CN113605434A - 用于高速铁路岩溶的桥梁桩基施工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于高速铁路岩溶的桥梁桩基施工方法。该桥梁桩基施工方法包括：根据溶洞的高度采用抛填法、灌注混凝土填充法、钢护筒穿越法或双护筒跟进法进行溶洞的处理。本申请解决了由于没有给溶洞进行分类，也就不能采取不同的处理方案达到对溶洞的最佳处理效果造成的工期长，且工程质量和经济效益低的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及岩溶桥梁桩基施工领域，具体而言，涉及一种用于高速铁路岩溶的桥梁桩基施工方法。
背景技术
岩溶是由可溶性岩石长期受水的化学溶蚀和机械作用而形成的。随着高速铁路工程建设项目越来越多，桥梁岩溶桩基处理也成了必不可少的项目。
某些地区的高铁项目大冶水库特大桥全桥范围溶洞发育、规模大且见洞率高，施工难度较大。岩溶的桥梁桩基施中没有给溶洞进行分类，也就不能采取不同的处理方案达到对溶洞的最佳处理效果，导致工期长，且工程质量和经济效益低。
针对相关技术中没有给溶洞进行分类，也就不能采取不同的处理方案达到对溶洞的最佳处理效果造成的工期长，且工程质量和经济效益低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种用于高速铁路岩溶的桥梁桩基施工方法，以解决没有给溶洞进行分类，也就不能采取不同的处理方案达到对溶洞的最佳处理效果造成的工期长，且工程质量和经济效益低的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种用于高速铁路岩溶的桥梁桩基施工方法。
根据本申请的用于高速铁路岩溶的桥梁桩基施工方法包括：根据溶洞的高度采用抛填法、灌注混凝土填充法、钢护筒穿越法或双护筒跟进法进行溶洞的处理。
进一步的，根据溶洞的高度采用抛填法、灌注混凝土填充法、钢护筒穿越法或双护筒跟进法进行溶洞的处理包括：当溶洞的高度小于1.0m时，采用抛填法进行溶洞的处理；当溶洞的高度在1.0m-3.0m范围内，且为空洞时，采用灌注混凝土填充法进行溶洞的处理；当溶洞的高度在3.0m-5.0m范围内，且溶洞间距较小时，采用钢护筒穿越法进行溶洞的处理；当溶洞的高度在5.0m以上，且溶洞间距较大时，采用双护筒跟进法进行溶洞的处理。
进一步的，所述抛填法包括：采用正常成孔方法施工；钻穿溶洞漏浆时，反复往桩孔中抛填片石、黏土填满溶洞，直至停止漏浆；用冲击钻机小冲程冲击桩孔，使溶洞范围形成护壁后，按正常成孔方法继续施工。
进一步的，所述抛填法还包括：溶洞上下各1m范围内在钢筋笼上焊接厚4mm 的钢板圆筒，钢圆筒外焊加强箍筋。
进一步的，所述灌注混凝土填充法包括：采用静压化学灌浆法处理，并用喷射灌浆法配合对溶洞进行预处理。
进一步的，所述钢护筒穿越法包括：先用旋挖钻埋设护筒，旋挖钻钻进6m左右，然后采用全回转跟进法施工，穿越溶腔区到达岩层底部。
进一步的，所述钢护筒穿越法还包括：每节护筒之间拿M28的连接卡扣进行固定。
进一步的，所述双护筒跟进法包括：预埋外钢护筒；用沉拔桩机辅助下沉内钢护筒至溶洞底岩面；在溶洞底岩面与护筒交接处浇筑C25水下混凝土；待混凝土达到设计强度后，按常规方法进行冲、钻成孔施工。
进一步的，用沉拔桩机辅助下沉内钢护筒至溶洞底岩面之前还包括：当钻机钻至溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开回转钻机，换用冲击钻机小冲程冲击桩孔。
进一步的，用沉拔桩机辅助下沉内钢护筒至溶洞底岩面之后还包括：若采用沉拔桩机难以使钢护筒下沉至溶洞底岩面，则利用全回转钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量，使内护筒下沉至溶洞底部。
