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广肇城际轨道交通鼎湖特大桥基桩开挖安全施工方案修改

根据钻探揭露，桥址可溶岩区岩溶为中小型溶洞及串珠状溶洞，部分孔揭示有较大型的溶洞发育。岩溶施工过程中应根据实际情况采取抛填片石、填土、钢护筒跟进等措施，相关处理工程量应经监理、业主等确认。此外场地内分布有人工填土，软土，淤泥等特殊岩土，均对工程有一定影响。施工前应拟定方案和措施预防和解决可能出现的问题。

施工场区平整，须满足测量定位放线与桩基施工要求。现场清理过程中，须将桩基础范围内的一切障碍物清除干净，以便于钻机造孔的顺利进行。在施工场内应铺设场内道路，以满足施工时的材料运输。根据场地的情况和施工顺序，合理地安排泥浆坑(池)。做到施工场地与道路紧凑，施工时挖若干个泥浆池，并随施工进度变化泥浆池位置。安装并检查临时电源及水源，主要机电设备安装保护装置，确保运转正常使用安全。

专业测量人员根据建设单位提供的设计图和导线网CJT420-2013标准下载，准确地测放基线，基点及桩位，桩位测量偏差不得大于10mm，用木桩定位。基准点妥善保护，不得在施工过程中破坏。

收集研究地质资料，通过施工核对地质资料，检验设备，施工工艺及技术要求是否适宜。进行图纸会审,对工人进行技术交底,安全技术交底,下达作业指导书。落实岗位责任制，分工明确，责任到人。

基桩开挖应由具有相应资质的专业钻孔队伍施工，施工前，由项目总工负责向各施工队长和分项技术负责人进行技术交底，并组织全体职工认真学习熟悉《工程施工组织设计》、《钻孔灌注桩施工方案》、施工图纸、技术规范等有关文件和图纸，做到人人熟悉，各负其责。现场设专人做好钻孔记录，并负责对安全施工实施跟踪监督，做好监督记录。

4.1基桩开挖安全措施

（1）桩基施工夜间施工应保证照明良好，道路平顺畅通、灯光保证亮度充足均匀及不闪烁。设置好运输线路安全信号标志，确保施工运输安全。

（2）车辆和设备有专人管理和操作，做到“三定”（定人、定机、定岗位），“三好”（管好、用好、维修好），“四会”（会使用、会保养、会检查、会排除故障），“四懂”（懂管理、懂结构、懂性能、懂用途），车辆、设备按有关规定进行保养，确保其性能处于完成好状态，符合安全技术要求，满足施工需要。

（3）坚持酒后不驾驶，疲劳不驾驶。严格定期对机械设备进行检修保养，不得带故障使用。

（4）在施工场区出入口设置规范、醒目的交通标志。

（5）对所有进场的施工人员入场前进行安全、文明施工教育，严禁赤脚，穿拖鞋或高跟鞋上班。

（6）进入施工现场必须戴安全帽，与生产无关人员不得进入施工现场。

（7）桩机升降过程中要尽量保持水平。

⑴泥浆制作的材料：造孔泥浆由水、粘土(或膨润土)和外加剂等搅拌而成。

⑵泥浆制作的性能：应满足钻孔施工保护孔壁，泥浆流动带出钻渣，清孔换浆后不易发生沉淀的要求。

⑶泥浆制作的方法：泥浆制作采用机械搅拌。

⑸泥浆的排放：钻孔沉定的泥碴不能泛流排放，必须按要求经排浆沟进入沉淀池，弃渣到家至指定的地点。

  为防止钢护筒在钻进成孔过程中水头突然下降、地层扰动后液化发生坍塌倾斜等事故，在埋置护筒时，将护筒一定周围内的砂性土挖除，回填粘性土至护筒底以下0.5m处并夯实，然后通过定位的控制桩放样，把钻孔中心位置标于孔底，再把护筒放进坑内，然后移动护简、使护筒中心与钻孔中心位置重合。在护筒周围对称、均匀回填最佳含水量的粘土，分层夯实、达到最佳密实度，同时也选用刚度好、接头严密、不漏水、抗挤压的钢护简。

