1、溶洞地区桥梁桩基多护筒施工工法 多护筒跟进施工工艺是为了解决溶洞特别发育、砂砾层覆盖厚地区桥梁桩基施工的一种新技术。近年来随着交通建设的发展，在南方溶洞发育地区的江河湖畔经常修建大桥，传统施工工艺下桩基施工冲击成孔经常出现孔口坍塌、钻机倾斜及锤头掩埋等事故，工程安全、工程工期得不到保障。而多护筒跟进施工工艺彻底解决了工程安全问题，同时具有施工速度快，一次成功的优点。 由于多护筒跟进施工工艺具有以上优点及良好的社会效益，现已在国内大桥桩基施工中逐步推广使用。该工法在XX特大桥（102.75+2160+102.75）+440得到成功应用。1、 工法特点2.1 利用外护筒防止溶洞击穿时砂砾覆盖层液化2、流走，防止孔口坍塌、钻机倾斜及锤头掩埋等事故，是确保安全施工、确保工期的最有效的方法。2.2利用内护筒防止混凝土浇筑过程中，溶洞部位因混凝土压力增大而出现塌孔，杜绝重大经济损失的发生，确保桩基工程进度和桩基质量。2.3利用外护筒的保护，在漏浆稳定的情况下，可继续进行冲孔作业，避免了不必要的反复回填冲孔，减小了工程量，加快进尺速度。2.4减少混凝土因扩孔而产生的混凝土用量超量的问题。2.5整个施工过程标准、有序、可控。2、 适用范围本工法适用范围广，对溶洞发育地区、砂砾覆盖层地区桥梁桩基都可适用。3、 工艺原理采用具有自动化控制的CZ-60型冲击钻机冲孔到砂砾覆盖层底部，保证离第一个溶洞顶板厚13、米以上，将焊接好的外护筒段在孔口拼接、下沉到覆盖层底部。适当改小冲锤，冲孔到设计标高，将焊接好的内护筒段在孔口拼接、下沉到桩基底部。再按水下混凝土浇筑施工工艺进行清孔、下钢筋笼、导管、浇筑水下混凝土。4、 施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程空洞较大的多层溶洞条件下钻孔桩施工工艺流程图5.2施工要点5.2.1、护筒层数的选择由地质报告中显示桩基穿越大溶洞的个数来确定，以反复回填方案工程量的增加和增设钢护筒方案工程量的增加进行经济比较。为此地勘资料的准确性尤为重要，以此来确定开孔直径、每层护筒的下沉深度、位置。双护筒施工外护筒直径应较设计桩径大30cm，内护筒内径应等于设计桩径，以确保设计桩4、径。多护筒施工外径较双护筒施工外径每多一层，直径相应增加15cm。 5.2.2、施工程序：根据地质钻探资料提供的溶洞分布情况，按照先短后长，先易后难，先外后内的原则确定各桩施工顺序。5.2.3、外护筒下到岩面以后，即开始对覆盖层和顶板进行冲钻，其钻孔方法与传统的冲击钻孔方法相同，但成孔的桩径比设计桩径大10cm，以便内护筒顺利就位。5.2.4、当钢护筒打入第一层岩面时，为使开孔坚实、坚直、圆顺和对继续钻孔起导向，应在钻孔前抛0.5-1.0m3的小片石和适量粘土，借钻头冲击力把泥浆、石块挤向孔壁，以加固护筒刃脚。5.2.5、双护筒冲击钻孔采用吸泥法清孔。为使钻孔桩砼与孔底岩体粘良好，灌注水下砼之5、前需用高压水冲射排除残碴。5.2.6、钢护筒加工、拼接要满足公路桥涵施工技术规范JTG/TF50-2011 8.4.1的规定。采用宽1.8m、厚16mm的A3钢板进行现场卷制。钢板放置要和卷板机保持垂直，否则钢护筒拼接不垂直，下沉钢护筒困难。钢护筒焊缝厚度不小于6mm。上下钢护筒因卷筒精度不是很高，拼接钢护筒应做到上下接缝一致，保证钢护筒顺利下孔。第一节以2m焊缝长度为基准，每增加一节钢护筒增加4cm长焊缝，焊缝长度应沿四周均匀分布，避免偏心受力。加焊18的8根加强钢筋焊接，沿四周均匀分布。5.2.7、用I45c和I50焊接一个临时换吊平台，焊接控制在一个平面上，并保证焊缝高度。(见上图)。枕6、木支垫要在一个平面上，且基地沉降不能过大并保持一致,满足承载力要求。5.2.8、内、外护筒的下沉主要依靠护筒自身重量下沉，另辅以120kw震动锤弱震下沉。