一、桩基础施工遇溶洞判别方法

1、钻头入岩后钻孔出现漏浆或漏塌。

2、钻头入岩一定深度后,突然进尺加快,有时不用提钻头而钻头自动下沉。

3、取到的样岩中,分化岩样较多,且有钟乳石碎块。

二、桩基础施工溶洞处理方案

冲击钻成孔时遇到溶洞,要根据具体情况采用投放抛填物的方法处理溶洞。

1、常规成孔法(按照无溶洞地质考虑)

当溶洞内有充填物,是可塑或软塑的亚粘土,并且溶洞不漏水,这时不管溶洞有多大,也不管溶洞垂向数量多少,都可以不考虑溶洞的存在,而按照正常的地质情况施工。冲击钻成孔时,洞内的土质和溶洞外的土质没有什么区别,可以按无溶洞的情况施工。

2、片石粘土筑壁法

溶洞内无充填或半充填,溶洞高度不太大,一般在3m以内,但存在严重漏水,护筒内水头高度不能保持时,可采用片石、粘土按1 :1 体积比,回填冲击,用0.5~0.8 m小冲程,不循环泥浆干打几分钟,使回填物充分密实,再加浆提高水头到正常高度,让粘土与片石混合物充分挤入溶洞,将漏浆处堵住后再使用小冲程继续钻进,形成人工泥石护壁。如此反复多次回填片石、粘土,反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止。粘土片石筑壁法施工时,钢护筒必须预埋牢固,这样可以防止由于溶洞漏水,水头高度急剧下降而造成孔口塌孔,保证钻孔顺利通过岩溶区。

当冲孔到离溶洞的顶板还有1米左右的时候,应加大泥浆所占的比重,并采用低冲程(高度在1m内)慢速冲进逐渐击穿顶盖,以防止卡钻。此外,还要安排专人来观察护筒内泥浆面的变化,如果发现泥浆面出现下降,应当立即提钻并及时进行补浆和抛填混合料,等到泥浆面不再下降达到稳定的时候,应继续使用低冲程慢冲挤混合料,使其能够形成泥石孔壁稳定的穿过岩溶地区。如果溶洞的面积比较大,使用一次抛填就很难达到成孔的目的,因此必须通过反复抛填处理才能够使其成孔。

注意事项:

1)在冲击成孔中,由于有的溶洞与地下暗河或其他溶洞相通,泥浆迅速流走,水头高度急剧下降,造成漏浆。施工时要在孔边备足一定数量的片石和粘土,一旦出现漏浆,要及时回填片石、粘土冲击造壁,并马上补浆,防止水头高度继续下降。

2)意外跑浆:地质资料揭示无溶洞或只有很小的溶洞,但突然发生跑浆,估计是挤破了旁边大溶洞的洞壁,或小溶洞与旁边的大溶洞是相连的。采取投放片石、粘土起到护壁作用,使钻孔顺利通过岩溶区。

3)遇到较大的土洞、空溶洞时,或连体薄层深洞迅速跨塌,出现掉锤现象,在快到溶洞顶板2m距离位置时应低锤轻冲击、慢冲击,减少溶洞大面积跨塌掉锤现象,保证桩基顺利终孔。

3、跟进法

溶洞较大洞高大于3m,洞内无充填物或流塑充填物,漏水严重或与暗河连通时,采取片石加粘土反复打密,仍然无法形成泥石护壁的,可采取钢护筒跟进法施工。该方法就是一面冲孔,一面接高护筒,并且将其震动下沉至已钻成的孔内,有以隔断溶洞内流塑充填物或水的活动。桩孔穿过多个溶洞,并且均已成功造壁,在下面冲孔时,上面已形成的泥石护壁坍塌漏水并且无法解决时,可以用钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏,漏几个溶洞钢护筒跟到几个溶洞。施工时,当钻孔接近溶洞顶板时,必须轻锤慢打,控制提升高度,使孔壁圆滑坚固。当钻孔穿过溶洞顶板后,应反复提升钻头,在顶部范围内上下慢放轻提,直至钻头不明显受阻碍,这样就确保钢护筒下放至准确位置。