（1）钻机安装前，要检查钻机及相应设备是否完好及施工平台环境是否满足施工各道工序的要求。

（2）钻机必须安装在300×25×20cm方木上，防止钻机滑动移位。

（3）钻机就位安装时要平稳，对准孔位中心，必须用测量仪复测护筒中心孔位，保证护筒桩位中心、钻具中心在同一铅垂线上。

（1）钻机开钻前，应检查钻孔设备安装是否稳固，性能完好，配套机具是否就位齐全、完好，钻孔泥浆是否拌制并性能是否符号要求，钻具是否对准钻孔孔位，钻头直径是否满足设计要求。　

（2）钻进时根据地层情况，可采用不同的泥浆进行钻进，要确保孔壁稳定。钻进时如孔内出现坍孔、涌砂等异常情况，应立即将钻具提离孔底，同时向孔内输送性能符合要求的泥浆，保持浆柱压力以抑制继续涌砂和坍孔。

（3）钻进达到设计孔深停钻时，仍要维持泥浆正常循环，直到返出泥浆的钻渣含量满足设计要求。起钻时应注意操作轻稳，防止钻头拖刮孔壁，并向孔内补入适量泥浆，稳定孔内浆柱高度。

（4）在钻进时要观察孔内地层变化，详细记录，发现与设计提供的地质剖面图不符时应及时向现场工程师汇报，以便及时采取相应措施。

（5）升降钻具时必须平稳，钻具提出孔口时应防止碰撞护筒、孔壁、钩挂护筒底部。

（6）因故停钻时，孔口应加护盖。严禁将钻具留在孔内，以防埋钻。

（7）当钻孔遇有坍孔、孔斜、弯曲、扩孔、漏浆、落物、卡钻、埋钻时，要针对不同情况，仔细分析，查明原因和位置，采用不同的方法及时进行处理。

（8）成孔验收：钻孔终孔后要实测孔位、孔深、孔形、孔径、孔偏，自检合格后才能通知监理工程师到现场进行终孔验收签证。

（9）钻孔灌注桩偏差及检查方法：

用符合设计桩径的钻具或同经钢笼用钢绳逐渐从孔口向孔底放落，每2～4米测一钢绳在孔口的中心位置，再用相相似三角形法计算。

用设计桩径的钻具或同径（长度不少于3米）钢筋笼能从孔口顺利下入到孔底。

①达设计深度；②实测。

（10）灌注桩钻孔，必须采用跳打法，以避免影响邻近桩孔砼质量。

（1）钻孔（孔位、深度、孔径、孔斜）经验收合格后方可清孔。清孔时，孔内浆面始终要保持高于护筒以外水位，防止孔内浆面过低造成孔壁坍塌事故。

（2）清孔结束标准：返出冲洗液泥浆的钻渣含量小于4%，下钢筋笼前其沉淀厚度<10cm，合格后通知监理工程师进行验收签证。

（3）下钢筋笼后，灌注砼之前，其沉淀厚度<10cm；如超过规定，应进行第二次清孔，符号要求后方可灌注水下混凝土。

（4）浇筑混凝土时，溢出的泥浆必须引流至沉淀池处理，防止污染环境和河流。

（一）、岩溶地区钻孔灌注桩施工的关键技术是如何保证成孔过程中不漏浆、或虽漏浆但不塌孔，保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求。

1、施工前充分的技术和物质准备    

在施工过程中，若钻孔灌注桩钻进时遇到溶洞、裂隙地带，就会出现孔内泥浆急剧下降，如不及时补充水头和抛填粘土、片石等回填物堵塞溶洞、裂隙带的漏浆空洞，抬高水头以增加孔壁侧压力，孔壁土层就不能承受地下水和周围土层的侧压力，就会造成护简底部地层坍塌和埋钻的现象，护简周围地面大面积整体下陷，地面也可能出现裂缝。一旦出现这种异常情况，若处理不及时或处理不当将会影响到工程质量和人员、设备的安全，造成经济上的重大损失，施工周期也将延长。

在施工前，施工单位根据逐桩钻探资料认真研究各墩台溶洞分布的平面位置、高程、范围、连通性和有无充填物等情况，根据设计要求制定出详细的施工方案和施工技术保障措施。在选用钻机时，选用有挤压侧壁作用的正循环冲击钻机，在现场备足水、粘土、片石、碎石、粉煤灰和水泥等必备材料，同时设置容量不小于2倍单孔容量的泥浆池和沉淀池，制备符合要求的优质泥浆，应急电源和施工机械也应作充分准备，确保意外情况出现时，能按照应急预案中的施工方案及时进行处理。

