串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝的製作方法

2023-04-26 19:49:21

串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，所施工水中墩的樁基礎包括多根第一鑽孔樁，多根第一鑽孔樁均由上至下先後穿越多個溶洞，包括步驟：一、溶洞編號；二、鑽孔樁分組：根據由上至下所穿越溶洞的編號將多根所述第一鑽孔樁劃分為多組，同一組鑽孔樁中的所有第一鑽孔樁由上至下首次穿越的溶洞均相同；三、開鑽先後順序確定：對步驟二中同一組鑽孔樁中所有第一鑽孔樁的開鑽先後順序進行確定；同一組鑽孔樁中，距離首次穿越溶洞中部越遠的第一鑽孔樁的開鑽時間越早；四、鑽進施工。本發明工藝步驟簡單、設計合理、投入成本較低且實現方便、施工效果好，能簡便、快速、低成本且高質量完成大口徑鑽孔樁施工過程。
【專利說明】串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔粧施工工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬於巖溶地區鑽孔樁施工【技術領域】，尤其是涉及一種串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝。
【背景技術】
[0002]隨著我國高速鐵路的建設和發展，鐵路運營對高平順性和高安全性提出了更高的要求，設計和施工單位必須在路橋基礎沉降控制方面要有新的創新。在我國西南及東南沿海地區地質條件複雜，巖溶遍布，但這一地區又是我國東西南北通道的大動脈，又是國家經濟發展的龍頭，未來在這一區域將會有更多的高速鐵路穿越，形成東西南北的高鐵交通網絡，所以巖溶區域大口徑、深水橋梁樁基施工是未來高速鐵路建設的重點和難點，科學地研究和制定巖溶區域橋梁樁基基礎施工方案、技術保障措施、過程控制等，對保證施工質量、進度、安全、經濟效益都具有非常重要的意義。
[0003]現如今，進行巖溶區域大口徑、深水橋梁樁基施工時主要存在以下幾方面的缺陷和不足:第一、在橋梁樁基穿越較為複雜的巖溶區域施工中，設計單位沒有給施工單位提供較為完整地、系統地理論依據和施工技術文件，施工單位摸石頭過河，施工中遇到的疑難問題多、困難重重；第二、針對巖溶區域橋梁樁基設計指導性文件不夠完善，缺乏系統性、全面性和可操作性；第三、對於施工技術要求高，橋梁基礎沉降及承載力、穩定性標準要求嚴的施工項目，溶巖覆蓋區域樁基施工的基礎理論研究難以滿足實際施工需求；如對於設計時速為350km的滬昆客專杭長湖南段境內的省界萍水特大橋、醴陵特大橋位於強巖溶發育區域，兩橋僅間隔274m長的祥雲隧道，橋梁樁基均處在串珠式、暗河流巖溶區域內，範圍之大，數量之多，在全國客運專線橋梁建設史上尚屬首例，並且在巖溶覆蓋區，溶洞及溶蝕裂隙中，地下水發育，透水性好，水量大，地質構造複雜，特別是醴陵特大橋橫跨萍水河，河寬180米，水深4?6米，遠期通航規劃為VII級，部分樁長達90米，個別樁基穿越重疊式溶洞10個，巖石強度高且巖層傾斜，同時穿越暗河流，施工難度大，危險性高，極易出現溶洞失穩，坍塌變形，稍有不慎引起卡鑽、埋鑽，影響工程進度；第四、為保證施工工期，同一墩臺上需採用多臺鑽機同時施工，但由於施工區域為巖溶區域，地質構造複雜且有暗河，採用多臺鑽機在同一墩臺鑽孔樁施工，國內尚無先例。
[0004]目前，巖溶區域鑽孔樁施工方法有以下四種:泥漿造壁法、靜壓化學注漿法、護筒跟進法和能量傳遞法。其中，泥漿造壁法主要適用於不大於樁徑的小型溶洞，具體情況按溶洞的相對位置、圍巖種類和填充物的性質因素確定。靜壓化學注漿法所採用的注漿材料為普通矽酸鹽425水泥、水玻璃、氯化鈣、鋁酸鈉等。護筒跟進法適合於地下水流較大的溶洞、多層溶洞、體積較大的溶洞和泥砂巖溶，首先按正常鑽進至接近擊穿溶洞頂板，將鑽頭提起，用吊機配合振動錘將鋼護筒下沉穿過溶洞，使護筒底部支撐在溶洞底部或頂板，接著在護筒內繼續鑽孔，如果漏漿，則可採用下內護筒或採用其他方法堵漏。對於大型溶洞採用此法施工時，當衝錘擊穿溶洞後，立即向洞內拋填片石與絮狀物並且衝錘擊壓，將溶洞填滿，為鋼護筒跟進提供依託，保證鋼護筒不出現傾斜現象，最終是鋼護筒下沉到設計位置或穩定在堅固的基巖上，達到護孔成樁的作用。鋼護筒製作採用的鋼板厚度根據溶洞大小，樁孔長短來確定，一般採用δ =8mm?IOmm,最薄不能小於6mm,以保證護筒具有一定剛度和強度，使其不變形。鋼護筒跟進法施工所需要工序和輔助設備較多，進度慢，成本高，但成孔和成樁質量穩定，施工中應綜合施工難易成度和經濟效益等因素考慮。能量傳遞法施工是針對巖溶地層，巖面傾斜，巖質軟硬不均，容易造成鑽頭刃腳受力偏心，導致偏孔、斜孔、彎孔等故障的發生而採取的處理措施，也適用與重疊式串珠式巖溶，樁基普遍較長。能量傳遞法的工序原理是當衝擊鑽孔接近溶洞頂板進入溶洞或斜巖面時向樁孔內拋填片石和粘土塊等物，填充高度一般為溶洞頂上部或斜巖上部約1.5m，拋填片石的質地堅硬並且與孔壁巖石強度同樣為佳，鑽機鑽進過程中衝程約為0.6m?1.0m，繼續衝孔作業，混合填充料經反覆衝擊，在溶洞內形成固結或在孔內形成柱體，具有足夠傳遞衝擊能，過孔或破碎斜巖，同時形成堅實，豎直，圓順的過渡孔口，為以下的鑽孔作業起到良好的導向作用。當斜面傾斜嚴重或樁位處於溶洞邊緣時，在鑽進中鑽頭偏向溶洞邊緣一側，用能量傳遞法無法解決偏孔或彎孔問題，遇到這種情況經檢測偏移量不大，應繼續向孔內拋填片石，碎石，粘土塊，衝錘擊壓，將偏孔，彎孔修正。
