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武咸公路改造工程桩基溶洞处理钢护筒跟进施工方案编制单位：武咸公路改造工程第一项目经理部编制人：日期：审核人：日期：审批人：日期：目录一、工程概况·····················1二、工程地质情况概述·················2三、灰岩区溶洞特征··················3四、溶洞处理措施概述·················5五、采用钢护筒跟进施工的桩基·············10六、钢护筒吊装专项方案················146.1起重机械的选择······················································146.2钢丝绳的选择·························································176.3吊钩·····································································186.4卸扣·····································································196.5吊装施工·······························································20七、安全保证措施···················217.1安全保障制度·························································217.2吊装过程安全控制措施·············································221一、工程概况地理位置：项目位于武汉市武昌区与洪山区交界处。路线基本情况：武咸公路：北起梅家山立交，南止青菱立交，全长约7.5km，宽50～70m。沿线与津水路、南湖路、复兴路、江国路、江民路、白沙二路、白沙四路等相交。2二、工程地质情况概述全线工程范围地质情况大致分为三类：第一类：覆盖层：杂填土、粉质粘土、粉砂、细砂，覆盖层厚度在2m～15m。基岩：微风化石灰岩第二类：覆盖层：杂填土、粉质粘土、粉细砂、细砂，砾卵石等；基岩：粘土岩3第三类：覆盖层：杂填土、粉质粘土、粉细砂、细砂，强风化泥质砂岩；基岩：中风化泥质砂岩。三、灰岩区溶洞特征根据勘察结果，场地沿线部分地段揭露的基岩为灰岩及泥灰岩，其中（K1+075～k1+250、k3+600～k4+935、k5+930～k6+200）路段是灰岩与泥灰岩上直接覆盖着全新统冲积相饱和粉细砂、中砂及中粗砂夹卵砾石层。场地附近近几十年多处出现地面塌陷，直接危及地面建（构）筑物的安全。灰岩区溶洞是本场地主要不良地质作用和地质灾害，在近期武咸公路改造工程桩基施工过程中，多次处出现漏浆、塌孔现象，严重处引起地面塌陷，极大影响了两侧车行道的行车安全。近期钻孔中漏浆塌陷的图片：4W125-3W120-35目前，以上两处已进行了回填加固处理，桩基施工停止。通过灰岩区逐桩超前钻结果显示，灰岩区溶洞特征：（1）见溶洞率高达40%；（2）溶洞洞高大小不一，从0.4m～18.2m不等；（3）溶洞层数从一层至四、五层不等，多层溶洞呈糖葫芦串珠状；（4）溶洞多为填充型，部分为半填充或无填充型（填充物多为可塑或硬塑粘性土及少量灰岩碎块）；（5）石灰岩岩芯表面均有不同程度的溶蚀；（6）裂隙较发育，多被方解石脉充填，胶结良好。四、溶洞处理措施概述（1）对较小溶洞，先对溶洞顶部成孔，再跟进钢护筒至粉砂层底的基岩顶，然后用小冲程凿穿溶洞顶板，若钻进过程中泥浆损失较慢，应及时补充泥浆，并抛填片石、粘土块或C20砼充填挤实后再钻进。（2）对较小溶洞，在凿穿溶洞顶板，先跟进钢护筒至溶洞顶，再用小钻头凿穿溶洞顶板，若钻进过程中泥浆损失较快，必要时可采取惨加速凝剂或水玻璃的水泥砂浆、C20混凝土进行封堵，并应及时补充泥浆。