溶洞處理方案(樁基裂隙及溶洞處理專項方案)

1、樁基裂隙及溶洞處理專項方案樁基礎(chǔ)施工中經(jīng)常碰到溶洞及巖石裂隙等不良地質(zhì)。1、裂隙的處理方案，它會導致樁孔的漏漿、掉石塊 ，甚至卡鉆、掉鉆、裂隙是地應力釋放在巖石中產(chǎn)生的裂縫 塌孔等事故.當進尺達到不良區(qū)段時， 嚴密監(jiān)控孔內(nèi)水頭， 當發(fā)當為裂隙時，水頭下降較緩，這時提鉆2-3m ,現(xiàn)場施工人員事先熟悉該樁位鉆探資料， 現(xiàn)水頭出現(xiàn)下降時。判斷是裂隙還是溶洞。同時向孔內(nèi)投入粘土塊和少量水泥，調(diào)整泥漿稠度。當水頭下降較大時，可補入泥漿保證孔內(nèi)水頭壓力。待孔內(nèi)水頭穩(wěn)定后，繼續(xù)鉆進。2、溶洞的處理方案根據(jù)溶洞的洞高和洞內(nèi)的填充物情況，對溶洞采用不同的處理方法，主要的處理方法有：拋填法、靜壓化學灌漿法、灌注

2、混凝土填充法、套放大小鋼護筒法等。1、拋填法溶洞范圍小，溶洞高度小于 1m,對照地質(zhì)圖，當鉆至溶洞頂板鉆沖程，控制在1 擊穿，孔內(nèi)水頭迅速下降,1.5 m,通過短沖程快頻率沖擊的方法逐l m左右時，減小沖擊漸擊穿溶洞，溶洞一被這時立即向孔內(nèi)補充泥漿，同時提鉆至孔口，并向孔內(nèi)投入片石、粘土塊和水泥，填充溶洞，當孔內(nèi)水頭穩(wěn)定時，用測線測出回填厚度，當回填厚度大 于l m時，使溶洞范圍形成護壁后，再繼續(xù)施工。穿越溶洞范圍的樁鋼筋籠在溶）。發(fā)現(xiàn)異常情況及時采用以上方法 ，反復沖砸，填塞溶洞，擠密護壁，直至順利穿過溶洞。的鋼板圓筒，在圓筒外增加四根定位鋼筋洞上下各1m范圍在鋼筋籠的定位筋焊接厚 4mm厚

3、度小于1米溶洞的護壁處理R 一鳳一“匚 耳溶洞小于1m的鋼筋籠處理2.（靜壓化學灌漿法）施工方法必要時增加鉆主橋樁基精確放樣后，在樁基施工平臺上用地質(zhì)鉆于樁中心進行超前鉆, 位。根據(jù)超前鉆的結(jié)果，確定護筒的打入深度。有溶洞的樁位，護筒沉至風化巖層，置于強風化巖面上，這樣可穿過土洞。 護筒的底部即為巖層或溶洞的頂部。沒有溶洞的樁，護筒沉放要穿過淤泥質(zhì)亞粘土、砂礫層，置于砂礫質(zhì)亞粘土層至少2m 深。根據(jù)溶洞的不同類型，最后決定兼用兩種不同的施工方案。當溶洞內(nèi)有填充物填滿或有流砂的，或當溶洞為空洞或填充物不滿（水洞）且深度在13m的，在鉆孔樁施工前先進行預處理，采用靜壓化學灌漿法固結(jié)填充物和流砂，或

4、用此法填滿溶洞，在固結(jié)體達到一定強度以后再鉆孔施工。2 1 1 技術(shù)要求溶洞預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間并達到一定的強度（20mpa 以上） ，防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發(fā)生，保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。溶洞預處理施工，在鉆孔樁施工之前進行，相當于在樁基礎(chǔ)施工過程中，于鉆孔樁施工工序之前加入一道預處理工序，與樁基施工的各工序一起形成流水作業(yè)。2 1 2 施工方案（ 1 ）處理方法選擇由于溶洞埋藏較深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法處理，有效的處理方法是灌漿法。而在眾多的灌漿法中，因溶洞的不規(guī)則性，決定了其處理的最有效和比較經(jīng)濟的方法

