浅谈岩溶地区桥梁钻孔桩溶洞处理
【摘要】岩溶地区桥梁钻孔桩施工中桩基穿越溶洞,出现桩孔漏浆甚至坍孔等对成孔极为不利的现象,但经积极采取措施,用注浆、回填堵漏、下钢套筒等方法予以处理,有效地解决了岩溶带来的施工困难。
【关键词】岩溶地区溶洞处理注双液浆护筒
1 简介
溶洞多处在岩溶发育地带内,岩溶部分为空洞、部分为全填充或半填充;地层为人工填筑粉质黏土、粉质黏土、灰岩夹白云质灰岩、灰岩、炭质页岩夹泥灰岩、断层角砾岩等。
2 溶洞分类
根据地质结构和溶洞的情况及发育情况,溶洞可分为以下几种类型:
2.1 按溶洞的大小分(1)大溶洞:溶洞高度>3m;(2)小溶洞:溶洞高度<3m。
2.2 按溶洞填充状态分(1)全填充溶洞:洞内完全充填亚粘土、亚砂土、粘性土等,充填物呈硬塑、软塑、流塑状;(2)半填充溶洞:洞内约一半有填充物,顶部为空腔;(3)无填充溶洞:洞内无填充物即空洞。
2.3 按是否漏水分(1)全漏水溶洞:严重漏水并与其它溶洞或地下河连通;(2)半漏水溶洞:溶洞洞壁存在裂隙,有渗漏水现象;(3)不漏水溶洞:溶洞完整,无渗漏水现象。
2.4 按溶洞垂向个数分(1)单个溶洞:桩基范围内仅有一层溶洞;(2)多层溶洞:桩基范围内有多层溶洞。
3 溶洞处理方法
4.1 压注双液浆法
注双液浆一般适用于10m以下半填充或全填充溶洞的处理。
(1)目的:溶洞内注双液浆预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间,并达到一定的强度(20MPa以上),防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生,保障成孔及水下混凝土浇注等施工工序的顺利完成;
(2)加固原理:注双液浆加固的特点是注浆材料可在十几秒或几十秒内瞬间凝固,可控制浆液灌注在一定范围内且不流失,材料的利用率高,比较经济。浆材的结石率为100%,即1m3体积的浆材可得1m3的结石体。对溶洞中的砂、砾等土体,浆液是通过渗透作用板结砂和砾的;对于溶洞中的稀泥等土体,浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的;对于无填充物和半填充的溶洞,浆液是通过充填填满溶洞的;
(3)工艺压浆材料采用普硅32.5R水泥与化学剂(水玻璃)。a布孔根据桥墩台桩基布置和溶洞分布,每个墩台布置6~8个压浆孔。b钻孔用地质钻机钻80mm~110mm的注浆孔,孔深达到最深溶洞的底部。注浆管插入溶洞下部。c压浆采用双液压浆系统进行全孔压浆,要少量多次、反复压浆。双液浆配制时,控制浆液比例,
反复试验,掌握浆液的最佳凝固时间,凝固时间太快,不利于注浆施工,凝固时间太慢,浆液流动性大,用量大,不经济。岩溶桩基压浆工艺流程图1.
岩溶桩基压浆工艺流程图
4.2 灌砂、压浆法灌砂压浆是溶洞预处理方案之一,一般适用于6~10m无填充溶洞的处理。主要通过灌砂填塞溶洞空间,采用压浆将洞内砂砾板结、凝固成坚实的混和体,防止在钻孔过程中出现漏浆、塌孔等现象。灌砂压浆孔和注双液浆钻孔施工方法相同。
灌砂采用干燥、洁净的中粗砂,并进行清筛,防止杂物堵管。一个桥墩内各注浆管内灌砂、注浆轮流进行。灌砂时分几次进行,第一次灌砂高度约4~5m,然后将注浆管插入灌入的砂中一定深度,向砂中压入一定量的水泥浆。压浆后采用清水冲洗注浆管,防止水泥浆粘附在管壁上,影响下一次灌砂、注浆。注入水泥浆初凝后,进行下一次灌砂、压浆,反复进行,直至灌满,使溶洞内充满砂浆。
4.3 填充粘土和片石法
粘土和片石填充适用于高度6m以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理,其方便、快捷,节省费用。
当钻孔至溶洞层时,一般护筒内泥浆会全部或部分流失,严重时会造成塌孔,这时可采用片石加粘土(按1:1体积比)回填,溶洞较大时可加入部分水泥,回填一层、采用钻头冲击一遍,尽量使片石和粘土保持密实,直至回填至溶洞顶部1~2m。溶洞回填完成后,向钻孔内注入稠度较大的泥浆,使其自然浸入片石缝隙内,然后采用钻头冲击,使片石和粘土挤入溶洞内,形成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时,应再次回填,反复回填、反复冲击,直至不再漏浆为止。
采用回填片石、粘土处理溶洞时,钢护筒须穿透砂砾等透水层、坐在不透水层
上,尤其是多层溶洞,以防止出现溶洞后孔内水头急剧下降而造成坍孔。
4.4 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的方法处理。
施工准备和开孔方法同填粘土块和片石方法,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。
4.5 钢护筒跟进法
在溶洞较大,洞内无填充或有流塑充填物,漏水严重或与暗河连通时,采取上述方法无效时,可采取钢护筒跟进法施工。就是一面冲孔、一面接高护筒,并将其振动下沉至已钻成的孔内或溶洞内,用以阻断溶洞内流塑充填物或水的流动,便于钻孔施工。
(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。护筒跟进法施工顺序见下图1。
(2)内护筒长度的确定内护筒长度的确定,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。 5 岩溶地区钻孔桩施工方法
外护筒内护筒
5.1岩溶地区钻孔桩施工工艺流程图见图2。
空洞较大的单层溶洞条件下钻孔桩施工工艺流程图
