巖溶區(qū)樁基處理措施

1、巖溶區(qū)樁基處理措施原收錄于合集1.1 溶洞處理目的溶洞預(yù)處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間并達(dá)到一定的強(qiáng)度，防止鉆孔樁施工時(shí)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(yù)處理施工，在鉆孔樁施工之前進(jìn)行，相當(dāng)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(yù)處理工序，與樁基施工的各工序一起形成流水作業(yè)。1.2溶洞樁基地質(zhì)災(zāi)害分析1.2.1巖溶區(qū)樁基施工的主要病因：一是覆蓋層主要為易垮塌的流塑狀淤泥和流砂；二是灰?guī)r本身存在未充填的裂隙、溶洞。當(dāng)樁基施工至溶洞、裂隙處時(shí)，孔內(nèi)泥漿迅速滲漏，如補(bǔ)漿不及時(shí)，上部覆蓋層由于護(hù)壁失穩(wěn)而極易垮孔，嚴(yán)重者

2、造成大規(guī)模地面沉陷。1.2.2由于溶洞及溶蝕發(fā)育，導(dǎo)致巖面起伏不平，有時(shí)甚至在樁徑范圍內(nèi)亦出現(xiàn)有半邊巖，沖樁過程中經(jīng)常出現(xiàn)斜孔、卡錘、掉錘或沖錘開裂破壞等現(xiàn)象。1.2.3樁基一旦停止施工或者在清孔停止時(shí)，溶洞內(nèi)已形成的穩(wěn)定護(hù)壁往往由于負(fù)壓釋放，護(hù)壁失穩(wěn)，導(dǎo)致灌注過程中出現(xiàn)沉渣過厚或者出現(xiàn)團(tuán)塊狀?yuàn)A石現(xiàn)象。樁基在首批水下混凝土灌注前溶洞內(nèi)的充填物回流至孔內(nèi)，導(dǎo)致樁底沉渣厚超標(biāo)，樁中出現(xiàn)夾泥現(xiàn)象。1.3準(zhǔn)備工作1.3.1施工技術(shù)和物資準(zhǔn)備在施工過程中，若鉆孔灌注樁鉆進(jìn)時(shí)遇到溶洞、裂隙地帶，就會(huì)出現(xiàn)孔內(nèi)泥漿急劇下降，如不及時(shí)補(bǔ)充水頭和拋填粘土、片石等回填物堵塞溶洞、裂隙帶的漏漿空洞，抬高水頭以增加孔壁

3、側(cè)壓力，孔壁土層就不能承受地下水和周圍土層的側(cè)壓力，就會(huì)造成護(hù)筒底部地層坍塌和埋鉆的現(xiàn)象，護(hù)簡周圍地面大面積整體下陷，地面也可能出現(xiàn)裂縫。一旦出現(xiàn)這種異常情況，若處理不及時(shí)或處理不當(dāng)將會(huì)影響到工程質(zhì)量和人員、設(shè)備的安全，造成經(jīng)濟(jì)上的重大損失，施工周期也將延長。在施工前，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人必須根據(jù)逐樁鉆探資料認(rèn)真研究各墩臺(tái)溶洞分布的平面位置、高程、范圍、連通性和有無充填物等情況，大概計(jì)算出溶洞的體積，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求在現(xiàn)場備足水、粘土、片石、碎石、和水泥等必備材料，同時(shí)設(shè)置容量不小于2倍單孔容量的泥漿池和沉淀池，制備符合要求的優(yōu)質(zhì)泥漿，應(yīng)急電源和施工機(jī)械也應(yīng)作充分準(zhǔn)備，確保意外情況出現(xiàn)時(shí)，能按照應(yīng)急預(yù)案中

