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1、全护筒法施工钻孔灌注桩技术方案一、工程概况*南引桥钻孔桩基处于岩溶发育地带，根据2004年10月22日设计院下发的*标段桩基参数一览表（第一批），部分桩位存在大溶洞，须采用全护筒法施工。第一批桩基参数一览表中采用全护筒法施工的地质情况如下：74#-D桩基：覆盖层厚021.5m，-10.39 -12.09m微风化石灰岩，-12.09-21.49m为溶洞，内充填软塑状亚粘土，夹微风化灰岩石牙，-21.49-31.59m微风化石灰岩，桩长34.41m。92#-D桩基：覆盖层厚014m,-10.62-11.12m微风化石灰岩，-11.12-13.52m溶洞，-13.52-15.22m微风化石灰岩，-1
2、5.22-20.92m溶洞，充填流塑状亚粘土，-20.92-25.82微风化石灰岩，-25.82-31.34m溶洞，-31.34-38.62m微风化石灰岩，桩长36.26m。93#-D桩基：覆盖层厚014m，-10.65-14.65m溶洞，3m无填充物，-14.65-22.67m微风化石灰岩，桩长20.21m。95#-A桩基：覆盖层厚013m，-9.48-10.88m微风化石灰岩，-10.88-18.68m溶洞，内充填中、细砂亚粘土，呈松散状，软塑状，-18.68-28.48m微风化石灰岩，桩长26.62m。95#-C桩基：覆盖层厚015.4m，-12.20-14.50m微风化石灰岩，-14.
3、50-22.20m溶洞，内充填软塑状亚粘土，-22.20-30.50m微风化石灰岩，桩长28.12m。97#-A桩基：覆盖层厚014m，-10.80-11.50m微风化石灰岩，-11.50-13.90m溶洞，-13.90-15.00m微风化石灰岩，-15.00-20.70m溶洞，内填充亚粘土，-20.70-28.40m微风化石灰岩，-28.40-30.50m溶洞，无填充物，-30.50-33.10m微风化石岩，-33.10-33.50m溶洞，无填充物，-33.50-40.70m微风化石灰岩，桩长37.60m。97#-C桩基：覆盖层厚015m，-11.20-17.20m微风化石灰岩，-17.20
4、-26.10m溶洞，内填充软塑状亚粘土，-26.10-33.50m微风化石灰岩，桩长32.60m。二、施工方案针对上述七根钻孔灌注桩，根据D标段桩基参数一览表（第1批）的要求，采用全护筒法进行施工。我部根据设计院提供的地质资料，对上述七根桩基分别采取以下施工方案：74#-D桩基：D=200cm，采用双护筒方案进行施工，外护筒长22m，d=230cm，内护筒长33m，d=220m；92#-D桩基：D=140cm，采用双护筒方案施工，外护筒长18m，d=180cm，内护筒长35.5m，d=160cm；93#-D桩基：D=140cm，采用单护筒方案施工，护筒长18m，d=160cm；95#-A桩基：
5、D=140cm，采用双护筒方案，外护筒长13.5m，d=180cm，内护筒长22.5m，d=160cm；95#-C桩基：D=140cm，采用双护筒方案，外护筒长15.5m，d=180cm，内护筒长26m，d=160cm；97#-A桩基：D=140cm，采用双护筒方案，外护筒长14.5m，d=180cm，内护筒长33m，d=160cm；97#-C桩基：D=140cm，采用双护筒方案，外护筒长15m，d=180cm，内护筒长30m，d=160cm；1、钢护筒设计及加工根据地质钻勘资料，存在溶洞桩基覆盖层厚度1020m不等，地下水位为地面以下2m，覆盖层主要为砂层。钢护筒采用12mm钢板卷制。（1）
6、钢护筒设计1）、工况分析：、外钢护筒：A、钢护筒插打时，钢护筒的承载力验算；B、出现溶洞，漏浆时，钢护筒在内外水头差和侧土压力作用下的局部稳定验算。若岩面不平，护筒与岩面存在间隙，在水压力作用下，产生流砂，形成不均衡水压力和土压力时，钢护筒的局部稳定验算。、内护筒：A、内嵌护筒须贯穿整个溶洞，下沉时，钢护筒承载力验算。B、由于钢护筒下孔口的岩面不平整，漏浆时，钢护筒在内外水头差和侧土压力作用下的局部稳定验算。2）钢护筒承载力验算、护筒下沉时，承载力验算荷载：钢护筒下沉时，荷载为：护筒自重和150KW沉桩锤振动力90t。A、外套护筒外套护筒自重（内径230cm）：护筒外径232.4cm，单位钢护