5、是靜壓化學灌漿法。因此，采用靜壓化學灌漿法，同時也可兼用噴射灌漿法，促進填充物強度的加強。（ 2）靜壓化學灌漿的加固特點漿材可在幾秒或在幾十秒內(nèi)瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內(nèi)且不流失，材料的利用率高，比較經(jīng)濟。漿材的結(jié)石率為100， 即 1m3 體積漿材可得 1m3 結(jié)石體。對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結(jié)砂和礫的；對于溶洞中的稀土、亞粘土等土體，漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的；對于無填充物和半填充溶洞的空間，漿液是通過充填作用填滿溶洞的。漿液在土體中的滲透擴散方向是往小主應力面方向，漿液固化后，小主應力面得到加固，而原次小主應力面變成小主應力面。這樣，通過對小主應力面

6、反復不斷的加固，一方面滲透、擠密溶洞中的土體的空隙，充填溶洞的空間，在樁體周圍形成防水帷幕，防止流砂和保證護壁泥漿不流失；另一方面，提高溶洞中土體的承載力和抗剪力形成擋土墻，防止坍孔，見圖（2） 。靜壓化學灌漿的關(guān)鍵在于漿材的配方和工藝。內(nèi)護筒底部及頂部灌漿封縫示意單位：cm（ 3）工藝設(shè)計布孔：在超前鉆有溶洞的樁位四周均布4 個灌漿孔鉆孔：孔徑80mm,孔深要求達到最深溶洞的底部。材料：普硅425水泥（新標準為普硅32 5mpa 水泥）與化學漿。工藝：采用雙液灌漿系統(tǒng)進行全孔灌漿，要求少量多次、反復灌漿，如溶洞空間容積大、倒水性強，則在混凝土干料中添加一定量水玻璃。2 1 3 主要施工機械設(shè)

7、備主要機械設(shè)備有：bw250 泥漿泵，bw150 泥漿泵，100 型鉆機，泥漿攪拌機和貯漿槽，高壓灌漿管及其配件。圖2:灌漿孔平面布置及剖面圖3、灌注混凝土填充法溶洞的高度在1.。3. 0m之間，且溶洞為填充或半填充的，則先向拋填片（碎）石、砂混合物和注水泥漿， 然后用小沖程沖擊片石擠壓到溶洞邊形成泥漿碎石外護壁（見圖3）,水泥砂漿將片石空隙初步堵塞后，停止沖擊，24小時后，待水泥的強度達到 2. 5MPa后，再繼續(xù)沖擊，穿過溶洞。 圖3:房13米厚溶洞的處理1 3米厚溶洞的鋼筋蘢處理3、護筒跟進法1、溶洞高在3. O<h<5. Om,對于多層溶洞間距較小的采用鋼護筒穿越處理 （見

8、圖4）。先 用沖擊錘進行沖孔、擴孔處理，然后采用振動錘將鋼護筒振動下沉至溶洞底部，為保證鋼護筒的強度和剛度，每隔 2m,設(shè)置加強鋼板箍。圖4溶洞高3.0<h< 5.0m處理示意圖3、溶洞高大于 5. 0m（多層），且溶洞間距較大時，擬采用套內(nèi)護筒法施工，即用內(nèi)護筒穿過溶洞的方法進行施工。內(nèi)護筒長度L=h+2m（h為地質(zhì)超前鉆確定的多層溶洞高）內(nèi)護筒內(nèi) 徑應比設(shè)計樁徑大 20cm左右，外徑應小于外護筒內(nèi)徑 5cm左右，若遇第二層溶洞， 第二層 溶洞的內(nèi)護筒外徑比上層內(nèi)護筒內(nèi)徑小 35cm,具體見圖51、內(nèi)護筒長度的確定護筒長度 L = h+2 （m） （h為多層溶洞高度）2、內(nèi)護筒內(nèi)

9、徑的確定內(nèi)護筒內(nèi)徑應大于 。220cm,同時外徑應小于外護筒內(nèi)徑 5cm左右，如果只下一次內(nèi)護筒（一 層溶洞），內(nèi)護筒內(nèi)徑選用 233cm，壁厚為1cm,則 外徑為235cm（主橋外護筒內(nèi)徑為 240cm）。 當遇到第二層溶洞時，第二層溶洞的內(nèi)護筒（即第三次護筒）選用220cm內(nèi)徑。(a)(b)圖5溶洞高5.0m處理示意圖3、溶洞頂部沖孔根據(jù)超前鉆的資料，當鉆孔施工接近溶洞頂部時，提起鉆頭、鉆桿，移開鉆機(gps 30),采用沖擊鉆機ykc-30沖孔。用沖擊鉆沖孔時，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，提升高度 一般不超過50cm, 一般進程控制在 6080cm/h。所有卡扣及鋼絲繩必須先經(jīng)測試檢查