4、的施工方案及時(shí)進(jìn)行處理。1.3.2埋置好鋼護(hù)筒為防止鋼護(hù)筒在鉆進(jìn)成孔過程中水頭突然下降、地層擾動(dòng)后液化發(fā)生坍塌傾斜等事故，在埋置護(hù)筒時(shí)，將護(hù)筒0.51.0m周圍內(nèi)的原狀土挖除，回填粘性土至護(hù)筒底以下0.5m處并夯實(shí)，然后通過定位的控制樁放樣，把鉆孔中心位置標(biāo)于孔底，再把護(hù)筒放進(jìn)坑內(nèi)，然后移動(dòng)護(hù)筒、使護(hù)筒中心與鉆孔中心位置重合。在護(hù)筒周圍對(duì)稱、均勻回填最佳含水量的粘土，分層夯實(shí)、達(dá)到最佳密實(shí)度，同時(shí)也選用剛度好、接頭嚴(yán)密、不漏水、抗擠壓的鋼護(hù)筒。1.4溶洞施工控制要點(diǎn)樁基礎(chǔ)施工均采用沖擊鉆成孔工藝。由于大量溶洞的存在，給樁基礎(chǔ)施工帶來很多困難，大至分為三種類型：溶洞較小，鉆孔過程中有漏漿現(xiàn)象；溶

5、洞較小，鉆孔過程中孔底巖面傾斜，溶洞漏漿；溶洞較大，鉆孔過程中漏漿嚴(yán)重，大面積塌孔。針對(duì)施工過程中出現(xiàn)的情況采取相應(yīng)的處理措施。1.4.1對(duì)于溶蝕發(fā)育輕微比較小的溶洞對(duì)溶蝕發(fā)育輕微、空洞不大、施工時(shí)漏漿量小的樁基施工，可采取反復(fù)投入黃土和片石，片石和粘土比例控制為1:11:1.5，利用鉆頭沖擊將黃土和片石擠入溶洞和巖溶裂隙中，還可摻入水泥、燒堿和鋸末，增大孔壁的自穩(wěn)能力；若溶洞內(nèi)有充填物且充填物呈松散或軟塑狀態(tài)時(shí),鉆孔時(shí)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，反復(fù)回填片石和粘土?xí)r，可加入一定比例的袋裝水泥,通過沖擊將回填物擠入溶洞，水泥可起到固結(jié)護(hù)壁的作用；若充填物已固結(jié)呈硬塑狀態(tài)時(shí),則可以直接沖孔,但需加大泥漿濃度以

6、加強(qiáng)護(hù)壁。1.4.2對(duì)于一些溶槽、溶溝、小裂隙等,沖孔時(shí)可采取投放片石、碎石夾粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到護(hù)壁作用,保證泥漿不流失,使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。1.4.3對(duì)于空溶洞溶洞內(nèi)無填充物或填充物較少,采用先填粘土和片石，錐形錘壓入空溶洞，必要時(shí)采用壓風(fēng)機(jī)向孔內(nèi)灌砂，用壓風(fēng)機(jī)將干砂壓入,為防止洞內(nèi)高壓阻止灌砂,利用其它孔作為減壓孔，然后再注漿固結(jié)。填充粘土和片石效果不佳時(shí)，利用沖擊鉆穿溶洞頂板后，灌注低標(biāo)號(hào)砼，使砼面高于溶洞頂面，砼灌注時(shí)采取間歇方式，待砼達(dá)到一定強(qiáng)度后再繼續(xù)鉆孔，穿過低標(biāo)號(hào)砼，鉆至溶洞穩(wěn)定層成孔。1.4.4溶洞發(fā)育且對(duì)樁基承載力有影響的樁基施工，在樁基施工前進(jìn)行石粉加水泥壓

7、漿堆填處理,使溶洞封閉,保證鉆孔過程中不漏漿，根據(jù)地質(zhì)情況在每一根樁的中心位置鉆注漿孔，然后進(jìn)行壓漿處理，待漿液凝固到一定強(qiáng)度后即進(jìn)行鉆孔樁的施工，施工按常規(guī)鉆孔樁施工方法。1.4.5溶洞附近成孔經(jīng)過處理后的巖溶處,成孔方法基本上與普通沖擊鉆成孔方法相同,采取用沖擊鉆方式成孔。成孔時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。(1)沖擊成孔必須待注漿凝固后或灌注的砼達(dá)到一定強(qiáng)度才能進(jìn)行。(2)為防止意外,沖孔前應(yīng)有備用措施,備好材料,一旦泥漿泄露,及時(shí)向孔內(nèi)投放粘土、水泥和片石,依靠沖擠在溶洞內(nèi)形成片石夾粘土的圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻,保持孔內(nèi)泥漿高度,使得沖鉆順利進(jìn)行。1.5鉆孔樁溶洞處理措施1.5.1 常規(guī)處理方法（1）樁機(jī)安裝時(shí)