这就要求成孔质量要高，孔径顺直。钢护筒的下沉要做到及时，避免因时间过长，泥浆沉淀，护筒下沉不到位的现象发生。5.2.9、为达到崁岩桩的设计意图。在崁岩区深度的钢护筒预先做特殊处理。即在护筒四周每间隔1.5m开一个20cm大的圆孔，沿高度方向间隔为1m，成梅花桩布置。由于清孔标准是以清水桩为标准进行的清孔，确容易达到此标准。浇筑的混凝土能和岩体形成一个很好的整体。5.2.10、下沉工序：由25吨吊车转运节段护筒到孔口位置60吨主吊车安装第一节护7、筒下沉人工穿钢棒安放钢护筒在井字架上换吊索吊装第二节护筒孔口焊接一二节钢护筒轻轻吊起钢护筒拆掉钢棒、钢护筒下沉。如此循环，钢护筒就位。一般情况下，只要每天循浆不断，下钢护筒前用焊接了钢环的冲锤上下检孔，钢护筒就位不难。对个别如地质情况中有细砂层、孔底沉碴较多引起钢护筒下降较困难的，只需用震动锤稍为震动即可解决。护筒跟进示意如下图：5、 材料、设备及人员配置6.1施工主要机械设备6.1.1施工中主要机械设备见表6.1.1表6.1.1施工主要机械设备编号设备名称型号及规格数量备注1冲击钻机CZ-606110KW2砼拌和站PLJ10002275m3h3砼输送车NJ5260GJB410m34汽车吊QY8、25275t5发电机150GF1200KW6空压机110m37卷板机W11(162000)18电焊机BX1-315F-26380V9装载机LG50210震动锤1120kw6.1.2试验检测设备应满足工地常规检测要求，工地试验室主要检验及试验6.1.2试验设备见表6.1.2表6.1.2工地实验室主要检验及试验设备序号仪器名称型号规格单位数量1全站仪NTS-352台12水准仪DS-32台43钢尺50m把24皮尺50m把25花杆3m套56塔尺5m把27三米直尺把28万能材料试验机数显WE-1000KN台19压力机2000KN数显台110泥浆三件套套111砼坍落度测定仪100200300个112砼试模9、150150150个1513李氏比重瓶个46.2人员配置：序号作业人员数量备注1施工员1人2安全员1人3运输汽车辆驾驶员3人4装载机机手15吊车驾驶员26焊工8人7钢筋工4人8起重工4人9辅助工5人6、 质量控制和标准7.1内外护筒厚度确定7.1.1以溶洞顶板击穿、泥浆漏完最不利情况建立计算模型。地下水位以实测为准，内摩擦角以钻探资料中最小值为准进行外护筒厚度计算。7.1.2为避免混凝土浇筑过程中由于现浇混凝土压力过大击穿溶洞区薄弱的护壁，增加内护筒到溶洞底部。偏安全地以混凝土液化高度做为计算模型计算压力最大值，初凝时间采用4小时（实际时间短的多）。最薄弱处护壁强度以平衡冲孔时所需泥浆稠度所产10、生的压强为准，高度偏安全地取为液化高度。以此计算内护筒厚度。7.2做好临时吊点和工作平台的设计和力学计算。7.3掌握详尽的地质资料，确保在外护筒下沉就位以前第一个溶洞顶板不能击穿。7.4施工中严格控制钢护筒制作精度、焊接竖直度、焊缝质量，加强焊接过程中质量检测。7.5施工中控制成孔竖直度，护筒下沉要及时。做好不利地质条件下钢护筒的技术、物资设备及人员的准备。7.6清孔以清水孔作为标准。沉渣厚度小与5cm。7.7质量控制和标准7.7.1公路桥涵施工技术规范（TJG/T F50-2011）7.7.2公路工程质量检验评定标准（JTG-F80/1-2004）7.7.3公路勘测规范(JTGC10-20011、7)7.7.4公路工程施工安全技术规程（JTT076-95）7.7.5公路建设项目环境影响评价规范（JTGB03-2006）7.7.6公路工程水泥混凝土试验规程（TJGZ30-2005）7.7.7公路桥涵设计通用规范JTG D6020047.7.8钢结构设计原理天津大学出版社 丁阳7.7.9路桥施工计算手册人民交通出版社7、 施工安全措施8.1施工现场配置安全员，负责施工安全，做好现场用电安全、吊装安全工作，发现安全隐患，及时处理。