[0005]按照常規施工來看，採用護筒跟進法施工，完全符合特大型溶洞的處理方法。但若需施工鑽孔樁的數量較多且樁長較大時，則需加工鋼護筒的長度非常大。靜壓化學注漿法也不適用，雖然特大型溶洞內均為潮溼塑性和流塑性填充物，使用此法效果較好，但由於溶洞太大，數量太多，因而注漿總量無法估算。綜上，以上兩種鑽孔樁施工方法雖施工簡單、便利，安全性高，便於控制，但是投入與產出的經濟效益不成比例。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其工藝步驟簡單、設計合理、投入成本較低且實現方便、施工效果好，能簡便、快速、低成本且高質量完成大口徑鑽孔樁施工過程。
[0007]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:一種串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵在於:所施工水中墩的樁基礎包括多根第一鑽孔樁，多根所述第一鑽孔樁均由上至下先後穿越多個溶洞，該施工工藝包括以下步驟:
[0008]步驟一、溶洞編號:對所述樁基礎所處施工區域的各溶洞分別編號；
[0009]步驟二、鑽孔樁分組:根據由上至下所穿越溶洞的編號將多根所述第一鑽孔樁劃分為多組，同一組鑽孔樁中的所有第一鑽孔樁由上至下首次穿越的溶洞均相同；
[0010]步驟三、開鑽先後順序確定:根據各根第一鑽孔樁在首次穿越溶洞中的布設位置，對步驟二中同一組鑽孔樁中所有第一鑽孔樁的開鑽先後順序進行確定；同一組鑽孔樁中，距離首次穿越溶洞中部越遠的第一鑽孔樁的開鑽時間越早；
[0011]步驟四、鑽進施工:按照步驟三中所確定的開鑽先後順序，對步驟二中的各組鑽孔樁分別進行鑽進施工，鑽進至設計深度後再下放鋼筋籠並澆築混凝土獲得施工成型的第一鑽孔粧。
[0012]上述串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵是:步驟四中進行鑽進施工中，所述樁基礎中所有第一鑽孔樁的鑽進施工方法均相同；
[0013]對所述樁基礎中任一根第一鑽孔樁進行鑽進施工時，過程如下:[0014]步驟401、測量放線:對當前所施工第一鑽孔樁的樁位進行測量放線；
[0015]步驟402、下放並固定鋼護筒:根據步驟401中的測量放線結果，下放鋼護筒並對所下放鋼護筒進行固定；所述鋼護筒的長度大於當前所施工第一鑽孔樁所處位置的水深；
[0016]步驟403、鑽進:採用衝擊鑽機且通過步驟402中所下放的鋼護筒由上向下進行鑽進，且鑽進過程中採用泥漿護壁；
[0017]步驟404、穿越溶洞處理及繼續鑽進:由上至下鑽進至需穿越溶洞時，採用能量傳遞法對當前狀態下需穿越溶洞進行處理；之後，再採用衝擊鑽機繼續向下鑽進，且鑽進過程中採用泥漿護壁；
[0018]步驟405、一次或多次重複步驟404,直至鑽進至設計深度。
[0019]上述串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵是:所述樁基礎還包括第二鑽孔樁和/或第三鑽孔樁，所述第二鑽孔樁為由上至下僅穿越一個溶洞的鑽孔樁，所述第三鑽孔樁為由上至下未穿越溶洞的鑽孔樁；所述樁基礎中所包括鑽孔樁的總數量為M根，其中M為所述第一鑽孔樁、所述第二鑽孔樁和所述第三鑽孔樁的總數量，M=9根~16根，M根所述鑽孔樁分P排Q列進行布設，其中P和Q均為正整數，P ^ 2,Q ^ 2 ；
[0020]步驟四中進行鑽進施工時，將M根所述鑽孔樁分前後兩輪進行鑽進施工，待第一輪中所有鑽孔樁均鑽進施工完成後，再對第二輪中的各鑽孔樁進行鑽孔施工；每輪鑽進施工時均同步對多根所述鑽孔樁進行鑽進施工，同步施工的多根所述鑽孔樁呈梅花形布設且各鑽孔樁的開鑽先後順序均不相同；鑽進施工過程中，多根所述第一鑽孔樁的開鑽先後順序均符合步驟三中所確定的開鑽先後順序。
[0021]上述串珠式巖溶地 區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵是:步驟404中當前狀態下需穿越溶洞底部有暗河，且對當前狀態下需穿越溶洞進行處理時，過程如下:
[0022]步驟4041、內護筒安裝孔鑽取:採用所述衝擊鑽機在暗河的河床上鑽取供內護筒安裝的安裝孔；
[0023]步驟402中所下放鋼護筒為外護筒，所述內護筒的內徑大於當前所施工第一鑽孔樁的樁徑且其外徑小於所述外護筒的內徑；
[0024]步驟4042、內護筒下放:通過所述外護筒對內護筒進行下放，並將內護筒底部安裝在步驟4041所鑽取的安裝孔內；
[0025]步驟4043、繼續鑽進:待內護筒下放到位後，再採用所述衝擊鑽機繼續向下鑽進
0.Sm~1.2m，之後將所述衝擊鑽機自內護筒提出；此時，所述內護筒底部留有一層由被所述衝擊鑽機擊碎後的巖石顆粒組成的支墊層；
[0026]步驟4044、水源封堵:對內護筒底部進行注漿堵水，並使得內護筒底部緊固嵌入暗河底部的巖層上。
[0027]上述串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵是:步驟4041中進行內護筒安裝孔鑽取之前，先對暗河的河床是否平整進行試探；實際對暗河的河床是否平整進行試探時，將所述衝擊鑽機的衝錘沉入當前狀態下需穿越溶洞底部，當連接衝錘的鋼絲繩擺動嚴重，則說明暗河的河床上有獨柱石或狼牙巖，此時需先將河床上的獨柱石或狼牙巖清除；反之，當連接衝錘的鋼絲繩輕微擺動，則說明暗河的河床平整；步驟4042中所述內護筒由多個內護筒節段拼裝而成，上下相鄰兩個所述內護筒節段之間以焊接方式進行固定連接；步驟4044中對內護筒底部進行注漿堵水時，所採用的注漿堵水材料為聚氨酯注漿材料或水泥水玻璃雙液漿。