8、，要盡量加大它的觸地面積，在鉆機(jī)底座滾筒下加鋪二根長18m 的30cm 無縫鋼管，防止坍孔時(shí)鉆機(jī)下沉或傾斜，并在樁機(jī)后用纜繩拉住。（2）對(duì)地質(zhì)資料中有溶洞的鉆孔樁基礎(chǔ)加大泥漿制備量，以應(yīng)付隨時(shí)出現(xiàn)的失漿現(xiàn)象，同時(shí)根據(jù)需要加大泥漿的稠度。（3）在鉆機(jī)附近儲(chǔ)備一定長度的鋼護(hù)筒，以應(yīng)付突發(fā)事件。（4）遇到較大溶洞時(shí)，先在孔口附近準(zhǔn)備足夠的塊石、粘土、水泥，在洞頂擊穿時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)漏漿，要迅速填堵，防止坍塌，一般土洞、溶洞在洞頂擊穿后，樁中的泥漿會(huì)下降的很快，此時(shí)要將準(zhǔn)備好的塊石、粘土、水泥按照比例拋入，直至孔中的泥漿停滯下降，并慢慢上升，此時(shí)可用沖錘進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄D壓，反復(fù)作業(yè)直至把樁基兩側(cè)的溶洞填滿或堵

9、死。最后補(bǔ)充泥漿重新成孔。較大的溶洞最好等12天后再重新沖孔成樁。（5）在成孔過程中，要特別注意快到土洞、溶洞的洞頂時(shí)，沖錘采用低錘密擊的方法施工，以防止頂板過早被破壞，造成失漿，同時(shí)防止卡錘、掉錘等現(xiàn)象，在鉆進(jìn)中，密切觀測(cè)。1.5.2鋼護(hù)筒跟進(jìn)法溶洞較大，洞內(nèi)無充填物或流塑充填物，漏水很嚴(yán)重，采取片石加粘土反復(fù)打密，仍然無法形成泥石護(hù)壁的，可采取鋼護(hù)筒跳進(jìn)法施工。該方法就是一面沖孔，一面接高護(hù)筒，并且將其震動(dòng)下沉至已鉆成的孔內(nèi)，以隔斷溶洞內(nèi)流塑充填物或水的活動(dòng)。鋼護(hù)筒跟進(jìn)有兩種施工方法。一是沖擊鉆成孔鋼護(hù)筒跟進(jìn)法。還有一種情況就是樁孔穿過多個(gè)溶洞，并且均已成功造壁，在下面沖孔時(shí)，上面已形成的

10、泥石護(hù)壁坍塌漏水并且無法解決時(shí)，可以鋼護(hù)筒跟進(jìn)到這個(gè)溶洞位置堵漏，漏幾個(gè)溶洞鋼護(hù)筒跟到幾個(gè)溶洞。沖擊鉆成孔鋼護(hù)筒跟進(jìn)法施工中應(yīng)充分利用沖擊鉆的擴(kuò)孔性能，使鋼護(hù)筒能順利下沉。鉆頭外徑和鋼護(hù)筒內(nèi)徑空隙控制在10cm，保證沖擊鉆在護(hù)筒內(nèi)順利提升或下沖。在護(hù)筒跟進(jìn)很困難時(shí)，可以先下在大護(hù)筒后下小護(hù)筒，然后割掉在大護(hù)筒下緣以上的內(nèi)護(hù)筒，以保證樁砼與外護(hù)筒的連接。如果沖擊鉆在堅(jiān)硬的巖石中的擴(kuò)孔系數(shù)較小，不能使鋼護(hù)筒下沉?xí)r，可采用小藥量電雷管焊破，保證鋼護(hù)筒順利下沉，可在井口上部設(shè)一個(gè)簡易導(dǎo)向裝置進(jìn)行控制。在井口用20槽鋼焊一個(gè)井字架，兩槽鋼間的距離大于鋼護(hù)筒外徑10mm左右。在距孔口23m的位置設(shè)一個(gè)導(dǎo)向