在本申请实施例中，采用不同处理方案处理不同溶洞的方式，通过根据溶洞的高度采用抛填法、灌注混凝土填充法、钢护筒穿越法或双护筒跟进法进行溶洞的处理；达到了给溶洞分类，并基于不同种类采取不同处理方案以达到对溶洞的最佳处理效果的目的，从而实现了有效缩短工期，且提升工程质量和经济效益的技术效果，进而解决了由于没有给溶洞进行分类，也就不能采取不同的处理方案达到对溶洞的最佳处理效果造成的工期长，且工程质量和经济效益低的技术问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的用于高速铁路岩溶的桥梁桩基施工方法的流程示意图；
图2是根据本申请实施例的灌浆孔平面布置及剖面图；
图3是根据本申请实施例的钢护筒穿越法处理图之一；
图4是根据本申请实施例的钢护筒穿越法处理图之二；
图5是根据本申请实施例的溶洞高度大于5m处理示意图；
图6是根据本申请实施例的钻杆压沉内护筒示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1-6所示，本申请涉及一种用于高速铁路岩溶的桥梁桩基施工方法，该桥梁桩基施工方法包括：
步骤S101、根据溶洞的高度采用抛填法、灌注混凝土填充法、钢护筒穿越法或双护筒跟进法进行溶洞的处理。
根据本发明实施例，优选的，据溶洞的高度采用抛填法、灌注混凝土填充法、钢护筒穿越法或双护筒跟进法进行溶洞的处理包括：
当溶洞的高度小于1.0m时，采用抛填法进行溶洞的处理；
当溶洞的高度在1.0m-3.0m范围内，且为空洞时，采用灌注混凝土填充法进行溶洞的处理；
当溶洞的高度在3.0m-5.0m范围内，且溶洞间距较小时，采用钢护筒穿越法进行溶洞的处理；
当溶洞的高度在5.0m以上，且溶洞间距较大时，采用双护筒跟进法进行溶洞的处理。
根据溶洞的高度以及溶洞特性，将溶洞分为了四种类型，不同类型对应的采用不同的溶洞处理方法；具体地，当溶洞的高度小于1.0m时，采用抛填法进行溶洞的处理；当溶洞的高度在1.0m-3.0m范围内，且为空洞时，采用灌注混凝土填充法进行溶洞的处理；当溶洞的高度在3.0m-5.0m范围内，且溶洞间距较小时，采用钢护筒穿越法进行溶洞的处理；当溶洞的高度在5.0m以上，且溶洞间距较大时，采用双护筒跟进法进行溶洞的处理。在施工前，施工人员可以先采用量具测出待施工的溶洞的高度，并且参照以上的分类及对应的处理方法进行溶洞的处理；从而能够采取不同的处理方案达到对溶洞的最佳处理效果，进而可以有效缩短工期，提升工程质量和经济效益。
从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：
在本申请实施例中，采用不同处理方案处理不同溶洞的方式，通过根据溶洞的高度采用抛填法、灌注混凝土填充法、钢护筒穿越法或双护筒跟进法进行溶洞的处理；达到了给溶洞分类，并基于不同种类采取不同处理方案以达到对溶洞的最佳处理效果的目的，从而实现了有效缩短工期，且提升工程质量和经济效益的技术效果，进而解决了由于没有给溶洞进行分类，也就不能采取不同的处理方案达到对溶洞的最佳处理效果造成的工期长，且工程质量和经济效益低的技术问题。
根据本发明实施例，优选的，所述抛填法包括：
采用正常成孔方法施工；钻穿溶洞漏浆时，反复往桩孔中抛填片石、黏土填满溶洞，直至停止漏浆；用冲击钻机小冲程冲击桩孔，使溶洞范围形成护壁后，按正常成孔方法继续施工。
优选的，所述抛填法还包括：
溶洞上下各1m范围内在钢筋笼上焊接厚4mm的钢板圆筒，钢圆筒外焊加强箍筋。
具体地，溶洞高度小于1.0m，采用正常成孔方法施工。钻穿溶洞漏浆时，反复往桩孔中抛填片石、黏土填满溶洞，直至停止漏浆，再用冲击钻机(YKC-31) 小冲程冲击桩孔，使溶洞范围形成护壁后，再按正常成孔方法继续施工。为保证溶洞范围护壁能承受侧向压力，溶洞上下各1m范围内在钢筋笼上焊接厚4mm的钢板圆筒，钢圆筒外焊加强箍筋。
