樁基溶洞施工方案

1、水汲江大橋工程樁基溶洞處理專項方案長沙市桔洲建筑工程有限公司水汲江大道大橋工程項目經(jīng)理部二0一一年一月目 錄一、工程概況1二、樁基溶洞處理方法1三、施工注意事項5四、一般事件處理7五、施工組織8一、 編制依據(jù)1、本工程現(xiàn)場情況及勘探資料、設(shè)計圖紙；2、我單位類似工程施工經(jīng)驗；3、2010年8月-12月溶洞處理方案專項會議中各單位意見。二、 工程概況水汲江大橋鉆孔灌注樁48根，已施工樁基31根，本橋處于巖溶發(fā)育區(qū)，地質(zhì)情況復(fù)雜，除0#臺、1#墩無溶洞，其余6排36根樁都不同程度，有溶洞、溶槽、流砂、地下河等特殊地質(zhì)情況。根據(jù)本工程情況、勘察資料、設(shè)計圖及我部已施工的23根樁基的溶洞處理情況和施工

2、情況（投入了大量片石、粘土、水泥，混凝土超灌量較大，充盈系數(shù)達2.5）。特制定樁基溶洞處理專項方案，以指導(dǎo)溶洞段樁基施工。三、 樁基溶洞處理方法根據(jù)橋位地質(zhì)情況，本橋樁基施工全部采用沖擊鉆孔方法施工。1、當(dāng)溶洞內(nèi)有充填物，是可塑或軟塑的亞粘土，并且溶洞不漏水，這時不管溶洞有多大，也不管溶洞垂向數(shù)量多少，都可以不考慮溶洞的存在，在注意不卡鉆的情況按照正常的地質(zhì)情況施工成孔。但須注意以下兩點：較大溶洞要注意投入片石固壁，避免混凝土超灌量過大，保證成樁質(zhì)量。如樁基為摩擦樁，溶洞深度超過1米時,提請設(shè)計單位增加樁長。2、無充填或半充填小溶洞施工2.1、溶洞內(nèi)無充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以

3、內(nèi)，但存在嚴重漏水,護筒內(nèi)水頭高度不能保持時，擬采用片石粘土水泥筑壁法，既投入片石、粘土、水泥方法處理：2.1.1在孔位附近準備大量粘土、片石和適當(dāng)數(shù)量的袋裝水泥，設(shè)置2個容量較大的泥漿池，保證樁孔一旦出現(xiàn)漏漿，能及時補漿和回填樁孔。2.1.2在接近溶洞頂板1m左右時，加大泥漿比重，小沖程沖擊，逐漸擊穿頂板，同時加強對孔內(nèi)泥漿面變化的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿面明顯下降，立即提起沖錘，及時補充泥漿，回填粘土、片石和袋裝水泥（重量比1:1:0.2），停置一段時間（一般24h）。在停置期間，若孔內(nèi)泥漿繼續(xù)下降，應(yīng)隨時補充泥漿和回填混合物，待孔內(nèi)泥漿穩(wěn)定后，方可繼續(xù)沖孔，采用小沖程沖擊投下混合物，使其擠入溶

4、洞中，堵塞溶洞通道。2.1.3在沖擊過程中，孔內(nèi)泥漿還會多次下降，每次泥漿下降，都要及時提起沖錘，補充泥漿和回填粘土、片石，并停止沖孔一天，待穩(wěn)定后繼續(xù)沖孔。如此循環(huán)反復(fù)，直到樁孔不再漏漿為止，順利穿越溶洞。2.2、兩層及多層小溶洞施工2.2.1兩層及多層小溶洞處理方法同單層小溶洞，采用投入片石、粘土和水泥方法施工。對于兩層及多層溶洞，特別是本工程部分兩層及以上溶洞間夾層較?。▊€別僅有70cm），在接近溶洞頂板1m左右時，加大泥漿比重，換成小沖錘小沖程沖擊，逐漸擊穿頂板，同時加強對孔內(nèi)泥漿面變化的監(jiān)測，沖破頂板后換回原沖錘并反復(fù)多次投入片石、粘土和水泥，按上述方法反復(fù)沖擊直至形成泥石護壁，施工