[0028]上述串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵是:步驟402中對所下放鋼護筒進行固定時，以埋設方式對所述鋼護筒進行固定；步驟403中採用衝擊鑽機由上向下進行鑽進過程中，當鑽進至距離需穿越溶洞頂部Im左右時，立即減小所述衝擊鑽機的衝擊行程，以短衝程、快頻率方式擊穿所述需穿越溶洞。
[0029]上述串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵是:步驟403中採用衝擊鑽機由上向下進行鑽進過程中和步驟404中採用衝擊鑽機繼續向下鑽進過程中，泥漿護壁時所採用泥漿的比重為1.2~1.5、粘度為22s~30s、含砂率≤4%、pH值為8~10且膠體率> 95% ;步驟405中鑽進至設計深度後，還需對所成型鑽孔進行清孔；實際進行清孔時，先將所述衝擊鑽機的衝錘提高至距離所成型鑽孔孔底20cm左後，再將泵管插入至所成型鑽孔孔底，並通過所述泵管進行反循環清孔。
[0030]上述串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵是:步驟404中採用能量傳遞法對當前狀態下需穿越溶洞進行處理時，通過向步驟403中所鑽鑽孔內拋填填充混合物對需穿越溶洞進行回填；所述需穿越溶洞為洞高小於2m的小型溶洞、洞高為2m~5m的中型溶洞或洞高大於5m的大型溶洞；
[0031]當需穿越溶洞的洞高小於2m時，所拋填的填充混合物為由片石和粘土塊組成的第一填充混合物；所述第一填充混合物中片石和粘土塊的質量比為(0.8~1.2): 1，所述第一填充混合物中片石的粒徑為IOcm~15cm ；
[0032]當需穿越溶洞的洞高為2m~5m且內部有流塑狀填充物時，通過向步驟403中所鑽鑽孔內拋填第二填充混合物對需穿越溶洞進行分層回填並夯實；每次填高1.5m~2.5m,每次填高之前先向所述鑽孔內注入水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液，再向所述鑽孔內拋填所述第二填充混合物，每次填高之後均採用所述衝擊鑽機反覆衝擊進行夯實，並使得所注入的水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液進入所拋填第二填充混合物內；所述第二填充混合物由片石、碎石和粘土塊混合而成，所述第二填充混合物中片石、碎石和粘土塊的質量比為(1.8~2.2): (0.8~1.2): 2 ;所述第二填充混合物中片石的粒徑為15cm~25cm，碎石的粒徑在7cm以下；
[0033]當需穿越溶洞為洞高2m~5m且內部無填充物的空洞時，向步驟403中所鑽鑽孔內充填混凝土對需穿越溶洞進行回填；
[0034]當需穿越溶洞的洞高大於5m且內部有塑狀和/或流塑狀填充物時，通過向步驟403中所鑽鑽孔內拋填第三填充混合物對需穿越溶洞進行分層回填並夯實；每次填高1.5m~2.5m，每次填高之前先向所述鑽孔內注入水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液，再向所述鑽孔內拋填所述第三填充混合物，每次填高之後均採用所述衝擊鑽機反覆衝擊進行夯實，並使得所注入的水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液進入所拋填第三填充混合物內；所述第三填充混合物由塊石、粘土塊、片石和碎石混合而成或者由塊石、片石、碎石和袋裝粘土混合而成，所述第三填充混合物中塊石、粘土塊、片石和碎石的質量比為(1.8~2.2): (1.8~
2.2): (0.8~1.2): 1，且所述第三填充混合物中塊石、片石、碎石和袋裝粘土的質量比為(1.8~2.2): (0.8~1.2): (0.8~1.2):1 ;所述第三填充混凝土中塊石的直徑為40cm左右,片石的粒徑為15cm~25cm,碎石的粒徑為5cm左右。[0035]上述串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵是:當需穿越溶洞的洞高小於2m時，向步驟403中所鑽鑽孔內拋填第一填充混合物對需穿越溶洞進行回填，直至回填至需穿越溶洞頂部上方Im左右為止；
[0036]當需穿越溶洞的洞高為2m?5m且內部有塑狀和/或流塑狀填充物時，採用所述第二填充混合物對需穿越溶洞進行分層回填並夯實，直至回填至需穿越溶洞頂部上方Im左右為止；每次填高之後均採用所述衝擊鑽機反覆衝擊進行夯實，且待所回填第二填充混合物的內部孔隙被預先注入的水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液堵塞後停止衝擊；分層回填完成且待所回填第二填充混合物與所注入水泥砂漿或水泥水玻璃固結為一體後，再採用衝擊鑽機繼續向下鑽進；
[0037]當需穿越溶洞為洞高2m?5m且內部無填充物的空洞時，向所鑽鑽孔內充填所述混凝土對需穿越溶洞進行回填，直至回填至需穿越溶洞頂部上方Im左右；
[0038]當需穿越溶洞的洞高大於5m且內部有塑狀和/或流塑狀填充物時，採用所述第三填充混合物對需穿越溶洞進行分層回填並夯實，直至回填至需穿越溶洞頂部上方2m?3m為止；每次填高之後均採用所述衝擊鑽機反覆衝擊進行夯實，且待所回填第三填充混合物的內部孔隙被預先注入的水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液堵塞後停止衝擊；分層回填完成且待所回填第三填充混合物與所注入水泥砂漿或水泥水玻璃固結為一體後，再採用衝擊鑽機繼續向下鑽進。