根据本发明实施例，优选的，所述灌注混凝土填充法包括：
采用静压化学灌浆法处理，并用喷射灌浆法配合对溶洞进行预处理。
具体地，溶洞高度在1.0m～3.0m范围，且为空洞的采用静压化学灌浆法处理，并用喷射灌浆法配合对溶洞进行预处理。在桩周均布3个灌浆孔，孔径为100mm。灌浆孔采用GC-150型钻机钻孔，孔深应达到最深溶洞的底部下30cm处。溶洞经预处理后，用SR405R-HK旋挖钻机或(冲击钻机YKC-31)钻进(冲击)成孔，钻进至溶洞时应注意漏浆情况，如发生明显漏浆采用高压喷射浆法进行处理。
根据本发明实施例，优选的，所述钢护筒穿越法包括：
先用旋挖钻埋设护筒，旋挖钻钻进6m左右，然后采用全回转跟进法施工，穿越溶腔区到达岩层底部。
优选的，所述钢护筒穿越法还包括：
每节护筒之间拿M28的连接卡扣进行固定。
具体地，溶洞高在3.0m～5.0m之间，多层溶洞且间距较小的采用钢护筒穿越处理。先用旋挖钻埋设护筒，旋挖钻钻进6m左右，然后采用全回转跟进法施工，穿越溶腔区到达岩层底部，每节护筒之间拿M28的连接卡扣进行固定，保证钢护筒的整体性和垂直度。
根据本发明实施例，优选的，所述双护筒跟进法包括：
预埋外钢护筒；用沉拔桩机辅助下沉内钢护筒至溶洞底岩面；在溶洞底岩面与护筒交接处浇筑C25水下混凝土；待混凝土达到设计强度后，按常规方法进行冲、钻成孔施工。
优选的，用沉拔桩机辅助下沉内钢护筒至溶洞底岩面之前还包括：
当钻机钻至溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开回转钻机，换用冲击钻机小冲程冲击桩孔。
优选的，沉拔桩机辅助下沉内钢护筒至溶洞底岩面之后还包括：
若采用沉拔桩机难以使钢护筒下沉至溶洞底岩面，则利用全回转钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量，使内护筒下沉至溶洞底部。
具体地，溶洞高度大于5.0m，且溶洞间距较大时，用套放内、外钢护筒穿过溶洞法进行处理。护筒长度L＝h+2m(h为多层溶洞高)。
内护筒内径应比设计桩径大20cm，外径应小于外护筒内径5cm，若遇第二层溶洞，第二层溶洞的内护筒外径比上层内护筒内径小3cm～5cm，钢护筒厚度为 1cm。
预埋外钢护筒，用沉拔桩机将钢护筒沉至冲洪积层(Q4dl+pl)的砂砾层或第四系残积层顶面。
当钻机钻至溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开回转钻机，换用冲击钻机 (YKC-31)小冲程冲击桩孔。用冲击钻冲孔时，应轻锤慢打，冲程不超过50cm。
在反复提升冲锤，且无受阻碍现象后，用沉拔桩机辅助下沉内钢护筒至溶洞底岩面；若采用沉拔桩机难以使钢护筒下沉至溶洞底岩面，可利用全回转钻机进行，在钻机的钻杆上加设压架，利用钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量，使内护筒下沉至溶洞底部。
护筒下沉完成后，在溶洞底岩面与护筒交接处浇筑C25水下混凝土，浇筑厚度控制在1.0m～1.5m范围，以封闭钢护筒与岩面间的空隙。
待混凝土达到设计强度后，按常规方法进行冲、钻成孔施工即可。本工程中， 19号墩的桩基溶洞高6-7m，桩长45m，该桩位溶洞采用双护筒跟进法进行处理，安全快速完成了该桩的施工。
本实施例中，钻进过程中应当控制质量；具体地，采用泥浆护壁，容重应控制在1.2g/cm3～1.4g/cm3，以有效护壁，防止塌孔。为提高泥浆的胶体率和稳定性，在泥浆中掺入0.1％～0.4％的纯碱。溶洞顶板的冲孔采用小冲程，冲程不超过50cm。如发现明显漏浆，应迅速提锤，操作手离开钻机，避免安全事故发生，并即时补浆，向桩孔内抛黏土包、片石、水泥包等，达到堵漏，防止塌孔目的，直至泥浆面稳定为止。溶洞顶板、底板斜面处理，若溶洞的顶盖和底板面高低不平，进出溶洞按斜面开孔的方法处理，先向孔内分层抛填片石和黏土，然后用冲击钻机小冲程冲击切削硬岩石成孔。
