淺談鉆孔灌注樁施工遇溶洞的處理方法

1、淺談鉆孔灌注樁施工遇溶洞的處理方法 摘要：我國華南、西南、東南等地區(qū)存在不同規(guī)模的巖溶地基，巖溶為可溶性巖層的特有現(xiàn)象，其表現(xiàn)形式有溶洞、溶芽、溶槽、溶溝等。它們是由地下水對可溶性巖石進(jìn)行溶蝕和機(jī)械侵蝕作用下而形成的地下空洞，其形態(tài)多樣，大部分洞身曲折、支洞多，無經(jīng)常流水，常見有不同高度重分布的大型復(fù)雜溶洞。在這些地方施工樁基礎(chǔ)時，溶洞的處理效果如何將決定樁基能否順利施工，下面就桂中治旱樂灘水庫引水灌區(qū)一期工程北干二標(biāo)古塔1#渡槽樁基礎(chǔ)施工中溶洞的一些處理方法做一些簡要介紹，以供參考。 關(guān)鍵詞：鉆孔樁；溶洞；措施 中圖分類號：tu74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號： 工程概況 桂中治旱樂灘水庫引水

2、灌區(qū)一期工程北干二標(biāo)位于廣西省來賓市，古塔1#渡槽段地質(zhì)情況為：古塔1#渡槽古塔河兩岸平均線巖溶率為23.39%，屬于巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。古塔1#渡槽樁基采用嵌巖樁，樁徑為1.2m，均為沖擊鉆施工。溶洞處理是本工程施工的重點和難點，施工過程將根據(jù)溶巖深度、層次和充填物的的類型采取不同的溶洞處理方法進(jìn)行針對性處理，保證樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量和樁基礎(chǔ)施工的安全。 二、溶洞處理原則 1)每根樁必須用地質(zhì)鉆機(jī)鉆探，詳細(xì)記錄地質(zhì)狀況、溶洞深度、高度、充填物類型，畫圖列表，為制定相應(yīng)施工方案提供詳實依據(jù)。 2）對充填物進(jìn)行土工試驗，分析其物理力學(xué)特性，檢測容重、含水量、孔隙率等，為注漿參數(shù)計算提供依據(jù)。 3）根據(jù)地質(zhì)

3、鉆探資料和充填物情況，對每根樁設(shè)計出相應(yīng)的溶洞處理方案、成孔方法及施工措施。 4）遇到大溶洞時，必須請監(jiān)理工程師和設(shè)計單位核查，明確處理方案，指導(dǎo)施工。 三、溶洞處理措施 古塔1#渡槽樁基礎(chǔ)施工均采用沖擊鉆成孔，由于溶洞的存在，給樁基礎(chǔ)施工帶來很多困難，就目前施工過程中遇到的情況，大致分為三種類型：(1)溶洞較小，鉆孔過程中有漏漿現(xiàn)象；（2）溶洞較小，鉆孔過程中孔底巖面傾斜，易發(fā)生斜孔；（3）溶洞較大，鉆孔過程漏漿嚴(yán)重。針對施工過程中出現(xiàn)的情況，對溶洞采用不同的處理措施。主要有拋填、注漿固結(jié)、套放大小鋼護(hù)筒等。 3.1 第一種溶洞處理 對于第一種類型，溶洞較小，鉆孔至洞頂位置時，減慢沖擊速度，

4、將溶洞擊破，然后拋填片石，填至1m1.5m高度，再用沖錘沖擠，將填料向周圍溶洞內(nèi)擠壓，隨著洞身擴(kuò)大，增加填料。為防止漏漿，除不斷補(bǔ)漿外，向孔內(nèi)拋填水泥包和粘土，用沖錘將水泥包和粘土擠壓嵌入片石縫隙。古塔1#渡槽17#樁、24#、27#等均用此方法解決。 3.2第二種溶洞處理 出現(xiàn)第二種情況是，主要是由于樁位坐落在溶洞邊緣，一側(cè)是洞，另一側(cè)巖層傾斜。這種情況最易導(dǎo)致斜孔，35#、18#、11#最為典型。鉆孔至該位置時，發(fā)現(xiàn)沖錘落錘時明顯傾斜，難以進(jìn)尺，并伴有漏水現(xiàn)象，沖擊成孔困難。處理方法是提錘后向孔內(nèi)拋填大直徑塊石，再落錘沖擊。拋填分層厚度控制在50100cm，邊填邊沖，一方面從側(cè)面塞填溶洞，

5、另一方面達(dá)到擊碎巖層的目的，使傾斜的巖面慢慢平整。其漏漿處理同第一種溶洞。 3.3第三種類型溶洞處理 第三種類型溶洞較大，漏漿嚴(yán)重。施工中主要體現(xiàn)在58#樁，設(shè)計樁長為15.5m，鉆孔深度為17.2m，根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料表明溶洞高度達(dá)4.7m，溶洞為無充填。鉆孔過程中鉆至11m位置出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿，漿液直接下漏到溶洞底，從孔口向下看，溶洞肉眼看的很清晰，采取回填處理，填塊石6米，粘土3m，向孔內(nèi)注入清水造漿，泥漿暫時不漏，繼續(xù)沖孔，沖孔至14m的位置又出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿，繼續(xù)采取回填處理，回填袋裝水泥、片石、粘土，比例按0.75t:1m3:3m3的比例回填沖擊成孔，用0.50.8m小沖程，不循環(huán)泥漿干打幾