[0039]上述串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵是:當需穿越溶洞為洞高2m?5m且內部無填充物的空洞時，所述混凝土為片石混凝土，所述片石混凝土由C30混凝土和粒徑為15cm?25cm的片石混合而成；採用所述片石混凝土對需穿越溶洞進行回填時，通過混凝土泵送設備向步驟403中所鑽鑽孔內注入C30混凝土，且注入C30混凝土的同時，向所鑽鑽孔內拋填粒徑為15cm?25cm的片石，並通過所述衝擊鑽機反覆衝擊對所注入C30混凝土與所拋填片石進行混合；待所述片石混凝土凝固後，再採用衝擊鑽機繼續向下鑽進；
[0040]當需穿越溶洞的洞高大於5m且內部有塑狀和/或流塑狀填充物時，向所述鑽孔內拋填所述第三填充混合物的同時，還需向所鑽鑽孔內投放稻草，並且還需向所鑽鑽孔內所注入的水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液中添加有緩凝劑。
[0041]本發明與現有技術相比具有以下優點:
[0042]1、工藝步驟簡單、設計合理且投入施工成本較低，能有效減少人工費、材料費、機械費、間接費等各項投入成本。
[0043]2、施工進度快且施工工期能得到保證，採用6臺衝擊鑽機同步進行同一墩臺樁基的鑽孔施工。6臺衝擊鑽機之間互不影響，不僅能快速完成多個鑽孔樁的鑽進施工過程，力口快了施工進度，大大縮短了墩臺樁基成孔時間，能提前半年完成原樁基施工計劃，為後續全線施工提供充足的時間保障。
[0044]3、鑽孔樁開鑽先後順序確定合理，不僅施工簡便，施工質量易於保證，並且施工過程安全、可靠。
[0045]4、溶洞處理方法設計合理、投入施工成本低且施工效果好，突破了大型溶洞採用護筒跟進法施工的傳統施工方法，先採用孔口鋼護筒進行泥漿護壁，之後採用能量傳遞法進行鑽進施工，節約了大量的護筒所用鋼材及加工、安裝費用。[0046]5、能量傳遞法所採用的填充混合料組分及配比設計合理、填充方便且填充效果好，能有效保證溶洞處理效果，並且投入成本較低。
[0047]6、穿越暗河流溶洞方法設計合理、實現方便且處理效果好，處理過程安全、可靠，採用短護筒跟進至溶洞底步嵌巖lm，封堵水源，繼續鑽進。
[0048]綜上所述，本發明工藝步驟簡單、設計合理、投入成本較低且實現方便、施工效果好，能簡便、快速、低成本且高質量完成大口徑鑽孔樁施工過程。
[0049]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]圖1為本發明的工藝流程框圖。
[0051]圖2為本發明所施工水中墩的樁基礎展示圖。
[0052]圖3為本發明所施工水中墩的樁基礎的樁位分布示意圖。
[0053]圖4為本發明對底部有暗河的溶洞進行處理時的施工狀態示意圖。
[0054]圖5為本發明對斜巖進行鑽進施工時所用衝錘的結構示意圖。
[0055]圖6為圖5的俯視圖。
[0056]圖7為本發明鬆動爆破式卡鑽處理裝置的使用狀態示意圖。
[0057]附圖標記說明:
[0058]I—暗河；1-1—中部立柱；1-2—鋼軌；
[0059]1-3—筋板；2—外護筒；2-1—炸藥筒；
[0060]2-2一下放繩索；2_3—衝擊鑽頭；3—內護筒；
[0061 ]5 一封堵層。
【具體實施方式】
[0062]如圖1所示的一種串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，所施工水中墩的樁基礎包括多根第一鑽孔樁，多根所述第一鑽孔樁均由上至下先後穿越多個溶洞，該施工工藝包括以下步驟:
[0063]步驟一、溶洞編號:對所述樁基礎所處施工區域的各溶洞分別編號。
[0064]步驟二、鑽孔樁分組:根據由上至下所穿越溶洞的編號將多根所述第一鑽孔樁劃分為多組，同一組鑽孔樁中的所有第一鑽孔樁由上至下首次穿越的溶洞均相同。
[0065]步驟三、開鑽先後順序確定:根據各根第一鑽孔樁在首次穿越溶洞中的布設位置，對步驟二中同一組鑽孔樁中所有第一鑽孔樁的開鑽先後順序進行確定；同一組鑽孔樁中，距離首次穿越溶洞中部越遠的第一鑽孔樁的開鑽時間越早。
[0066]步驟四、鑽進施工:按照步驟三中所確定的開鑽先後順序，對步驟二中的各組鑽孔樁分別進行鑽進施工，鑽進至設計深度後再下放鋼筋籠並澆築混凝土獲得施工成型的第一鑽孔粧。
[0067]實際施工時，樁徑d ^ 250mm的樁為小直徑樁，樁徑250mm < d 800mm的樁為大口徑樁。本實施例中，所施工的大口徑鑽孔樁的樁徑^ 800mm。
[0068]本實施例中，所施工水中墩為醴陵特大橋橫跨萍水河的主墩，醴陵特大橋全長為6.057km，墩臺樁基數量為1753根，加之萍水特大橋458根樁，樁基數量多、範圍大、地域廣。因為萍水特大橋(萍水河呈S型)兩次跨越該河，醴陵特大橋一次跨越該河，二次跨越澄潭江。萍水河寬180m，水深4m~6m。並且，所施工水中墩處在巖溶區域，本地區地層露處齊全，巖性複雜，出露太古界第三系地層以及多期的侵入巖和第四系鬆散沉積層，分布廣泛的為白堊至第三系的紅層沉積，巖性為含鈣泥質粉砂巖，砂礫巖，泥巖，頁巖分布在各中新生代斷陷沉積盆地，部分三疊系地層大面積出露，以海相碳酸鹽巖為主。萍鄉至醴陵一帶為剝蝕丘陵區，為泥盆至三疊系地層，灰巖地段巖溶發育，煤礦等礦點或採空區時有分布，醴陵以後為低山丘陵，地層為元古界板巖，千枚巖，巖性軟弱。由於其地質構造複雜，所以不良地質有以下幾點:1、煤層瓦斯採空區；2、碳酸鹽巖巖溶；3、沿線山體失穩坍塌；4、軟土、膨脹土 ；5、水文地質:湘贛交界處的地下水，主要為第四系孔隙水，基巖裂隙水和巖溶水。 [0069]本實施例中，所施工水中墩處於喀斯特巖溶區域，由於喀斯特巖溶是石灰巖地區最常見的一種不良地質現象，主要是溶洞和芽石，對端承樁基礎極為不利。溶洞分布受地層層位和後生斷裂構造的控制，特別是與具一定長度規模的張性斷層的關係更為密切。對於樁基礎，特別是端承樁基礎，查明基巖的埋深、完整性、基巖面的平整度是極為重要的。基巖埋深是決定樁的長度，基巖的完整性決定樁基的承載力和穩定性，而基巖的平整度(即起波度)決定樁端的入巖深度。
