专利名称：便于溶洞发育地区桥桩施工的多护筒及施工方法
技术领域：
本发明涉及桥梁桩基施工技术，确切地说是一种便于溶洞发育地区桥桩施工的多护筒及施工方法。
背景技术：
近年来随着交通基础设施建设的不断发展，在南方溶洞发育地区的江河湖畔上修建大桥的机会越来越多，当桥桩选址位置的地质结构表层为土层、岩层、砂砾石，而地下地质确发现众多溶洞和地下暗河的情况下，按照传统施工工艺对桥墩桩基施工时，冲击出来的桩孔经常就会出现孔口坍塌、钻机倾斜，甚至出现锤头掩埋、人机被埋等重大安全事故；在进行桥墩下桩基钢筋混凝土浇筑时，一旦遇上地下暗河或地下溶洞，混凝土的用量就无法计算，桥墩的建设成本会成倍增涨，在这种环境下施工，工程质量、安全、工期、成本都无法得到保障，将会给施工企业造成巨大损失，也会影响到整个工程的全面完工。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种跟进溶洞地区桥梁桩基施工的新技术，确切说是一种便于溶洞发育地区桥桩施工的多护筒及施工方法。能彻底解决在溶洞特别发育地区桥桩施工，因扩孔而产生的混凝土严重超量的问题。达到保障工程质量和施工安全的前提下，科学地加快施工速度，有效控制工程成本的目的。本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的:
便于溶洞发育地区桥桩施工的多护筒及施工方法，其特征在于:
一、护筒加工
护筒钢板厚度，需要根据卷筒成型和施加震动，结合地下水位和地下溶洞顶板击穿，泥浆漏完最不利情况的压力差，套用材料力学公式计算出所需采用12-20_厚度的钢板；
护筒长度:根据所需钢板厚度，再选择1.Sm宽的A3标准钢板卷制焊接成一段钢护筒，将5-8段钢护筒拼接成一组钢护筒；内护筒长度，由多组钢护筒拼接成桥桩桩基设计深度，在内护筒下端7-8m处设置有漏浆孔；外一护筒长度，由多组钢护筒拼接成地下溶洞或地下暗河分布的深度；外二护筒长度，由多组钢护筒拼接成地质结构为土层、岩层、砂砾石容易坍塌的深度；
护筒直径:双护筒施工时，内护筒的内径应等于设计桥桩桩径；外一护筒直径需要大于设计桥桩桩径25-35cm ;多护筒施工时，需要在外一护筒外增加外二护筒，外二护筒直径在外一护筒外径的基础上增加20-30cm ；
钢护筒加工要求，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；第一段以2m焊缝长度为基准，每增加一段钢护筒增加4cm长焊缝，焊缝长度应沿四周均匀分布，避免偏心受力；拼接必须满足《公路桥涵施工技术规范 JTG/TF50-2011 8.4.1规定的要求； 二、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I米以上，将焊接好的外护筒组在孔口拼接、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 ；
三、下沉工序
由25吨吊车转运各组护筒到孔口位置一60吨主吊车安装第一组护筒下沉一人工穿钢棒安放钢护筒在井字架上一换吊索一吊装第二组护筒一孔口焊接一二组钢护筒一轻轻吊起钢护筒一拆掉钢棒、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。本发明的优点是:便于溶洞发育地区桥桩施工的多护筒及施工方法，能彻底解决在溶洞特别发育地区桥桩施工，因扩孔而产生的混凝土严重超量的问题。实现保障工程质量和施工安全的前提下，科学地加快施工速度，有效控制工程成本的优点。
图1为本发明多护筒剖面结构视 图中标记:1为内护筒，2为外一护筒,3为外二护筒,4为土层地质结构,5为砂碌石地质结构，6为岩层地质结构，7为地下暗河，8为地下溶洞，9为内护筒下端7-8m处设置的漏浆孔。
具体实施例方式实施例1:便于溶洞发育地区桥桩施工的多护筒及施工方法 其特征在于:
一、护筒加工
护筒钢板厚度，需要根据卷筒成型和施加震动，结合地下水位和地下溶洞顶板击穿，泥浆漏完最不利情况的压力差，套用材料力学公式计算出所需采用12-20_厚度的钢板；
护筒长度:根据所需钢板厚度，再选择1.Sm宽的A3标准钢板卷制焊接成一段钢护筒，将5-8段钢护筒拼接成一组钢护筒；内护筒I长度，由多组钢护筒拼接成桥桩桩基设计深度，在内护筒I下端7-8m处设置有漏浆孔9 ;外一护筒2长度，由多组钢护筒拼接成地下溶洞8或地下暗河7分布的深度；外二护筒3长度，由多组钢护筒拼接成地质结构为土层4、岩层6、砂碌石5容易坍塌的深度；
护筒直径:双护筒施工时，内护筒I的内径应等于设计桥桩桩径；外一护筒2直径需要大于设计桥桩桩径25-35cm ;多护筒施工时，需要在外一护筒2外增加外二护筒3，外二护筒3直径在外一护筒2外径的基础上增加20-30cm ；
钢护筒加工要求，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；第一段以2m焊缝长度为基准，每增加一段钢护筒增加4cm长焊缝，焊缝长度应沿四周均匀分布，避免偏心受力；拼接必须满足《公路桥涵施工技术规范 JTG/TF50-2011 8.4.1规定的要求；
二、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I米以上，将焊接好的外护筒组在孔口拼接、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 ；