7、筒重：684kg/m3桩锤振动力作用下,护筒产生应力计算:=（6.8420+900）kN/0.0871=1.19104KN/ m3=11.9Mpa=196MpaB、内嵌护筒（内径220cm）：单位钢护筒重：654.3 kg/m3桩锤振动力作用下,护筒产生应力计算:=(6.5440+900kN)/0.0834=1.39104KN/ m3=13.9Mpa=196Mpa、局部承载力验算由于岩面不平及漏浆，钢护筒内外将产生水头差和不均衡土压力，钢护筒受水压力和土压力作用下，发生局部变形。根据地质资料，引桥覆盖层厚度最大达20m左右，取最不利状况，20m覆盖层厚度计算，地表水取地面以下2m计算。护筒最底
8、端所承受的土压力及地下水的侧压力按下式计算：P=htg2（45-/2）+（-w）（H-h）htg2（45-/2）+（H-h）wP土和地下水对钢护筒的最大总压力，KN/ m2土的重度，KN/ m3；砂土=20 KN/ m3w水的重度，KN/ m3；w=10KN/ m3H钢护筒护壁深度，m。H=20mh地面至地下水位深度，m；h=2m土的内摩擦角，粗砂取=32p=202tg2（45-32/2）+（20-10）（20-2）tg2（45-32/2）+（20-2）10=247.6KN/ m2 用MIDAS计算软件进行计算分析（D=230cm钢护筒），结果如下：A、当钢护筒与岩面结合紧密，不漏浆状况（即环
9、形均布压力247.6KN/ m2作用下）：变形图：应力图：B、当钢护筒受不均衡压力作用时（即钢筒底端局部不受水压和土压力）变形图：应力图：C、当钢护筒受不均衡土压力作用时，（即护筒底端局部只受水压力而无土压力工况）变形图：应力图：从以上三种工况计算结果分析，当出现B工况时，最不利，安全系数为1.232，采用=12mm的钢护筒能满足施工要求。考虑到地质情况复杂，各种不可预见因素，内外钢护筒均采用12mm钢板卷制。（2）、钢护筒加工 钢护筒加工在钢构件加工厂加工，采用厚度为12mm的钢板卷制成护筒，护筒接缝焊接采用满焊。护筒接缝、刃脚、护筒顶均用=12mm，宽20cm的钢板进行包裹加劲焊接，确保在
10、下沉过程中，钢护筒的局部刚度。钢护筒的长度根据设计院下发的地质钻勘图纸的溶洞的深度，覆盖层厚度进行加工。上述七根桩钢护筒数量如下：桩位外护筒内护筒直径（cm）长度（m）重量（kg）直径（cm）长度（m）重量（kg）74#-D2302215026220332155692#-D18018964816035.51693493#-D16018858695#-A18013.5723616023.51121097#-A18014.57772160331574197#-C1801580401603014310合计：136239kg2、施工工艺（1）单护筒施工工艺先冲孔接近溶洞位置，下沉钢护筒穿过溶洞，冲孔成
11、桩浇注砼。工艺流程：场地平整 测量放样，埋护筒 钻机就位，冲孔钻进 接近溶洞，下沉钢护筒直至溶洞底 冲孔钻进，完成钻孔灌注桩施工。施工现场图：（2）双护筒施工工艺 先冲孔钻进至岩面，插入外护筒，冲孔钻进、冲破溶洞，下沉内钢护筒后，冲孔钻进至设计终孔标高，完成钻孔桩施工。施工流程如下： 双护筒钻孔施工工艺流程： 场地平整 测量放样、埋护筒钻机就位，冲孔钻进至岩面 插入外钢护筒 冲孔钻进至接近溶洞，小冲锤低冲程打穿溶洞 沉桩机下沉内钢护筒贯穿整个溶洞 钻机冲孔直至终孔标高 浇筑砼，回收外护筒。A、外钢护筒插打施工测量工程师将桩位中心及轴线放样后，先用埋入2m长,d=240cm或者190cm的护筒，
12、钻机就位，用直径为230cm或者180cm的冲锤冲孔钻进；当钻进至岩面时，提起钻头，用25t吊车起吊外钢护筒，插入外钢护筒，并用150kw沉桩锤振动下沉直至岩面。在振动过程中，严格控制钢护筒的垂直度容许误差在1%L内。B、钻机就位、冲孔外钢护筒下沉到位后，开始冲孔，根据内嵌护筒的直径，选用相应的冲锤（d=220cm或者160cm）进行冲孔。当孔钻进接近溶洞时，换小冲锤，低冲程钻进，以防卡锤。溶洞冲破后，若漏浆太快，需及时补充注入泥浆，确保水头压力，避免水压力和土压力不平衡，护筒局部挤压变形。溶洞冲破后，换回正常冲锤，低冲程冲孔，将溶洞孔口直径扩大至内钢护筒直径。C、内护筒下沉施工冲锤冲破溶洞后
13、，将钻锤提起，用25t汽车吊将内钢护筒插入桩孔内，用150kw沉桩锤将钢护筒振动下沉，穿过溶洞，直至洞底岩面。下沉过程中严格控制钢护筒的垂直度在1%L内。D、继续钻孔施工 内护筒下沉到位后，放入冲锤，进行冲孔，直至桩基终孔标高。由于溶洞底岩面不平，出现漏浆的现象，则采用投入优质黄泥加片石，冲锤反复冲挤，将黄泥片石挤入缝隙进行封堵。当采用黄泥和片石封堵不住时，则采用浇筑混凝土进行封堵。E、砼浇注及外护筒回收钻机冲孔达到终孔标高后，进行清孔、下钢筋笼、浇筑砼。待砼达到一定强度后，用150KW沉桩锤将外护筒拔出，回收利用。若沉桩锤无法拔除，则在外护筒上焊反力架，用千斤顶将护筒顶出，再辅于沉桩锤拔出。