5、完上層后按同樣方法處理下層溶洞。2.2.2施工中應(yīng)特別注意不能冒進，以防發(fā)生卡鉆或打穿兩層或多層溶洞后水頭高度急劇下降而造成的坍孔等事故。3、較大溶洞施工溶洞較大（一般大于3米），洞內(nèi)無充填物或流塑充填物，漏水很嚴重，采取片石加粘土反復(fù)打密，仍然無法形成泥石護壁的，擬采用以下三種方案處理：3.1 回填法施工中出現(xiàn)上述情況后，先對溶洞進行充填加固，用石塊、水泥、粉煤灰漿填滿溶洞，并夯實，同時加大孔內(nèi)泥漿比重，以防已成孔段塌孔，7天后再進行成孔。施工方法同上。3.2 套內(nèi)護筒施工3.2.1內(nèi)護筒長度的確定護筒長度lh3（m）（h為地質(zhì)超前鉆確定的溶洞高度）；3.2.2一般鉆頭外徑和鋼護筒內(nèi)徑空隙控

6、制在3 5cm，保證沖擊鉆在護筒內(nèi)順利提升或下沖為度。3.2.3溶洞頂部沖孔根據(jù)超前鉆的資料，當(dāng)鉆孔施工接近溶洞頂部時，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。所有卡扣及鋼絲繩必須先經(jīng)測試檢查，其它施工工藝及注意事項與常規(guī)相同。3.2.4內(nèi)護筒的沉放方法當(dāng)沖擊穿過溶洞頂部時要反復(fù)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。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）, 利用鉆頭重量及其震動使內(nèi)護筒隨鉆頭的鉆進而下沉，直到

7、溶洞的底部。3.2.5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107ms。灌漿處理后，即可重新沖孔。（3）在內(nèi)護筒頂部及底部100cm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

8、間的膠合力。（5）重新沖鉆，直至嵌入完整基巖。當(dāng)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。3.3 超前鉆孔預(yù)灌漿施工3.3.1當(dāng)以上方案處理溶洞效果不佳時。其他類似樁基采用超前鉆孔注漿漿法。因溶洞的不規(guī)則，本工程擬采用靜壓化學(xué)灌漿法并兼用噴射灌漿法，促進填充物強度的加強。3.3.2 靜壓化學(xué)灌漿的加固特點為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

9、；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。3.3.3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水泥與化學(xué)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(fù)灌漿。4、溶洞處理程序發(fā)現(xiàn)溶洞及時通知監(jiān)理,并及時按此溶洞施工方案進行初步處理，以防坍孔。程序：監(jiān)理查看相關(guān)情況通知業(yè)主業(yè)主組織相關(guān)單位確定采用何種處理措施處理

10、溶洞并確認處理工程量溶洞區(qū)通過后且接近設(shè)計標高時，設(shè)計、勘察單位確定地質(zhì)情況及是否增加樁長按設(shè)計、勘察單位確定的標高終孔并灌注混凝土監(jiān)理旁站記錄混凝土灌注數(shù)量，業(yè)主、監(jiān)理及相關(guān)單位確定溶洞區(qū)混凝土超灌數(shù)量及整根樁基溶洞處理工程量總結(jié)處理經(jīng)驗。聯(lián)系線條為：施工監(jiān)理業(yè)主設(shè)計、勘察單位成孔后的工序工藝與常規(guī)相同。四、 施工注意事項1、鉆頭鉆至溶頂時，為防止由于溶洞頂板巖層厚度、硬度不均而出現(xiàn)斜孔，除采用拋填片石平衡鉆頭外，也可采用質(zhì)量較大的鉆頭處理。2、溶洞處理時，速度稍微放慢一些或稍停一段時間，可促使片石、粘土和水泥的固結(jié)利于固壁。3、充填物的溶洞采用拋填物的方法處理是可行的，但為了避免發(fā)生縮孔，