6、分鐘，使拋填物充分密實，再加漿提高水頭到正常高度，等水泥初凝到一定強(qiáng)度，并將漏漿堵住后再使用小沖程繼續(xù)鉆進(jìn)，形成人工泥漿護(hù)壁。如此反復(fù)多次回填片石、粘土和整包水泥，反復(fù)沖擊直至形成泥石護(hù)壁并不再漏漿為止。粘土片石筑壁法施工時，鋼護(hù)筒必須坐落在不透水的亞粘土層上，這樣可以防止由于溶洞漏水，水頭高度急劇下降而造成的塌孔。嚴(yán)禁因為鋼護(hù)筒短，沒坐落在亞粘土層上，造成塌孔，導(dǎo)致鉆頭被埋在孔內(nèi)。護(hù)筒埋設(shè)采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)法。沖孔至15m的位置時再次出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿現(xiàn)象，經(jīng)設(shè)計、監(jiān)理現(xiàn)場商榷決定采取下鋼護(hù)筒的方法，護(hù)筒直接下至15.5m處（深入溶洞底50cm），護(hù)筒直徑采用1.5m，每節(jié)36m不等，邊沖邊振，兩節(jié)護(hù)

7、筒焊接接長，護(hù)筒頂周圍用粘土填實。護(hù)筒下沉過程中，為防止突然漏漿，同樣采用第一類型溶洞的處理方法堵塞溶洞，通過以上處理方法，最終順利成孔。 四、鉆進(jìn)方法的選擇 在巖溶發(fā)育的樁孔施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制沖進(jìn)進(jìn)度，一般控制在80cm/h，沖程控制在50cm左右，當(dāng)接近溶洞頂部時，提起鉆頭、鉆桿，移開回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，采用沖擊鉆沖孔。沖孔時，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，鉆頭提升高度一般不超過50cm。所有卡扣以及鋼絲繩須經(jīng)檢測，確保安全。 根據(jù)巖層的軟、硬和巖溶的發(fā)育程度，采取相應(yīng)的施鉆方法： （1）對于軟塑狀粘土和軟硬相間的石灰?guī)r地段，為防止成孔過快，采用慢鉆進(jìn)或低沖程（h=12m），輕錘（2.52.7t

8、）慢擊（34次/min）的沖擊鉆進(jìn)方法。 （2）對于完整而堅硬的石灰?guī)r，為達(dá)到有效破碎巖石，加快成孔速度，主要采用高沖程（h=3m），重錘（3.53.7t）慢擊（67次/min）的沖擊鉆進(jìn)方法。 （3）對于巖溶發(fā)達(dá)地段，為了有效的破碎巖石，又要防止成孔過快和斜孔，并且要防止塌孔、卡鉆等事故發(fā)生，故采用中低沖程（h=12m），重錘（3.53.7t），慢擊（34次/min）的沖擊鉆進(jìn)方法。 五、防止漏漿、塌孔、卡鉆、鉆進(jìn)等技術(shù)措施 （1）對于巖面高差較大的地段，為防止斜鉆，采取每孔鉆進(jìn)0.20.3m后，拋填片石的方法，填平孔底，再采用小沖程重錘慢擊的鉆進(jìn)方法。 （2）對于接近巖溶頂板和穿過漏漿裂隙

9、、溶洞地段，按4:1的比例投入塊石和硬粘土。再用小沖程慢錘慢擊的鉆進(jìn)方法，且每鉆進(jìn)1m左右，測量復(fù)核孔位一次，嚴(yán)重漏漿地段，加大塊石和粘土的投入。 （3）對于孔位有高于3m或多層溶洞的地段，在鉆進(jìn)過程中漏漿嚴(yán)重，不能成孔的，采用邊鉆進(jìn)邊用振錘振入護(hù)筒的辦法。直至護(hù)筒穿過溶洞，達(dá)到巖層內(nèi)，再重新用慢速鉆進(jìn)成孔。 (4) 對于孔位有高于3m的溶洞，但在跑填塊石粘土后能成孔的，但不能灌注水下混凝土的，可采用在溶洞位置的鋼筋籠上焊接護(hù)筒，然后隨鋼筋籠一起放入，再澆筑水下混凝土。 (5) 鉆進(jìn)過程出現(xiàn)卡鉆時可采用如下方法處理：一是水下割護(hù)筒底口擋住鉆頭部分;二是將鋼護(hù)筒上拔或者頂起一定高度，騰出空間，將鉆頭拉起。 (6) 糾正斜孔、彎孔的方法：一是回填片石、粘土重鉆，反復(fù)數(shù)次；二是澆筑水下素