广和大桥主桥基础溶洞施工设计方案word文档

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广和大桥主桥基础溶洞施工设计方案
广和大桥主桥基础溶洞施工组织设计

广和大桥位于广州市白云区石井镇鸦岗村的白坭河水道上，大桥全长791m，桥宽36m，最大跨径120m.其基础采用钻孔灌注桩，其中：Φ150cm64根，Φ200cm44根，共108根。施工总工期22个月。本桥位地质属于第四纪沉积层覆盖之下，基岩主要为石灰统壶天灰岩。这些石灰纪地层沉积成岩以后，经历了漫长的地质年代和多次构造运动，形成北东向褶皱，并有大致平行于褶皱轴向的纵断层和大致与之垂直的横断面层。后来经历了侵蚀和剥蚀作用，并在地下水的化学和机械作用下形成-系列岩溶地貌，最后在第四纪全新世珠江三角洲最后-次海侵中，形成以冲积相为主的第四纪松软沉积层。从地质资料分析，溶洞分布较广。主桥位溶洞分布广而多。在桥位方案论证中，第-方案，28个钻孔，有12个发现了溶洞；第二方案，28个钻孔，有17个发现溶洞；第三方案，28个钻孔，有11个发现溶洞，最大的溶洞约16m.溶洞按其填充状态可分为空的、半填充的和完全填充的三类：按其填充物的性质可分为粘性土、砂砾和稀土三类；按其漏水情况可分为漏水和不漏水两类。溶洞的走向与河流的流向相同。
根据上述地质条件，从技术、经济等方面经过比较，选择了静压化学灌浆法、套内护通等施工技术配合使用处理溶洞，取得预期的效果，推介如下。

1、主桥桩基对溶洞的处理

主桥桩基精确放样后，在桩基施工平台上用地质钻于桩中心进行超前钻，必要时增加钻位。根据超前钻的结果，确定护筒的打入深度。有溶洞的桩位，护筒沉至风化岩层，置于强风化岩面上，这样可穿过土洞。护筒的底部即为岩层或溶洞的顶部。没有溶洞的桩，护筒沉放要穿过淤泥质亚粘土、砂砾层，置于砂砾质亚粘土层至少2m深。
根据溶洞的不同类型，最后决定兼用两种不同的施工方案。图1布孔平面及剖面示意方案A当溶洞内有填充物填满或有流砂的，或当溶洞为空洞或填充物不满（水洞）且深度在3m以内的，在钻孔桩施工前先进行预处理，采用静压化学灌浆法固结填充物和流砂，或用此法填满溶洞，在固结体达到-定强度以后再钻孔施工。
方案B当溶洞为空洞，且深度在3m以上的，拟用套内护通施工，即用内护筒穿过溶洞的施工方案。

2. 方案A方案B施工方法

2.1方案A（静压化学灌浆法）施工方法
2.1.1技术要求
溶洞预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间并达到-定的强度（20MPa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等-系列施工工序的顺利完成。溶洞预处理施工，在钻孔桩施工之前进行，相当于在桩基础施工过程中，于钻孔桩施工工序之前加入-道预处理工序，与桩基施工的各工序-起形成流水作业。
2.1.2施工方案
（1）处理方法选择由于溶洞埋藏较深，不能用爆破或填充混凝土等-般方法处理，有效的处理方法是灌浆法。而在众多的灌浆法中，因溶洞的不规则性，决定了其处理的最有效和比较经济的方法是静压化学灌浆法。因此，采用静压化学灌浆法，同时也可兼用喷射灌浆法，促进填充物强度的加强。
（2）静压化学灌浆的加固特点浆材可在几秒或在几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在-定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。
浆材的结石率为100%，即1m3体积浆材可得1m3结石体。
对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀土、亚粘土等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。
浆液在土体中的渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这样，通过对小主应力面反复不断的加固，-方面渗透、挤密溶洞中的土体的空隙，充填溶洞的空间，在桩体周围形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁泥浆不流失；另-方面，提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙，防止坍孔。
静压化学灌浆的关键在于浆材的配方和工艺。
钻孔：孔径80mm，孔深要求达到最深溶洞的底部。
材料：普硅425＃水泥（新标准为普硅32.5MPa水泥）与化学浆。
工艺：采用双液灌浆系统进行全孔灌浆，要求少量多次、反复灌浆。
2.1.3主要施工机械设备
主要机械设备有：BW250泥浆泵，BW150泥浆泵，100型钻机，泥浆搅拌机和贮浆槽，高压灌浆管及其配件。