（3）对于溶洞高度较大，采用下钢护筒跟进钻孔，辅以片石、粘土块或C20砼封堵的方法。对于糖葫芦串珠状的溶洞，根据情况采用多层钢护筒递进的方法钻进。6多层溶洞时钢护筒跟进五、钢护筒跟进施工方法钢护筒壁厚δ=12～18㎜的钢板，孔深10米以下时采用12㎜厚的钢板，孔深10～30米时采用14㎜厚的钢板，孔深30米以上时采用18㎜厚的钢板，在厂家用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口，每节制作长度为4.5～7.5米，制作内钢护筒的内径D′=d+20cm（d为设计桩径）。下置钢护筒的目的：主要是防止贯通溶槽的漏浆而造成砂质覆土层以及地表层的塌孔，首先将φ1.6m的钻头扩大至φ1.8m，正常钻进至溶洞上方约1m处，采用汽车吊辅助振动锤等打入设备，将钢护筒分节打入土层中至岩面。7（1）桩基内护筒跟进的施工工艺：场地平整、定位埋设外钢护筒冲孔至溶洞顶（回填片石或C20砼）溶洞顶部处理下放内钢护筒正常成孔至桩底标高（终孔）。（2）钢护筒制作：外钢护筒的内直径为D=d+40cm（d为设计桩径），壁厚δ=12㎜，长度为2米；采用机械卷制加工制作；内钢护筒：采用壁厚δ=12～18㎜的钢板，在厂家用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口，每节制作长度为4.5～7.5米，制作内钢护筒的内径D′=d+20cm（d为设计桩径）。制作好后运至施工现场。（3）全程钢护筒跟进施工本工程下置内钢护筒的目的：主要是防止贯通溶槽的漏浆而造成砂质覆土层的塌孔，通过下置内护筒的作用，即可顺利穿越溶槽层至设计桩底标高，达到顺利终孔的要求；同时避免砼超灌甚至无法灌注至设计桩顶标高等情况。将φ1.6m的钻头扩大至φ1.8m，正常钻进至溶洞上方约1m处，采用25T汽车吊辅助20T振动锤，先将内钢护筒分节打入土层中至岩面，再进行回钻成孔。在下沉钢护筒的施工过程中，振动锤必须平稳，牢固的焊在内钢护筒顶部，并在护筒顶面的平面位置一定要居中，尽可能避免因偏心造成护筒产生偏斜。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8直入土。若一旦发现有偏斜的趋势，马上进行纠正，将可能发生偏斜的不利因素消除在萌芽状态中。内护筒沉入岩面后，先采用冲锤进行成孔一定深度后（注：进尺为1.5～2米），及时采用25T汽车吊辅助振动锤将内护筒下沉至进尺岩面标高处；然后再进行冲孔、下内刚护筒；与之循环反复进行至桩底设计标高处；同样，在施工过程中严格测量、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。各节内刚护筒的连接焊缝全部采用双面开坡口进行满焊，两节护筒的接缝除施焊外，还需在接缝处焊接50mm宽、δ=10㎜的加强钢带。以保证其尺寸准确，使护筒体顺直度达到要求，整个内护筒的竖向壁成一直线。对其控制好质量的环节上起到关键的作用。（4）钢护筒垂直度控制下落过程中通过外部专门支架和预埋外护筒之间的卡具控制，并用经纬仪辅助控制垂直度，具体如下图：两节钢护筒焊接过程中的控制：下部钢护筒用垫铁调平（用吊车调节），用水平尺检测达到水平要求后，在外部卡具范围内将上部钢护筒初步就位，接口对齐，用经纬仪测量垂直度，如垂直度超规范要外钢护筒下落钢护筒1120调节空间20调节空间20调节空间钢护筒下部垂直度控制点1122外部控制架外部控制架22外部支架与外护钢筒锚接[20槽钢20mm调节空间20mm调节空间20mm调节空间20mm调节空间9求，则接口部位采用垫铁调平，然后将两节钢护筒点焊，初步稳定后，再进行满焊。在焊缝冷却后，进行钢护筒的下落施工，上述工序循环进行。（5）内钢护筒下至溶槽处的处理由于施工处不良地质溶洞的深度大同时有可能存在贯通的溶洞存在。对于此处的处理更不得马虎，若处理不当有可能出现卡锤的情况出现。