2、采取合理的成孔措施

  在成孔过程中，钻进冲程及泥浆也应随地质情况变化而做相应的调整，钻至溶洞顶部1m左右时，加大泥浆比重和稠度，采用1m～1.5m的小冲程，逐渐将溶洞顶部击穿，同时准备好足够数量的水泵或泥浆泵。在孔周围准备足够的片石、粘土、水泥及粉煤灰等，一旦孔内水头急剧下降，以便及时向孔内补水、补浆，同时回填粘土、片石、水泥及粉煤灰等，以便保持孔内水头稳定。回填物必须高出溶洞顶1m以上，然后放下钻头进行冲砸堵漏，以小冲程反复冲砸，将粘土、小片石挤入溶洞。大部分钻孔桩由于事先做好了预防措施，使在施工时遇到的溶洞、裂隙得到了及时处理，保证了钻孔桩顺利成孔。

3、按溶洞类型不同分别采取不同的施工措施

1）、对溶蚀发育轻微、空洞不大、施工时漏浆量小的桩基施工

采取正常成孔方法施工，当钻穿溶洞漏浆时，反复投入黄土和片石，利用钻头冲击将黄土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中，还可掺入水泥、烧碱和锯末，增大孔壁的自稳能力。

施工准备→埋设护筒→移动钻机、定位→护筒内投入土、片石、水→钻孔→抽碴→吸泥清碴。

①开孔时用小冲程冲击钻孔，要打得准、打得稳，间断冲击，少抽碴，使开口圆顺。

③密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生。

④根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，凭手握冲击主绳的手感，钻头冲击岩层的响声，抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。

⑥钻穿岩溶地层上壳时一旦漏浆，要及时投放粘土块、片石并补水，保持孔内水位高度。

2）、充填物为流塑状或空洞较大的溶洞条件下的桩基施工

采用双护筒跟进方式冲击成孔。

空洞较大的溶洞条件下钻孔桩施工工艺流程图

①外护筒直径应较设计桩径大20cm，内护筒直径应较设计桩径大5cm。

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。

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7cm，以便内护筒顺利通过顶板。护筒跟进示意如图：

⑤当内护筒下沉到位后，在内外护筒间进行抛石压浆处理，以增加护筒的整体刚度。之后进行内护筒的排泥和稳固岩面的钻孔。

⑥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接良好，灌注水下砼之前需用高压水冲射排除残碴。

（3）护筒刃脚固结处理

当钢护筒打至第一层岩面或穿过溶洞到下一层岩面时，钢护筒周边不可能与岩面完全接触，加上岩面一般较为倾斜，内护筒与岩面之间一般往往会形成较大间隙，若不加以固结，在入岩冲进过程中会成为桩孔与桩外的通道，极易造成埋钻和过护筒脚时产生偏孔或斜孔，留下质量隐患。

（1）原因：①在基岩段成孔时由于桩锤磨损未及时修补；②在冲击时发生掉物、掉石；③钢丝绳冲放过多，致桩锤倾倒顶住孔壁；④溶洞底板倾斜或遇到半边溶洞。

（1）原因：①锤体质量有问题，造成锤体断裂；②钢丝绳断裂；③进尺时遇到大溶洞，且填充物为软塑性土质或空洞时，因为控制进尺，冲锤一下进尺数米，引起掉锤。

（2）处理措施：①选用打捞钩、冲抓锥等合适的打捞工具将锤体捞起；②确实无法捞起时，请设计单位提出桩基修改方案。

（1）原因：施工时由于碰到溶洞或与桩位外溶洞相通的裂隙，引起突然间大量泥浆漏失。

（2）处理措施：发生漏浆时要及时补浆补水，维持孔内水头，防止孔内外产生过大的水头差，并迅速堵漏。

5.3桩基成孔施工的注意事项

(1)在成孔过程中，要特别注意快到土洞、溶洞的洞顶时，应低锤冲击，防止卡锤、掉锤现象。

(2)遇较大的土洞、溶洞时，先在孔口附近准备好足够的块石、粘土、水泥。在洞顶打穿时，一旦发现漏浆，要迅速填堵，防止塌孔。一般土洞、溶洞洞顶击穿后，桩孔中泥浆会很快下降，此时要用铲车及时将准备好的块石、粘土、水泥按适当的比例抛入，直至孔中的泥浆停止下降，并慢慢上升，此时可用冲锤进行适当挤压，反复抛块石、粘土、水泥，直至把桩基两侧的溶洞都填满或堵死为止，最后补充满泥浆再重新成孔，溶洞较大的最好等1～2天后再重新冲孔成桩。