8.2机械操作人员上岗前进行业务培训和安全操作规程的学习，经考核后方可上岗。8.3采用自动控制冲程的冲击钻进行冲孔，避免冲孔过程中坍孔造成的人员伤亡。8.4工地四周12、进行围栏，进行封闭式施工。8.5振动锤震动时应逐渐加载，避免吊车因加载过大出现安全事故。 8.6 坚持“安全第一，预防为主”的方针，建立健全保证体系，并把安全生产情况与每个人的经济利益挂钩，使安全生产始终处于受控状态。 按照施工方案中制定的各项技术措施，组织工程施工，不得减化施工工序、减弱防护措施。 8.7 高空作业要严格按照规范和安全作业规则配戴安全帽、安全带、设置安全网，大风、大雨等不良气候条件不得进行高空作业。 8.8 桥梁施工吊装作业严格按安全规则进行施工。吊装作业时，墩身附近严禁人员机械进入停留，并设立明显的作业和禁入标志。 8.9 对施工人员定期进行安全教育和安全知识考核。8、 环13、保措施9.1冲孔桩的钻渣妥善堆放，不得对水体和施工现场造成污染。9.2 散装物料（粘土、水泥、油料、骨料、化学品等）远离民用水井、河流、干渠，并采取遮盖措施，防止暴雨径流冲刷进入水体而影响水质；拌和场、预制场、桩基现场设置临时排水系统和沉淀池；拌和设备封闭并配备除尘设施。9.3施工现场设置临时排水系统，防止水土流失、保证原有的水系不因为施工而中断；不在水体和鱼塘30米范围内建设施工营地和堆料场。9.4施工营地的生活污水、生活垃圾集中堆放、处理，不直接排入水体。收集的生活垃圾运至弃土场进行深埋处理，生活污水及粪便用于农灌及农田肥料。9.5拌和场的散装料进行遮盖，拌和设备保证封闭并配有除尘设备。拌14、和场建立由散料堆放区、拌和区、生活区集中排水系统，并将上述各区生产、生活污水集中汇入沉淀池，沉淀水质达标后排入水体。拌和场设三级沉淀池；每一级出水口与进水口高差在1m以上，出水口配过滤网并与池底保持60cm以上的高差，每级沉淀池平面尺寸在2m2m以上，池深不小于2m。9.6施工现场建立环保管理体系，责任到人，并保证有效运行。9、 综合效益10.1安全效益该法用于溶洞发育地区桩基施工能有效避免孔外上层砂砾层垮塌现象，避免孔口坍塌、钻机倾斜及锤头掩埋等事故。10.2工期效益该法在确保安全的情况下可以使施工做到流水化施工，使工序、工期可控，避免溶洞发育地区工期的不可预见。10.3经济效益以我公司XX15、大桥施工为例。该桥2010年5月开始进场桩基施工，由于频繁发生孔内、孔外坍塌事故，质量、安全得不到保证，严重影响施工进度。2010年8月6日，该桥不得不暂停施工。截至2010年8月6日，12个孔位累积总进尺1069.8米（净进尺481.8m+回填重新冲击量588m），回填片石：粘土（1:1）工程量为2434m3。直接损失废弃工程总造价481万元。2011年9月，本桥完成修改原设计方案，工期大大的受到影响，使得该项目成了整条路线上的控制性工程。无论业主还是施工单位，经济上都受到了巨大损失。在该法的及时运用后，使工程质量、安全、进度得到了保证，也使得业主总体目标的实现得到了保障。经济效益、社会效益16、巨大。10、 工程实例XX特大桥为（102.75+2160+102.75）+440m装配式T梁及连续刚构桥，是湖南省炎陵县至汝城高速公路第二合同段工程，该桥1#、2#墩共16根2.8m，其中11根桩采用该法施工。该法施工顺利，综合效益显著。双护筒跟进施工工法图片集 前期没有外护筒保护施工的塌陷现场 前期没有外护筒保护施工的塌陷现场 溶洞漏浆回填片石 溶洞漏浆回填黄土 拼接钢护筒 拼接好的钢护筒钢护筒移位 孔口焊接钢护筒 孔口下沉外护筒 安装振动锤，准备下沉钢护筒 外护筒下沉到位 下沉内护筒 震动下沉内护筒 震动下沉外护筒 在外护筒保护下施工溶洞区 在外护筒保护下施工溶洞区 起吊钢筋笼 加工护筒