[0070]實際施工之前，先對所施工水中墩的樁基礎進行物探普查，先採用XY100型地質鑽機進行鑽探，全面分析掌握各種巖層的地質應力，確定巖溶的埋深具體位置以及溶洞的大小，形狀，溶洞表層的構造，確定暗河流的具體位置，暗河流所處溶洞的大小，形狀及水質的成分和酸鹼性，水的流速，水量大小等，並取得相關參數。並根據地質物探資料，繪製出所施工水中墩的樁基礎展示圖，詳見圖2。
[0071]實際施工時，所述樁基礎還包括第二鑽孔樁和/或第三鑽孔樁，所述第二鑽孔樁為由上至下僅穿越一個溶洞的鑽孔樁，所述第三鑽孔樁為由上至下未穿越溶洞的鑽孔樁；所述樁基礎中所包括鑽孔樁的總數量為M根，其中M為所述第一鑽孔樁、所述第二鑽孔樁和所述第三鑽孔樁的總數量，M=9根~16根，M根所述鑽孔樁分P排Q列進行布設，其中P和Q均為正整數，P≥2，Q≥2。
[0072]結合圖3，所施工水中墩包括12根鑽孔樁，且M=12，12根所述鑽孔樁分別為I號、2號、3號、4號、5號、6號、7號、8號、9號、10號、11號和12號樁，最長樁為87m, 12根所述鑽孔樁所穿越溶洞共計51個，其中有5個大型溶洞，5個大型溶洞分別為1#、2#、3#、4#和5#溶洞。並且，12根所述鑽孔樁分4排3列進行布設。12根鑽孔樁均為樁徑為Φ 1.Sm的大口徑鑽孔樁4，實際施工時，可以根據具體需要對M的取值大小進行相應調整。結合圖2，能直接看出，12根所述鑽孔樁中除I號樁之外其餘11根鑽孔樁均為兩次穿越溶洞的第一鑽孔樁，I號樁為由上至下未穿越溶洞的第三鑽孔樁。溶洞內又分為三種情況，即:充滿填充物、半填充物和空洞。填充物多為塑狀、流塑狀粉質粘土、灰巖溶蝕碎渣，局部有砂礫石和漂石。
[0073]如圖2所不,2號、3號、6號、7號、9號、10號、11號和12號樁同時穿越1#溶洞後，再次穿越2#溶洞或3#溶洞，也就是說，2號、3號、6號、7號、9號、10號、11號和12號樁首次穿越的溶洞均為1#溶洞，其中，首次穿越的溶洞為所述第一鑽孔樁所穿越的多個所述溶洞中位於最上部的溶洞。因此，步驟二中進行鑽孔樁分組時，將2號、3號、6號、7號、9號、10號、11號和12號樁劃分為一組。5號樁和8號樁同時穿越4#和5#溶洞，5號樁和8號樁首次穿越的溶洞均為4#溶洞，因此將5號樁和8號樁劃分為一組。4號樁首次穿越的溶洞為2#溶洞。
[0074]步驟三中進行開鑽先後順序確定，採取先易後難的辦法。對於2號、3號、6號、7號、9號、10號、11號和12號樁來說，先從1#溶洞的周邊樁孔開鑽，逐步向溶洞最大空間的洞頂部位制高點推進，這樣當12號樁的樁孔衝擊鑽進至1#溶洞頂部制高點後，該組鑽孔樁中的其它各樁已經將1#溶洞洞內回填固結，並且過孔成樁，12號樁樁孔所在洞頂制高點已經被其它樁孔回填所剩空間很小了，1#溶洞下半部位回填物早已固結。2#和3#溶洞正好和1#溶洞垂直對應。對於5號樁和8號樁來說,先開鑽5號樁樁孔,後開鑽8號樁樁孔。由於4號樁和7號樁同時穿越2#溶洞，因而先開鑽7號樁樁孔，再開鑽4號樁樁孔。
[0075]實際施工過程中，按照步驟三中所確定的開鑽先後順序進行施工後，具有以下優點:一是大洞變小洞，如1#溶洞，先從其周圍樁孔開鑽回填，成孔逐步向洞頂樁孔回填鑽進過洞，最後當12號樁樁孔鑽進洞頂後，大洞已回填固結變成小洞；二是當先開鑽的樁孔穿越溶洞成孔澆築混凝土後，對溶洞頂部起到立柱支撐的作用，使後開鑽的樁孔衝擊進入溶洞時，防止溶洞頂部位巖體大面積坍塌；三是第一批樁孔穿越溶洞時回填物已與成樁結為一體固結，成樁在洞內對填充物起到了抗滑樁作用，使後開鑽的樁孔進入溶洞穿越完填充物時不會造成填充物塌孔。
[0076]實際施工時，為加快施工進度，步驟四中進行鑽進施工時，將M根所述鑽孔樁分前後兩輪進行鑽進施工，待第一輪中所有鑽孔樁均鑽進施工完成後，再對第二輪中的各鑽孔樁進行鑽孔施工；每輪鑽進施工時均同步對多根所述鑽孔樁進行鑽進施工，同步施工的多根所述鑽孔樁呈梅花形布設且各鑽孔樁的開鑽先後順序均不相同；鑽進施工過程中，多根所述第一鑽孔樁的開鑽先後順序均符合步驟三中所確定的開鑽先後順序。
[0077]本實施例中，步驟四中進行鑽進施工時，將12根所述鑽孔樁分前後兩輪進行鑽進施工，每輪均包括6根鑽孔樁，並採用6臺衝擊鑽機同步進行鑽進施工。實際施工時，鑽孔樁的布置既要堅持「先長後短」的原則，也要根據各樁孔的地質情況，6臺衝擊鑽機的現場布置等綜合因素考慮。其中，第一輪鑽進施工的樁孔分別為:1號、3號、5號、7號、9號和11號樁的樁孔；第二輪鑽進施工的樁孔分別為:2號、4號、6號、8號、10號和12號樁的樁孔。
[0078]第一輪鑽進施工時，I號樁和7號樁最先開鑽,兩三天後再對3號樁和9號樁進行開鑽，再過三四天後對11號樁進行開鑽，11號樁開鑽三四天後再對5號樁進行開鑽。
[0079]第二輪鑽進施工時，4號樁最先開鑽，七八天後對2號樁進行開鑽，再過十天後對6號樁進行開鑽，6號樁開鑽七八天後再對12號樁進行開鑽，12號樁開鑽七八天後再對10號樁進行開鑽，10號樁開鑽七八天後再對8號樁進行開鑽。
[0080]實際進行鑽進施工時，各鑽孔樁的鑽進施工時間為2-4個月。
[0081]由於每輪鑽進施工時同步施工的多根所述鑽孔樁呈梅花形布設，且各鑽孔樁的開鑽先後順序均不相同，因而，6臺衝擊鑽機在施工場地布置合理，互不影響，實際進行鑽進施工時根據所施工鑽孔樁的樁長堅持先長後短的原則。
[0082]實際進行第一輪或第二輪鑽進施工時，要求通過設定開鑽的先後順序，拉開各鑽孔樁的開鑽時間間距，這樣在巖層鑽進中也拉開了一定層次，也就是說鑽進深度各不相同。同時也避免了在同一溶洞同時鑽進、同時受力，因集中受力，使溶洞坍塌。鑽進至溶洞頂板時一定要控制衝錘行程，以防不測。[0083]本實施例中，步驟四中進行鑽進施工中，所述樁基礎中所有第一鑽孔樁的鑽進施工方法均相同。