11、用的環(huán)形鋼筋，內(nèi)徑也是大于鋼護(hù)筒外徑10mm左右，錨固在砼護(hù)壁上，鋼護(hù)筒沿這兩個(gè)定向裝置下滑。上下鋼護(hù)筒拼接時(shí)，用2臺(tái)經(jīng)緯儀(或2人持垂球)在兩個(gè)垂直方向看護(hù)筒邊緣均在豎直線上，護(hù)筒是豎直的。拼好的鋼護(hù)筒沿導(dǎo)向裝置下滑。為保證鋼護(hù)筒順利下滑，要求樁孔要豎直，無歪斜、縮頸。鋼護(hù)筒孔徑要準(zhǔn)確，連接要順直，用卷板機(jī)成型。鋼護(hù)筒要有一定的剛度，鋼板厚為810mm為宜。1.5.3成孔時(shí)注意事項(xiàng)（1）沖擊成孔必須待注漿凝固后才能進(jìn)行。（2）為防止意外，沖孔前必須備好材料，一旦泥漿泄漏，能及時(shí)向孔內(nèi)投放粘土、水泥和片石，依靠沖擠在溶洞內(nèi)形成片石夾粘土的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，保護(hù)孔內(nèi)泥漿高度，使沖鉆順利進(jìn)行。（3）加大泥

12、漿量和密度。（4）當(dāng)巖面傾斜較大，鉆頭擺動(dòng)撞擊護(hù)筒或孔壁時(shí)，回填片石，使孔底形成一個(gè)平臺(tái)后再轉(zhuǎn)入正常沖孔。（5）接近巖溶地段時(shí)采取輕錘沖擊，加大泥漿密度的方法成孔，防止卡鉆和掉鉆。1.6鉆孔樁施工中常見事故及處理辦法1.6.1塌孔（1）塌孔的表征是孔內(nèi)水位突然下降，孔口冒細(xì)密的水泡，出碴量顯著增加而不見進(jìn)尺，鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加等，原因如下：泥漿比重不夠或泥漿其它性能不符合要求，使孔壁未形成堅(jiān)實(shí)泥皮，孔壁滲漏。孔內(nèi)水頭高度不足，支護(hù)孔壁壓力不夠。護(hù)筒埋置太淺，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水泡軟化或鉆機(jī)擱置在護(hù)筒上由于振動(dòng)使孔口坍塌、擴(kuò)展或較大塌孔。在松軟砂層中鉆進(jìn)，進(jìn)尺太快護(hù)壁不好。提著鉆頭

13、鉆進(jìn)，旋轉(zhuǎn)速度過快，空轉(zhuǎn)時(shí)間太長。清孔后泥漿比重、粘度等指標(biāo)降低，反循環(huán)清孔，泥漿吸出后未及時(shí)補(bǔ)漿。起落鉆頭時(shí)碰撞孔壁。（2）預(yù)防及處理原則：保證鉆孔時(shí)泥漿的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)滿足規(guī)范要求。保證鉆孔時(shí)有足夠的水頭高度，不同土層中選用不同的轉(zhuǎn)速和進(jìn)尺。起落鉆頭時(shí)對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心插入。塌孔事故發(fā)生后，回填砂和粘土的混合物到塌孔處以上1-2m，待回填土層穩(wěn)定后重新鉆孔。1.6.2鉆孔偏斜或縮孔（1）偏斜、縮孔原因：鉆孔中遇有較大的孤石或探頭石，擴(kuò)孔較大處鉆頭擺動(dòng)偏向一方。在有傾斜度的軟硬地層交界處鉆進(jìn)或粒徑大小懸殊的砂石中鉆進(jìn)，鉆頭受力不均。鉆桿剛度不夠、鉆桿彎曲接頭不正，鉆機(jī)底座未安置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷等

