，其特征在于：所述内护筒的内径采用比桩径大20cm，壁厚8～20mm的钢板卷制而成；所述护网筒采用钢丝网卷制而成，钢丝网的钢丝直径为3～8mm；所述小型串状溶洞的判断方法为单个洞高H≤3m或多个溶洞，单个溶洞都＜3m，不属于充填溶洞且间隔距离＞3m，统称为一类溶洞，所述一类溶洞采用壁厚8～12mm的内护筒，所述护网筒采用直径为3～5mm的钢丝制成的钢丝网卷制而成；所述中型串状溶洞的判断方法为单个洞高3m<H<10m或多溶洞间距较小，累加溶洞高度＞3m，统称为二类溶洞；所述二类溶洞采用壁厚10～14mm的内护筒，所述护网筒采用直径为4～6mm的钢丝制成的钢丝网卷制而成；所述大型串状溶洞的判断方法：单个洞高H≥10m或多溶洞间距较小，累加溶洞高度≥10m，统称为三类溶洞；所述三类溶洞采用壁厚12～20mm的内护筒，所述护网筒采用直径为5～8mm的钢丝制成的钢丝网卷制而成；以上所述的大、中、小型串状溶洞主要为全充填或半充填，填充物主要...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄宏斌，刘宇峰，杨双弟，蔡祺锋，胡志华，黄国忠，许应杰，王惠鸿，曹玉红，
申请(专利权)人：中交四航局第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：