三、下沉工序
由25吨吊车转运各组护筒到孔口位置一60吨主吊车安装第一组护筒下沉一人工穿钢棒安放钢护筒在井字架上一换吊索一吊装第二组护筒一孔口焊接一二组钢护筒一轻轻吊起钢护筒一拆掉钢棒、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。四、施工要点
1)、掌握详尽的地质资料，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；
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粧施工顺序；
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10cm，以便内护筒顺利就位；
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)、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，灌注水下砼之前需用高压水冲射排除残碴；
6)、做好临时吊点和工作平台的设计和力学计算，用I45c和Ι50α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；
7)、枕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；
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；
9)、为达到崁岩桩的设计意图，在崁岩区深度的内护筒下端7-8m处设置有漏浆孔，SP在内护筒四周每间隔1-1.5m开一个15-25cm大的圆孔,沿高度方向间隔为0.8-1.4m,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。10)、施工中严格控制钢护筒制作精度、焊接竖直度、焊缝质量；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。
权利要求
1.便于溶洞发育地区桥桩施工的多护筒及施工方法，其特征在于: 一、护筒加工 护筒钢板厚度，需要根据卷筒成型和施加震动，结合地下水位和地下溶洞顶板击穿，泥浆漏完最不利情况的压力差，套用材料力学公式计算出所需采用12-20_厚度的钢板； 护筒长度:根据所需钢板厚度，再选择1.Sm宽的A3标准钢板卷制焊接成一段钢护筒，将5-8段钢护筒拼接成一组钢护筒；内护筒(I)长度，由多组钢护筒拼接成桥桩桩基设计深度，在内护筒(I)下端7-8m处设置有漏浆孔(9);外一护筒(2)长度，由多组钢护筒拼接成地下溶洞(8)或地下暗河(7)分布的深度；外二护筒(3)长度，由多组钢护筒拼接成地质结构为土层(4)、岩层(6)、砂砾石(5)容易坍塌的深度； 护筒直径:双护筒施工时，内护筒(I)的内径应等于设计桥桩桩径；外一护筒(2)直径需要大于设计桥桩桩径25-35cm ;多护筒施工时,需要在外一护筒(2)外增加外二护筒(3),外二护筒(3)直径在外一护筒(2)外径的基础上增加20-30cm ； 钢护筒加工要求，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；第一段以2m焊缝长度为基准，每增加一段钢护筒增加4cm长焊缝，焊缝长度应沿四周均匀分布，避免偏心受力；拼接必须满足《公路桥涵施工技术规范 JTG/TF50-2011 8.4.1规定的要求； 二、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I米以上，将焊接好的外护筒组在孔口拼接、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 ； 三、下沉工序 由25吨吊车转运各组护筒到孔口位置一60吨主吊车安装第一组护筒下沉一人工穿钢棒安放钢护筒在井字架上一换吊索一吊装第二组护筒一孔口焊接一二组钢护筒一轻轻吊起钢护筒一拆掉钢棒、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。
全文摘要
便于溶洞发育地区桥桩施工的多护筒及施工方法，其特征在于护筒钢板厚度，套用材料力学公式计算；护筒长度根据所需钢板厚度，拼接成桥桩桩基设计深度；外一护筒长度，由多组钢护筒拼接成地下溶洞分布的深度；护筒直径双护筒施工时，内护筒的内径应等于设计桥桩桩径；外一护筒直径需要大于设计桥桩桩径25-35cm；由25吨吊车转运各组护筒到孔口位置→60吨主吊车安装第一组护筒下沉→人工穿钢棒安放钢护筒在井字架上→换吊索→吊装第二组护筒→孔口焊接一二组钢护筒→轻轻吊起钢护筒→拆掉钢棒、钢护筒下沉。能彻底解决在溶洞特别发育地区桥桩施工混凝土严重超量的问题。实现保障工程质量和施工安全的前提下，有效控制工程成本的优点。
文档编号E02D5/66GK103195058SQ20131011421
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者汪碧云, 蔡勇, 李青洋, 唐天建, 杜江林, 左其海, 吴继林, 唐晓燕, 刘小蓉 申请人:四川川交路桥有限责任公司