14、。在軟地層中鉆進(jìn)過快，水頭壓力差小。（2）預(yù)防和處理：安裝鉆機(jī)時(shí)地基基礎(chǔ)密實(shí)穩(wěn)固，使底座水平，起重滑輪、鉆頭中心和孔位中心三者在一條豎直線上，并經(jīng)常檢查校正。在有傾斜的軟硬地層鉆進(jìn)時(shí)，采取減壓低速鉆進(jìn)。鉆桿、接頭逐個(gè)檢查，及時(shí)調(diào)整。遇有斜孔、偏孔時(shí)用檢孔器檢查探明孔偏斜和縮孔的位置情況，在偏孔、縮孔處上下反復(fù)掃孔?？s孔、偏孔嚴(yán)重時(shí)回填砂粘土重鉆。1.6.3掉鉆（1）主要原因：鉆進(jìn)時(shí)強(qiáng)提強(qiáng)扭、鉆桿接頭不良或疲勞破壞易使鉆頭掉入孔中，另外由于操作不當(dāng)，也易使鐵件等雜物掉入孔內(nèi)。（2）預(yù)防與處理：小鐵件可用電磁鐵打撈，鉆頭的打撈應(yīng)視具體情況而定，主要有采用打撈叉、打撈勾、打撈活套、偏鉤和鉆錐平鉤等器

15、具。在鉆孔過程中除以上幾種主要事故外，還必須注意防止糊鉆、擴(kuò)孔、偏孔、卡鉆、鉆桿折斷、鉆孔漏漿等。1.6.4水下混凝土灌注時(shí)導(dǎo)管進(jìn)水主要原因有：首批混凝土儲(chǔ)量不足或?qū)Ч艿卓诰嗫椎组g距過大，混凝土下落后不能埋住導(dǎo)管底口以致泥水從底口進(jìn)入，此時(shí)，將導(dǎo)管提出，將散落在孔底的混凝土拌和物用空氣吸泥機(jī)或抓斗清除，重新灌注。1.6.5導(dǎo)管卡鉆灌注過程中，混凝土在導(dǎo)管中下不去稱為卡管。初灌時(shí)隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因如塌落度過小、流動(dòng)性差、粗骨料過大、拌和物不均勻產(chǎn)生離析、導(dǎo)管接縫處漏水、大雨中運(yùn)送混凝土未加遮蓋使混凝土中的水泥漿被沖走，粗骨料集中造成堵塞。機(jī)械發(fā)生故障和其它原因使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留

16、時(shí)間過長，或灌注時(shí)初凝間持續(xù)過長，最初灌注的混凝土已經(jīng)初凝，增大了管內(nèi)混凝土的下落阻力，混凝土堵在管內(nèi)。預(yù)防措施：準(zhǔn)備備用機(jī)械、摻入緩凝劑、選好配合比、改善混凝土的性能。處理辦法：應(yīng)視卡管的具體情況、位置選擇拔管、吸碴重灌或拔管、待其具有一定強(qiáng)度后重鉆等方法及時(shí)果斷地進(jìn)行處理。1.6.6埋管導(dǎo)管無法拔出稱為埋管，其原因是導(dǎo)管埋入混凝土過深，應(yīng)及時(shí)采取措施提升導(dǎo)管，控制埋深。3.6.7水下混凝土灌注時(shí)塌孔發(fā)生塌孔后，應(yīng)查明原因采取相應(yīng)措施，如保持或加大水頭，排除振動(dòng)等防止繼續(xù)塌孔，然后用吸泥機(jī)吸除孔中礫土，如恢復(fù)正常灌注，如塌孔不停止、塌孔部位較深，宜將導(dǎo)管和鋼筋籠拔出，保存孔位回填粘土重鉆。1.6.8浮籠的處理鋼筋籠可以拔出時(shí)的處理（1）停止灌注混凝土，拔出鋼筋籠原位重鉆當(dāng)發(fā)現(xiàn)浮籠而混凝土灌注時(shí)間不長尚未初凝時(shí)情況下鋼筋籠可以從樁孔混凝土中拔出來時(shí)，應(yīng)立即停止灌注混凝土，盡快拔出鋼筋籠，并用高壓水沖洗、擾動(dòng)混凝土，原位重鉆、清孔，下鋼筋籠、重新灌注水下混凝土。（2）繼續(xù)灌注混凝土，使用鋼筋籠繼續(xù)上浮，邊浮邊割，然后原位重鉆當(dāng)發(fā)現(xiàn)浮籠，而現(xiàn)有設(shè)備又拔不出鋼筋籠，若停止混凝土灌注，會(huì)在樁孔中殘留空鋼筋籠，處理難度很