[0084]對所述樁基礎中任一根第一鑽孔樁進行鑽進施工時，過程如下:
[0085]步驟401、測量放線:對當前所施工第一鑽孔樁的樁位進行測量放線。
[0086]實際施工時，測量放線一定要準確，樁位偏差要符合要求。按要求放線，一旦成樁後，如果樁位偏差較大，對某些樁的受力發生變化。採用全站儀放線，放線過程中反覆檢查，複合多點控制。再採取校正偏位，以免偏差大，造成工期滯後和資金浪費。
[0087]測量放線完成後，由於巖溶區域地質異常複雜，雖然已對地質進行了加密鑽探研究，亦難以保證摸清情況，因此每個鑽孔樁進行鑽進施工的衝擊鑽機就位前鋪設2對4根長IOm的鋼板樁，對衝擊鑽機的底座進行加固，使衝擊鑽機平穩，以防鑽孔坍塌時鑽機基礎下沉和傾斜。
[0088]步驟402、下放並固定鋼護筒:根據步驟401中的測量放線結果，下放鋼護筒2並對所下放鋼護筒2進行固定；所述鋼護筒2的長度大於當前所施工第一鑽孔樁所處位置的水深。
[0089]本實施例中，步驟402中對所下放鋼護筒2進行固定時，以埋設方式對所述鋼護筒2進行固定。以埋設方式對所述鋼護筒2進行固定時，採用粘土將所固定鋼護筒2的四周夯實，以防止所述鋼護筒發生位移。
[0090]本實施例中，在各第一鑽孔樁的樁孔孔口埋設鋼護筒2，鋼護筒2長Sm，且其長度根據地質、地下水位進行確定，所施工水中墩施工位置處的水深5m，施工所用圍堰高出水面2m，鋼護筒2的內徑比所施工第一鑽孔樁的樁徑大20cm且其壁厚δ =10mm，鋼板卷制而成，鋼護筒2埋設頂端高出水面30cm，以防泥漿溢出孔外，地面水流入樁孔內。
[0091]步驟403、鑽進:採用衝擊鑽機且通過步驟402中所下放的鋼護筒2由上向下進行鑽進，且鑽進過程中採用泥漿護壁。
[0092]本實施例中，所述衝擊鑽機為CZ-8衝擊鑽機。採用CZ-8衝擊鑽機的原因在於巖溶區域地質構造的特殊性，樁孔要穿越覆蓋層、風化巖層、整體巖層、重疊式溶洞、串珠式溶洞，洞內有斜巖、鋸齒型、狼牙型、獨柱巖等形狀巖面，且巖石強度相當堅硬，表面特別光滑。採用全迴轉鑽機和旋挖鑽機在覆蓋層、風化巖層、整體巖層的鑽進速度是衝擊鑽機4?5倍以上。當鑽進巖溶後，溶洞底部高低不平，溶洞內部如上所述形狀巖石千姿百態。
[0093]全迴轉鑽機和旋挖鑽機的鑽頭因受到溶洞底部高低起伏巖石的切割碰撞，加之鑽機本身施加的壓力，使鑽頭產生強烈地間歇式振動；隨著鑽機的旋轉運動，鑽頭產生強烈地間歇式振動傳遞至鑽杆，使鑽杆扭曲變形。如果遇到斜巖或軟硬不均的巖面全迴轉鑽機要好於旋挖鑽機，由於全迴轉鑽機的刀具置於套管下端，且套管之間是剛性連接，垂直整體強度大，雖然鑽頭受到間歇式振動，但套管在鑽孔內壁作旋轉運動，受到孔壁的制約不至於沿斜巖滑移。旋挖鑽機由於鑽杆直徑小，遇到60°斜巖面,加之斜巖面光滑,鑽頭間歇振動,且沿斜巖面滑移，儘管拋石糾偏，但鑽杆與鑽頭連接處扭曲變形。因而，全迴轉鑽機和旋挖鑽機在鑽進中存在以下幾方面缺陷:第一、受到的間歇式振動所產生的力對鑽機旋轉系統造成了嚴重的損害；第二、鑽進過程中鑽頭受到強烈的撞擊振動使鑽頭刀具很容易磨損和打掉；第三、鑽機鑽頭損壞後鑽杆提升修復周期過長，每次修復時間都在10天以上；第四、旋挖鑽機在鑽進過程中泥漿護壁不好，回填片石和泥土沒有很好的固結，當提升鑽杆換鑽頭或換鑽杆時容易產生塌孔；第五、填充物沒有夯實，空隙率大，澆築混凝土時容易產生漏漿。
[0094]CZ-8型衝擊式鑽機能彌補全迴轉鑽機和旋挖鑽機的缺陷和不足，在覆蓋砂礫石及整體巖石鑽進中衝擊效率低，在巖溶區域樁基施工中效率高於全迴轉鑽機和旋挖鑽機，原因在於:第一、衝擊鑽是由動能轉化成勢能作功，能量轉換，且勢能是可控的；第二、結構簡單，便於操作，成本費用低；第三、只要操作方法得當、措施得力，在溶洞鑽孔過程中，各種奇形怪狀的巖石都能對付了 ；第四、溶洞回填片石、泥土後在勢能衝擊力的作用下，填充物受外力作用，擠壓移動，重新排列組合，特別是裂隙、裂縫都能填實塞滿，再加上泥漿的光滑和滲透，使其形成新的整體固結，泥漿護壁好，混凝土澆築過程中也不會漏漿。另外，衝擊鑽機由於構造簡單，購置費用少，設備折舊費用小，維修及保養費用低，經常維修項目少。如換磨擦離合片，換鋼絲繩，鑽頭維修補焊一下了事，操作人員少，動力為75kw，是全迴轉鑽機和旋挖鑽機1/4耗電量。綜上，衝擊鑽機最實惠、最經濟、最耐用、最有效的鑽孔設備。
[0095]另外，根據計算得出的破碎巖石所需衝擊力為42.6kN,因而選用質量為5000kg，即5T的衝錘。
[0096]本實施例中，步驟403中採用衝擊鑽機由上向下進行鑽進過程中和步驟404中採用衝擊鑽機繼續向下鑽進過程中，泥漿護壁時所採用泥漿的比重為1.2~1.5、粘度為22s~30s、含砂率≥4%、pH值為8~10且膠體率≥95%。
[0097]實際進行鑽進施工時，鋼護筒2下沉至巖面後，用衝擊鑽機往復衝擊，將衝孔中的土、石破碎或擠入孔壁中，用高壓泥漿泵將石渣懸浮出孔。
[0098]泥漿護壁就是根據溶洞內填充物的種類不同及流塑性，在泥漿中按一定比例分別加入燒鹼、水泥、鋸木屑、草袋、片(碎)石等混合材料，利用鑽頭的衝擊搗鼓作用，將填充材料同稠密的泥漿一起擠入溶洞和巖溶裂隙中，形成一定強度的連續鑽孔路徑，在連續鑽孔工序中形成孔壁封閉環，達到泥漿護壁的效果，具體情況按溶洞的相對位置，巖石種類，填充物的性質等因素確定，不同條件下的泥漿護壁所採用泥漿的配製情況見表1:
[0099]表1泥漿護壁所採用泥漿的配製表
[0100]
【權利要求】