本实施例中，钻进过程中应当注意故障处理；具体地，当出现卡钻时，采用水下割护筒底口挡住钻头部分或将钢护筒上拔(顶起)一定高度的方法处理，以腾出空间，将钻头拉出。如因护筒底变形而引起卡钻，可抛填片石反复冲击，将变形部位挤出，或水下切割变形部位，将钻头斜拉上来。产生斜孔、弯孔的原因：一是斜面开孔，通过溶洞时，未按正确的施工方法；二是出现没有预见的溶洞；三是隔层相向的探头石，在钻进时相互扩孔，使钻成的孔成竖向的“s”形。斜孔、弯孔的处理方法：一是回填片石、黏土重钻，反复数次；二是灌注水下素砼至弯曲部分以上的一定高度，待强度合格后重新施钻。
本实施例中，混凝土浇注应当控制质量；具体地，钢筋笼吊放和混凝土的浇注应及时进行，防止意外情况发生。在混凝土中掺入适量粉煤灰及缓凝剂，并适当增加含砂率(含砂率控制在40％～50％)，使混凝土有较好的和易性，延长混凝土的初凝时间。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于高速铁路岩溶的桥梁桩基施工方法，其特征在于，包括：
根据溶洞的高度采用抛填法、灌注混凝土填充法、钢护筒穿越法或双护筒跟进法进行溶洞的处理。
2.根据权利要求1所述的桥梁桩基施工方法，其特征在于，根据溶洞的高度采用抛填法、灌注混凝土填充法、钢护筒穿越法或双护筒跟进法进行溶洞的处理包括：
当溶洞的高度小于1.0m时，采用抛填法进行溶洞的处理；
当溶洞的高度在1.0m-3.0m范围内，且为空洞时，采用灌注混凝土填充法进行溶洞的处理；
当溶洞的高度在3.0m-5.0m范围内，且溶洞间距较小时，采用钢护筒穿越法进行溶洞的处理；
当溶洞的高度在5.0m以上，且溶洞间距较大时，采用双护筒跟进法进行溶洞的处理。
3.根据权利要求1所述的桥梁桩基施工方法，其特征在于，所述抛填法包括：
采用正常成孔方法施工；钻穿溶洞漏浆时，反复往桩孔中抛填片石、黏土填满溶洞，直至停止漏浆；用冲击钻机小冲程冲击桩孔，使溶洞范围形成护壁后，按正常成孔方法继续施工。
4.根据权利要求3所述的桥梁桩基施工方法，其特征在于，所述抛填法还包括：
溶洞上下各1m范围内在钢筋笼上焊接厚4mm的钢板圆筒，钢圆筒外焊加强箍筋。
5.根据权利要求1所述的桥梁桩基施工方法，其特征在于，所述灌注混凝土填充法包括：
采用静压化学灌浆法处理，并用喷射灌浆法配合对溶洞进行预处理。
6.根据权利要求1所述的桥梁桩基施工方法，其特征在于，所述钢护筒穿越法包括：
先用旋挖钻埋设护筒，旋挖钻钻进6m左右，然后采用全回转跟进法施工，穿越溶腔区到达岩层底部。
7.根据权利要求6所述的桥梁桩基施工方法，其特征在于，所述钢护筒穿越法还包括：
每节护筒之间拿M28的连接卡扣进行固定。
8.根据权利要求1所述的桥梁桩基施工方法，其特征在于，所述双护筒跟进法包括：
预埋外钢护筒；用沉拔桩机辅助下沉内钢护筒至溶洞底岩面；在溶洞底岩面与护筒交接处浇筑C25水下混凝土；待混凝土达到设计强度后，按常规方法进行冲、钻成孔施工。
9.根据权利要求1所述的桥梁桩基施工方法，其特征在于，用沉拔桩机辅助下沉内钢护筒至溶洞底岩面之前还包括：
当钻机钻至溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开回转钻机，换用冲击钻机小冲程冲击桩孔。
10.根据权利要求1所述的桥梁桩基施工方法，其特征在于，用沉拔桩机辅助下沉内钢护筒至溶洞底岩面之后还包括：
若采用沉拔桩机难以使钢护筒下沉至溶洞底岩面，则利用全回转钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量，使内护筒下沉至溶洞底部。
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