10、，其 它施工工藝及注意事項與常規(guī)相同。4、外護筒的制作及沉放方法4-1外護筒的制作外鋼護筒制作時，先勘察地質(zhì)質(zhì)料，根據(jù)溶洞的層數(shù)確定外鋼護筒的直徑。鋼護筒分節(jié) 制造，工地拼接。先采用樁錘進行擴孔，鋼護筒采用振動下沉。振動下沉采用振動打拔錘， 其振動動力為1600KN以上。鋼護筒下沉時，用兩臺經(jīng)緯儀在兩個垂直的平面內(nèi)監(jiān)測傾斜度， 以便隨時調(diào)正。護筒下沉至硬土層或巖面后，其傾斜度小于1%。4-2內(nèi)護筒的沉放(1)當沖擊穿過溶洞頂部時要反復提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻礙，說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的，此時用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護管，用吊機(或沖機自吊)把內(nèi)護筒放入外護筒內(nèi)至孔底

11、。到孔底后，內(nèi)護筒不會靠自重沉到溶洞底部(因溶洞底有沉渣、沉淀物等)。此時，GPS30鉆機重新就位。(2)護筒沉設(shè)利用 GPS-30鉆機進行，在鉆機的鉆桿上附加壓架，利用鉆機的鉆進壓力和 鉆桿、鉆頭的重量，使內(nèi)護筒隨鉆頭的鉆進而下沉，直到溶洞的底部。2. 2. 5內(nèi)、外護筒間空隙及內(nèi)護筒與溶洞底部間空隙的處理(1)在內(nèi)護筒底部及頂部 100cm范圍內(nèi)回填砂、碎石，中部回填中砂。(2)用高壓噴射灌漿法(施噴法)對回填體進行灌漿處理。灌漿后，內(nèi)護筒上下兩端空隙被砂、碎石及漿液沖填固結(jié)，固結(jié)強度要求達到30mpa,其抗?jié)B系數(shù)可達107m/s。灌漿 處理后，即可重新沖孔。(3)在內(nèi)護筒頂部及底部 10

12、0cm范圍內(nèi)回填小碎石素水泥混凝土，內(nèi)護筒中部回填砂，同 樣能起到堵塞空隙的目的。(4)對于需要處理多層溶洞的樁基，一般仍采用上述灌漿法填充固結(jié)空隙進行施工。目的是為了增加溶洞底部 (同時有可能是下層溶洞的頂部)附近填充物的密度和強度，并且增加內(nèi)、外護筒間的膠合力。(5)重新沖鉆，直至嵌入完整基巖。當符合設(shè)計及規(guī)范要求時，經(jīng)監(jiān)理工程師同意即可終孔，此樁即成孔。成孔后的工序工藝與常規(guī)相同，并不贅述。4、故障及處理(1)卡鉆如果鉆進過程中被卡鉆 (見圖6),可采用以下方法：一是水下割護筒底口擋住鉆頭部 分，二是將鋼護筒上拔或頂起一定高度，騰出空間，將鉆頭拉出。圖6如是因為護筒底變形而引起的卡鉆，可

13、拋填片石反復沖砸，將變形部位擠出，或水下 切割變形部位，將鉆頭斜拉上來。(2)斜孔、彎孔：產(chǎn)生斜孔、彎孔的原因有三：是斜面開孔，通過溶洞時，未按正確的施工方法，如拋填粘土不及時，溶洞的位置測量不準確，以致鉆頭沿著軟的部位下滑，造成斜孔；是出現(xiàn)沒有預見的溶洞；是隔層相向的探頭石，在鉆進時相互擴孔，使鉆糾正斜孔、彎孔的方法：回填片石、粘 土重鉆，反復數(shù)次；灌注水下素碎至彎曲部分以上的一定高度，待強度合格后重新施鉆。(3)清孔漏漿：由于覆蓋層和溶洞之間相互串通，在地下水的作用下產(chǎn)生動壓力，導致溶洞 內(nèi)鉆孔所形成的人工造壁坍塌，清孔時泥漿流失。其處理方法如下：探明泥漿流失的孔洞高程，在初步清基的基礎(chǔ)上， 在