1.一種串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵在於:所施工水中墩的樁基礎包括多根第一鑽孔樁，多根所述第一鑽孔樁均由上至下先後穿越多個溶洞，該施工工藝包括以下步驟: 步驟一、溶洞編號:對所述樁基礎所處施工區域的各溶洞分別編號； 步驟二、鑽孔樁分組:根據由上至下所穿越溶洞的編號將多根所述第一鑽孔樁劃分為多組，同一組鑽孔樁中的所有第一鑽孔樁由上至下首次穿越的溶洞均相同； 步驟三、開鑽先後順序確定:根據各根第一鑽孔樁在首次穿越溶洞中的布設位置，對步驟二中同一組鑽孔樁中所有第一鑽孔樁的開鑽先後順序進行確定；同一組鑽孔樁中，距離首次穿越溶洞中部越遠的第一鑽孔樁的開鑽時間越早； 步驟四、鑽進施工:按照步驟三中所確定的開鑽先後順序，對步驟二中的各組鑽孔樁分別進行鑽進施工，鑽進至設計深度後再下放鋼筋籠並澆築混凝土獲得施工成型的第一鑽孔樁。
2.按照權利要求1所述 的串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵在於:步驟四中進行鑽進施工中，所述樁基礎中所有第一鑽孔樁的鑽進施工方法均相同； 對所述樁基礎中任一根第一鑽孔樁進行鑽進施工時，過程如下: 步驟401、測量放線:對當前所施工第一鑽孔樁的樁位進行測量放線； 步驟402、下放並固定鋼護筒:根據步驟401中的測量放線結果，下放鋼護筒(2)並對所下放鋼護筒(2)進行固定；所述鋼護筒(2)的長度大於當前所施工第一鑽孔樁所處位置的水深； 步驟403、鑽進:採用衝擊鑽機且通過步驟402中所下放的鋼護筒(2)由上向下進行鑽進，且鑽進過程中採用泥漿護壁； 步驟404、穿越溶洞處理及繼續鑽進:由上至下鑽進至需穿越溶洞時，採用能量傳遞法對當前狀態下需穿越溶洞進行處理；之後，再採用衝擊鑽機繼續向下鑽進，且鑽進過程中採用泥漿護壁； 步驟405、一次或多次重複步驟404，直至鑽進至設計深度。
3.按照權利要求1或2所述的串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵在於:所述樁基礎還包括第二鑽孔樁和/或第三鑽孔樁，所述第二鑽孔樁為由上至下僅穿越一個溶洞的鑽孔樁，所述第三鑽孔樁為由上至下未穿越溶洞的鑽孔樁；所述樁基礎中所包括鑽孔樁的總數量為M根，其中M為所述第一鑽孔樁、所述第二鑽孔樁和所述第三鑽孔樁的總數量，M=9根~16根，M根所述鑽孔樁分P排Q列進行布設，其中P和Q均為正整數，P≥2, Q ≥ 2 ； 步驟四中進行鑽進施工時，將M根所述鑽孔樁分前後兩輪進行鑽進施工，待第一輪中所有鑽孔樁均鑽進施工完成後，再對第二輪中的各鑽孔樁進行鑽孔施工；每輪鑽進施工時均同步對多根所述鑽孔樁進行鑽進施工，同步施工的多根所述鑽孔樁呈梅花形布設且各鑽孔樁的開鑽先後順序均不相同；鑽進施工過程中，多根所述第一鑽孔樁的開鑽先後順序均符合步驟三中所確定的開鑽先後順序。
4.按照權利要求1或2所述的串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵在於:步驟404中當前狀態下需穿越溶洞底部有暗河(1)，且對當前狀態下需穿越溶洞進行處理時，過程如下: 步驟4041、內護筒安裝孔鑽取:採用所述衝擊鑽機在暗河(I)的河床上鑽取供內護筒(3)安裝的安裝孔； 步驟402中所下放鋼護筒(2)為外護筒，所述內護筒(3)的內徑大於當前所施工第一鑽孔樁的樁徑且其外徑小於所述外護筒的內徑； 步驟4042、內護筒下放:通過所述外護筒對內護筒(3)進行下放，並將內護筒(3)底部安裝在步驟4041所鑽取的安裝孔內； 步驟4043、繼續鑽進:待內護筒(3)下放到位後，再採用所述衝擊鑽機繼續向下鑽進0.8m~1.2m，之後將所述衝擊鑽機自內護筒(3)提出；此時，所述內護筒(3)底部留有一層由被所述衝擊鑽機擊碎後的巖石顆粒組成的支墊層； 步驟4044、水源封堵:對內護筒(3)底部進行注漿堵水，並使得內護筒(3)底部緊固嵌入暗河(I)底部的巖層上。
5.按照權利要求4所述的串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵在於:步驟4041中進行內護筒安裝孔鑽取之前，先對暗河(I)的河床是否平整進行試探；實際對暗河(I)的河床是否平整進行試探時，將所述衝擊鑽機的衝錘沉入當前狀態下需穿越溶洞底部，當連接衝錘的鋼絲繩擺動嚴重，則說明暗河(I)的河床上有獨柱石或狼牙巖，此時需先將河床上的獨柱石或狼牙巖清除；反之，當連接衝錘的鋼絲繩輕微擺動，則說明暗河(I)的河床平整；步驟4042中所述內護筒(3)由多個內護筒節段拼裝而成，上下相鄰兩個所述內護筒節段之間以焊接方式進行固定連接；步驟4044中對內護筒(3)底部進行注漿堵水時，所採用的注漿堵水材料為聚氨酯注漿材料或水泥水玻璃雙液漿。
6.按照權利要求1或2所述的串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵在於:步驟402中對所下放鋼護筒進行固定時，以埋設方式對所述鋼護筒進行固定；步驟403中採用衝擊鑽機由上向下進行鑽進過程中，當鑽進至距離需穿越溶洞頂部Im左右時，立即減小所述衝擊鑽機的衝擊行程，以短衝程、快頻率方式擊穿所述需穿越溶洞。
7.按照權利要求1或2所述的串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵在於:步驟403中採用衝擊鑽機由上向下進行鑽進過程中和步驟404中採用衝擊鑽機繼續向下鑽進過程中，泥漿護壁時所採用泥漿的比重為1.2~1.5、粘度為22s~30s、含砂率≤4%、pH值為8~10且膠體率≥95% ;步驟405中鑽進至設計深度後，還需對所成型鑽孔進行清孔；實際進行清孔時，先將所述衝擊鑽機的衝錘提高至距離所成型鑽孔孔底20cm左後，再將泵管插入至所成型鑽孔孔底，並通過所述泵管進行反循環清孔。