1)内护筒内径的确定

现场根据桩孔穿过大溶洞的数量,确定内护筒级数,每增加一级,内护筒内径增加0.2m,最小一级内护筒直径大于桩径0.2m。为保证内护筒的刚度,防止受压变形,钢护筒采用10mm 钢板卷制。下沉内护筒时,由大到小,分级逐次下沉进行。先钻大孔,下沉大护筒,再钻小孔、下沉小护筒。如果穿过1层溶洞,就采用1级内护筒,每增加1层溶洞,就增加1级内护筒。

2)内护筒长度的确定

护筒长度L=h+3(m)(h为地质超前钻确定的溶洞高度),如果内护筒太长可分节下沉,在孔口焊接连接。

4、注浆加固法

使用注浆方法来处理钻孔桩溶洞,主要是通过设计院所提供的地质勘察资料,填充和加固钻孔桩穿过的溶洞,注浆加固方法在大溶洞的处理中有很好的效果。首先依据设计院所提供的地质勘察资料,找出最大的溶洞,并对其进行注浆加固。注浆泵注浆时要控制在0.5~1.0MPa的范围,确保注浆的压力不过于大,具体的压力值应由现场试验来确定。其注浆速度保持在15~20L/min,目的是使浆液渗透到填充物之内,然后固结,其渗透最小直径定为310m,确保冲钻成孔时能够有足够的固结体。在进行注浆时,注浆管要插在填充物的底部,边注浆边缓慢的上提,保证提管的速度不致太快,且应使渗透的半径控制在允许的范围之内。注浆液选用32.5级水泥,其配合比为水:水泥=0.8:1.0,如果需要水泥砂浆,那么其配合比要采用水:水泥:砂=1:1:0.8,当需要使用双浆液的时候,其水玻璃的用量要根据现场的实验来进行确定。

注浆施工所需注意的事项:通过采用间歇注浆方式来防止浆液流失太远所造成的浪费,使先注入的浆液和砂子初步达到胶结之后再进行注浆,并循环多次注浆,达到规定最小注浆量和注浆压力控制值之时结束。当注完一个孔之后,要继续对其他孔进行注浆,但是,后注浆的压力要比先注浆的压力提高,最后封孔,注浆的顺序应根据现场进行自行控制。

5、灌低标号混凝土法

对于较大的溶洞,尤其是半填充或无填充溶洞,有时采用填粘土和片石的方法难以成孔,或者成孔后灌注水下混凝土时孔壁被挤垮,这时用灌低标号混凝土(一般为C25混凝土)的方法处理。 当击穿溶洞顶板时,为节约混凝土灌注量,可先填粘土块和片石,反复冲挤,待溶洞填注基本饱满时,再灌低标号混凝土至溶洞顶1m 以上,待混凝土达到一定强度后再继续钻孔。

三、桩基础施工施工注意事项

1、根据地质资料预测施工中可能出现的问题,制定施工方案,并向钻机操作人员进行技术交底。桩孔附近要备足回填材料和挖掘机、铲车、水泵等机械。

2、在对施工中所遇的溶洞进行处理时,要结合实际的情况及经验进行加泥浆、抛片石和埋置护筒等相关工作,并养成在施工中做好记录的习惯,保证能够较为准确的测定出溶洞深度和体积,这样可以在溶洞的处理中,能够有比较可靠地数据,以避免走弯路,并提高效率,加快施工的进度。

3、防止万一溶洞漏浆时诱发地面沉陷使钻机机身发生倾翻,达到施工安全并确保人机安全,在注浆施工时,必须增加钻机刚性平台的辅助方案。主要使用材料为156#工字钢,采取平卧井字型的布置,其平台的面积一般要比桩机加宽2-4米。

4、钻孔时泥浆要稍稠,现场泥浆池内尽量多备些泥浆,在溶洞穿孔后及时补浆。施工中要加强钻孔地质检查、复核,并密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化,防止不正常情况发生。

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