11、可采用大塊片石。4、溶洞內(nèi)泥漿濃度要大，比重不小于1.4。5、孔內(nèi)泥漿流失時處理：如孔內(nèi)泥漿流失量較小(泥漿高度下降1m以內(nèi))，投入片石、水泥、粘土處理，粘土可不裝袋投入。如孔內(nèi)泥漿流失量較大(泥漿高度下降13m)，投入片石、水泥、粘土處理，粘土、水泥袋裝投入并補充泥漿。如孔內(nèi)泥漿流失量較大(泥漿高度下降3m以上)，投入片石、水泥、粘土處理，粘土、水泥袋裝大量投入并及時補充泥漿。6、若溶洞內(nèi)為流塑狀粘土，即使孔內(nèi)不漏漿，為加大泥漿濃度，增加固壁的牢固性，也要按片石粘土3:1的比例加入。7、當(dāng)處理住漏漿時或到達溶洞位置但不漏漿，要向孔內(nèi)拋填片石及粘土進行固壁，小沖程反復(fù)沖砸，使拋填片石充分擠入孔

12、壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量過大，保證成樁質(zhì)量。8、鉆頭鉆至溶頂時，要注意采用輕錘小沖程，以防出現(xiàn)卡鉆、掉鉆現(xiàn)象發(fā)生。9、無論哪一類型的溶洞,在成孔時都不可能完全堵死溶洞,因此,灌注混凝土?xí)r應(yīng)事先擬定灌注方案,配備足夠的材料,若溶洞底板離樁底不足1 m時,則在灌注第一斗料時,應(yīng)充分考慮第一斗料的體積,防止第一斗料灌注下去后,導(dǎo)管埋置深度不足1m,甚至出現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)有泥漿的現(xiàn)象。在灌注至溶洞區(qū)時,應(yīng)加強檢測孔內(nèi)混凝土的厚度,每一次落料都應(yīng)進行檢測,嚴格控制導(dǎo)管的埋深,千萬不要以理論計算值來確定導(dǎo)管的埋深,以免出現(xiàn)“斷樁”現(xiàn)象。五、 一般事件處理1、坍孔1.1 預(yù)防坍孔的方法1.1.1溶

13、洞處理時泥漿比重要大；1.1.2發(fā)現(xiàn)漏漿及時回填及補漿。1.1.3遇溶洞漏漿，上部卵石層最容易坍孔，施工用鋼護筒（直徑比樁徑大20-30cm,厚度1-2cm,）最好穿過卵石層，支撐在巖石或不透水層上。鋼護筒可用沖錘、挖掘機打入，遇困難可用50t-100t振動錘打入。1.2 坍孔的處理方法1.2.1當(dāng)成孔深度不大時，可全孔回填粘土，并暫停一段時間后，再深埋鋼護筒至不透水層方可重新鉆孔。1.2.2當(dāng)成孔深度較大時，可將鋼護筒一直座落在坍孔的嗽叭口下緣處，護筒周圍回填粘土，擠實，并暫停一段時間后，再重新鉆孔。2、卡鉆2.2卡鉆的原因和處理方法：2.2.1鉆頭在沖擊填充的片石時，進起的石塊將鉆頭和孔壁

14、的空隙擠住，鉆頭不能上下?？煞判∨谡鸹钽@頭，也可用小沖擊鉆沖動，或用沖吸的方法將卡在鉆頭的石碴松動再提出。2.2.2鉆頭沖破溶洞頂板，掉入溶洞，鉆頭傾斜，提不出來，應(yīng)放小炮炸頂板巖。一般用藥量為300 500g即可，一次不行可反復(fù)幾次。2.2.3卡鉆時不宜強提，免得拉壞機械，拉斷鋼絲繩，掉鉆頭。3、斜孔斜孔是由于巖石表面傾斜或出現(xiàn)探頭石，致使鉆頭沿軟的低的部位下滑造成的。解決的方法是回填片石，也可以灌注水下砼，待強度形成后用小沖程打緊繩反復(fù)沖擊，直至調(diào)正過來為止。過大的沖程會成孔不圓，造成斜孔，一般應(yīng)采用14m為宜。4、坍孔埋鉆埋鉆的原因是坍孔造成的。施工中發(fā)現(xiàn)漏漿應(yīng)立即將鉆頭提到孔外，如果未及時提鉆，漏漿后坍孔，鉆頭便被埋在孔中。擬采用真空吸渣法。將導(dǎo)管置于坍孔的底部，用9m3空壓機通過鋼管壓入空氣吸出沉渣。這種方法適用于坍孔的石子粒徑小于25cm(導(dǎo)管的內(nèi)徑)。