(3)如果遇较大的土洞、空溶洞时，则先注浆，后成孔，这样可防止地面下陷和发生卡锤、掉锤现象，又能加固地基。

(4)有土洞、溶洞的地段，特别是那些土、溶洞覆盖面较大的地方，包容数根桩基，施工时要先施工深的桩基，由深至浅，保证安全。

(5)如果岩面是斜面，要多次抛块石纠斜，因为打斜岩比打全岩要多花3～5倍的时间。

(7)终成孔后，一定要用5m以上的钢笼探孔器进行探孔，清孔换浆一定要彻底，特别是二次清孔后的沉渣一定要符合标准。

(8)混凝土坍落度以18~22cm为宜；浇筑导管必须密闭良好，浇筑时先放置隔水塞，浇注混凝土必须连续、快速；浇筑混凝土备料充足。

1、施工组织管理方面的措施

（1）邀请设计、监理、科研和大专院校等单位专家参加技术攻关研讨会，制订切实可行的施工方案。

（2）对施工人员进行技术培训，制定相应的规章制度，使施工人员有章可循，强化组织指挥，建立必要的奖惩制度。

（3）组织技术革新、质量管理和科技攻关组。

溶洞地质同一般地质相比较，其特点表现在它的非均质性和非密实性，反映在钻孔施工中的形式为：A．空隙漏浆造成塌孔；B．难以形成符合设计桩径的标准圆孔；C．水下砼灌注流失无法估量，容易造成断桩。

（1）漏浆、坍孔的技术对策

①要求司钻人员随时对照地质钻探资料检查孔内水头高度、泥浆稠度和钻头负荷是否正常。

③进行散抛填。将坚硬片石、粘土及水泥作成混合物，视漏浆程度反复抛填冲击。

①溶沟、溶槽、岩面起伏不平。在钻孔穿过覆盖层或溶洞填充物接触溶洞顶板时，钻孔速度会明显降低，主绳摆动大，遇此情况应马上提出钻头，抛入坚硬片石、碎石和块状黄土，以小冲程冲击，待冲到原位后第二次抛入相同配备的混合物以大冲程冲击，反复进行，直到不偏孔为止。

②溶洞侧壁侵入孔径。以加入大块片石为主，并适当降低泥浆比重，回填后以小冲程钻进，钻头平稳后再加大冲程造孔。

①司钻人员随时观察钻机负荷和主绳摆动情况，发现卡钻征兆及时提起钻头进行抛填处理。

③改变钻头形式。在原十字形钻头上焊圈，把十字形连接起来，使之减慢钻进速度，一次成孔并圆顺。

①钻头龙门与钻体区段间加工成圆弧过渡，防止断面尺寸突变，形成薄弱部位引起应力集中而断裂。

②在钻孔过程中要经常检查钻具、钢丝绳、钻头直径磨损程度中国职工之家扩建配套工程脚手架施工方案.doc，发现超限应及时更换。

（5）桩底嵌入岩层深度的保证措施

①钻头应用优质45号铸钢制造，几何形状要能避免铸造时产生热拉应力和使用时应力集中现象，现场补焊以履带板、钢轨头做补焊材料，用铸钢焊条堆焊，施焊部位先预热，由技术娴熟的电焊工施焊，确保补焊质量。

②钻孔各阶段应采用不同的泥浆比重及粘度。

③清孔前将水泥、锯末、烧碱、黄土混合物抛入孔内冲击60分钟，使泥浆比重达到1.6以上，这对减少更换钻头、补焊次数，提高成孔速度极为有利。

1、岩溶地区的钻孔桩施工易发生漏浆GB 50303-2015 建筑电气工程施工质量验收规范(完整正版、清晰无水印).pdf，因此要备足粘土块和片石，出现漏浆要马上补充，保持孔内水头高于地下水位1.5m。

2、钻孔接近溶洞时，必须严格掌握松绳量，要勤松、少松，防止击穿岩壳卡住钻头。

3、钢丝绳及卡子要勤检查，勤保养，松动的卡子要及时补拧。