需根据补勘探的地质资料，详细了解各溶槽顶标高的准确位置后，严格按照以下进行处理：内钢护筒的下放位置：根据其地质资料或原成孔桩基已施工的标高位置处（或溶槽顶100cm处）；冲击锥锤冲至溶槽顶部范围做到上下轻提慢放，做到缓慢的进尺至溶槽处形成一小的裂口，不得高提进行强烈的冲击；以防止卡锤的危险。进入溶槽后，根据我公司桩基施工的经验总结情况看，孔内的泥浆势必全部漏失。因此需单独进行溶槽的处理：孔内浆漏失完后，尽快用25T汽车吊将冲击锥锤吊开。将拼装备好的水下砼导管放入孔内，采用C20砼进行封堵，砼须多次进行，且每次灌入的砼不宜过多，同时砼需在待前面砼达到初凝后进行，砼的塌落度控制在30～50mm，通过砼的低流动性达到暂时封堵的目的；待砼凝固产生一定强度后，再用冲击锥锤进行重复回钻、跟进内钢护筒。也可采用回填片石进行反复冲砸。通过挤压旁边的溶洞空间，孔桩周围形成护壁，再跟进内钢护筒。10同一桩孔内若有多层溶洞、溶槽或空洞，需分层按上方法处理、跟进下放内钢护筒。（6）质量保证措施：钢护筒的加工尺寸必须严格控制，护筒上下节的连接缝除焊接外，还需在接缝处焊50mm宽的加强钢带，护筒水平接缝所成平面与护筒竖向垂直，使整个钢护筒的垂直度符合要求，振动锤与护筒顶面焊接牢固，无松动；并要求振动锤位置居护筒顶面中，各节下沉的护筒必须严格控制垂直度。五、采用钢护筒跟进施工的桩基墩号顶板厚度（m）溶洞顶距地面高度（m）溶洞洞高（m）溶洞填充情况钢护筒长（m）W115-4#1.81.2杂填土+4.1粘土+5.7粉质粘土+18.4粉细砂+14.1粘土岩+1.8顶板=45.33.2+0.7未填充L=44W116-1#5.81.2杂填土+13粉质粘土+10.8粉细砂+4.5中粗砂+5.8顶板=35.36.2未填充L=30W1172#3.50.4杂填土+4.6土洞+2粉质粘土+22.5粉细砂+3.5顶板=334未填充L=303#41.4杂填土+5.6粉质粘土+23粉细砂+4顶板=341.5未填充L=30W1191#3.31.6杂填土+4.6粉质粘土+23.8粉细砂+3.3顶板=33.35.5填充严重漏浆L=31W1201#5.62.3杂填土+6.2粉质粘土+19.62.6半填充L=3311粉细砂+5.6顶板=34.73#4.52.3杂填土+6.2粉质粘土+20粉细砂+4.5顶板=34.01.3半填充L=334#0.52.3杂填土+6.2粉质粘土+20粉细砂+0.5顶板=30.01.6+1.5半填充L=29W1212#0.32杂填土+9.8粉质粘土+17.3粉细砂+0.3顶板=29.40.4+0.6+2.5+0.6L=283#1.42杂填土+9.8粉质粘土+17.3粉细砂+1.4顶板=30.52.5+0.9+1.3+1.1半填充L=294#1.22杂填土+9.8粉质粘土+17.2粉细砂+1.2顶板=30.20.7+6.5填充塌孔L=29W1223#0.92杂填土+9.8粉质粘土+17.3粉细砂+0.9顶板=301.2+6.8未填充L=294#7.42杂填土+9.8粉质粘土+17.6粉细砂+7.4顶板=36.81.9+2.8未填充L=36W1231#1.12杂填土+7.5粉质粘土+19.5粉细砂+1.1顶板=31.00.9+0.8未填充L=303#2.62杂填土+7.5粉质粘土+20.1粉细砂+2.6顶板=32.21.1填充塌孔L=314#3.12杂填土+7.5粉质粘土+20.1粉细砂+1.8红粘土+3.1顶板=34.51.5未填充L=3312W1241#5.51.5杂填土+9.7粉质粘土+17.7粉细砂+5.5顶板=34.43.5未填充L=334#11.5杂填土+9.7粉质粘土+17.6粉细砂+1.0顶板=300.4+2.4填充L=29W1253#0.52杂填土+9.8粉质粘土+16.9粉细砂+0.5顶板=29.22.6填充L=28W1261#6.81杂填土+5.6粉质粘土+22.1粉细砂+6.8顶板=35.53.5填充L=343#5.51杂填土+5.6粉质粘土+22.9粉细砂+5.5顶板=352.8填充L=344#31杂填土+5.6粉质粘土+23.4粉细砂+3顶板=330.5+0.5+1.4+0.