8.按照權利要求1或2所述的串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵在於:步驟404中採用能量傳遞法對當前狀態下需穿越溶洞進行處理時，通過向步驟403中所鑽鑽孔內拋填填充混合物對需穿越溶洞進行回填；所述需穿越溶洞為洞高小於2m的小型溶洞、洞高為2m~5m的中型溶洞或洞高大於5m的大型溶洞； 當需穿越溶洞的洞高小於2m時，所拋填的填充混合物為由片石和粘土塊組成的第一填充混合物；所述第一填充混合物中片石和粘土塊的質量比為(0.8~1.2): 1，所述第一填充混合物中片石的粒徑為IOcm~15cm ； 當需穿越溶洞的洞高為2m~5m且內部有流塑狀填充物時，通過向步驟403中所鑽鑽孔內拋填第二填充混合物對需穿越溶洞進行分層回填並夯實；每次填高1.5m~2.5m，每次填高之前先向所述鑽孔內注入水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液，再向所述鑽孔內拋填所述第二填充混合物，每次填高之後均採用所述衝擊鑽機反覆衝擊進行夯實，並使得所注入的水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液進入所拋填第二填充混合物內；所述第二填充混合物由片石、碎石和粘土塊混合而成，所述第二填充混合物中片石、碎石和粘土塊的質量比為(1.8~.2.2): (0.8~1.2): 2 ;所述第二填充混合物中片石的粒徑為15cm~25cm，碎石的粒徑在7cm以下； 當需穿越溶洞為洞高2m~5m且內部無填充物的空洞時，向步驟403中所鑽鑽孔內充填混凝土對需穿越溶洞進行回填； 當需穿越溶洞的洞高大於5m且內部有塑狀和/或流塑狀填充物時，通過向步驟403中所鑽鑽孔內拋填第三填充混合物對需穿越溶洞進行分層回填並夯實；每次填高1.5m~.2.5m，每次填高之前先向所述鑽孔內注入水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液，再向所述鑽孔內拋填所述第三填充混合物，每次填高之後均採用所述衝擊鑽機反覆衝擊進行夯實，並使得所注入的水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液進入所拋填第三填充混合物內；所述第三填充混合物由塊石、粘土塊、片石和碎石混合而成或者由塊石、片石、碎石和袋裝粘土混合而成，所述第三填充混合物中塊石、粘土塊、片石和碎石的質量比為(1.8~2.2): (1.8~2.2):(0.8~1.2): 1，且所述第三填充混合物中塊石、片石、碎石和袋裝粘土的質量比為(1.8~.2.2): (0.8~1.2): (0.8~1.2): I ;所述第三填充混凝土中塊石的直徑為40cm左右，片石的粒徑為15cm~25cm,碎石的粒徑為5cm左右。
9.按照權利要求8所述的串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵在於:當需穿越溶洞的洞高小於2m時，向步驟403中所鑽鑽孔內拋填第一填充混合物對需穿越溶洞進行回填，直至回填至需穿越溶洞頂部上方Im左右為止； 當需穿越溶洞的洞高為2m~5m且內部有塑狀和/或流塑狀填充物時，採用所述第二填充混合物對需穿越溶洞進行分層回填並夯實，直至回填至需穿越溶洞頂部上方Im左右為止；每次填高之後均採用所述衝擊鑽機反覆衝擊進行夯實，且待所回填第二填充混合物的內部孔隙被預先注入的水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液堵塞後停止衝擊；分層回填完成且待所回填第二填充混合物與所注入水泥砂漿或水泥水玻璃固結為一體後，再採用衝擊鑽機繼續向下鑽進； 當需穿越溶洞為洞高2m~5m且內部無填充物的空洞時，向所鑽鑽孔內充填所述混凝土對需穿越溶洞進行回填，直至回填至需穿越溶洞頂部上方Im左右； 當需穿越溶洞的洞高大於5m且內部有塑狀和/或流塑狀填充物時，採用所述第三填充混合物對需穿越溶洞進行分層回填並夯實，直至回填至需穿越溶洞頂部上方2m~3m為止；每次填高之後均採用所述衝擊鑽機反覆衝擊進行夯實，且待所回填第三填充混合物的內部孔隙被預先注入的水泥砂漿或水泥水玻璃雙漿液堵塞後停止衝擊；分層回填完成且待所回填第三填充混合物與所注入水泥砂漿或水泥水玻璃固結為一體後，再採用衝擊鑽機繼續向下鑽進。
10.按照權利要求8所述的串珠式巖溶地區深水橋梁水中墩大口徑鑽孔樁施工工藝，其特徵在於:當需穿越溶洞為洞高2m~5m且內部無填充物的空洞時，所述混凝土為片石混凝土，所述片石混凝土由C30混凝土和粒徑為15cm~25cm的片石混合而成；採用所述片石混凝土對需穿越溶洞進行回填時，通過混凝土泵送設備向步驟403中所鑽鑽孔內注入C30混凝土，且注入C30混凝土的同時，向所鑽鑽孔內拋填粒徑為15cm~25cm的片石，並通過所述衝擊鑽機反覆衝擊對所注入C30混凝土與所拋填片石進行混合；待所述片石混凝土凝固後，再採用衝擊鑽機繼續向下鑽進； 當需穿越溶洞的洞高大於5m且內部有塑狀和/或流塑狀填充物時，向所述鑽孔內拋填所述第三填充混合物的同時，還需向所鑽鑽孔內投放稻草，並且還需向所鑽鑽孔內所注入的水泥砂漿或水泥水玻 璃雙漿液中 添加有緩凝劑。
【文檔編號】C04B28/26GK103526748SQ201310468976
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】侯田海, 田傑, 郭富明, 任宵, 周吉學, 崔旭, 任少強 申請人:中鐵二十局集團有限公司