5.2经过处理后的溶洞地质钻孔桩成孔方法与普通石质地层成孔方法基本相同,采用冲击钻冲击成孔,但应注意以下几点:
(1)为防止意外,冲孔前应有应急措施,备好材料、机具等,一旦孔内泥浆再次泄露,立即向孔内投放黄泥和片石及水泥,使其冲挤在溶洞内的片石夹粘土形成围护结构,保持孔内泥浆高度,不致造成坍孔,保证钻孔顺利进行。
(2)用优质粘土增加泥浆质量与密度,当缺少优质粘土时,在泥浆中掺入适量的水泥、锯末,以提高孔内泥浆胶体率和悬浮能力。
(3)当岩面的倾斜较大或钻头摆动撞击到护筒或孔壁时须回填片石冲孔,使孔底出现一个平台后再正常钻进。
(4)在接近洞溶处,需加大泥浆密度,采取轻锤冲击的方法成孔,以防卡钻。
5.3岩溶地区钻孔桩施工中应注意的问题
(1)施工准备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)钻孔钻机时泥浆要稍稠,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。根据地质柱状图,在接近溶洞时勤观察、勤检查,钻头冲击岩层的响声、抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。接近岩溶时主绳放长量控制为1~2cm,防止击穿溶洞顶板时造成掉钻、卡钻现象发生。钻穿溶洞顶板时一旦漏浆,及时投放粘土块、片石并补水补浆,保持孔内水位高度。漏水严重时,可填充稻草和水泥等混合物,每次填满后补浆补水,再重新冲击钻进,挤压填充物填充溶洞或堵塞溶洞,最终至不漏浆为止。通过溶洞层后,继续钻孔,直至设计深度。
(3)灌注混凝土灌注中导管提升时,要根据溶洞情况确定导管埋深,避免灌注过程中挤破溶洞混凝土面突然下降,造成断桩事故发生。桩顶灌注标高应比设计标高超灌1m以上,灌注完成后观察30分钟左右,如果混凝土面没有变化才拔出导管。
5.4嵌岩及终孔的检验
要求桩端须嵌入完整岩石不少于 1.5~2m,这就增加了一道在一般地质条件下钻孔灌注桩施工所没有的全岩面检测工序。勘察资料及施工情况都表明该地区属溶洞发育地区,岩面起伏, 沟槽、裂隙纵横,这使得全岩面的正确判断成了本工程施工的关键之一。结合该地区地质的特殊性及该工程的特点并经试桩检验,决定从以下3个方面综合判断全岩面。
(1)在接近设计桩底高程附近,以桩孔实际见岩高程始,至少进尺1.5m,才进行全岩面检验。
(2)查阅钻孔记录,可将进尺速度0.1~0.2m/h作为进入全岩面的控制速度。
(3)观察井口钢丝绳的摆动情况,锤头接触岩面时有轻微的反弹。
另外,在该工程中, 钻孔终孔后采用抽渣换浆法清空和导管法灌注水下混凝土, 这与一般地质条件下钻孔桩的施工方法一样。
6 结论
在桩基施工过程中,我们针对岩溶采取了以上几项处治措施,通过严格控制关键工序和认真把好技术关,基本上解决了溶洞带来的施工难题,成孔和成桩质量好,既检测钻孔桩中Ⅰ类桩占85%,无缺陷或不合格桩,取得了良好的经济效益。
冲孔灌注桩溶洞处理方法 1.由于本工程地质的特殊性,每根灌注桩必须做超前钻探。通过超前钻资料显示,约有30%的桩存在溶洞,大部分溶洞高约在0.3~7.38m之间,最高达到13m,微风化岩有泄水现象。 2、溶洞的分类 根据地质勘察报告,可将本工程的溶洞按以下标准分类: 2.1 按溶洞的大小分:a:小溶洞,洞高<3m;b:大溶洞,洞高>3m。 2.2 按洞内有无添充物分:a:有充填,已填满,包括亚砂土和亚粘土充填,有可塑、软塑和流塑之分;b:半充填,有一半左右充填。c:无充填物,为空洞。 2.3 按是否漏水分:a:全漏水,与其它溶洞相连;b:半漏水;c:不漏水。 2.4 按溶洞垂向数量分:a:单个溶洞;b:多个溶洞或串珠溶洞。 3、冲孔灌注桩溶洞处理方法 经专家讨论,溶洞处理方法的原则:第一保证施工安全;第二保证不影响周围临近已成桩的质量;第三能够成桩。根据以上处理原则及超前钻资料,冲孔灌注桩溶洞的处理具体有以下几种方法: 3.1 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。采用冲击钻成孔,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。 3.2 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、粘土和整包水泥(按1 m3:3 m3:0.75 t比例,顺序为袋装水泥、袋装粘土、片石)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,等水泥初凝具有一定强度,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、粘土和整包水泥,反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止,这也是个比较成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工时,钢护筒必须穿透砂砾及卵石层等透水层,座落在不透水的亚粘土层上,这样可以防止由于溶洞漏水,水头高度急剧下降而造成的塌孔。严禁因为钢护筒短,没座在亚粘土层上,造成塌孔,导致钻头被埋在孔内,护筒埋置采用钢护筒跟进法。
全填充式溶洞处理方案 一、工程概况: 桥址区地层从上到下依次为:填筑土、种植土、淤泥质土、粉质黏土、细砂、中砂、粗砂、角砾土、圆砾土、碎石土、卵石土、风化煤层、风化页岩、风化砂岩、风化灰岩、风化泥灰岩、风化粉砂岩。本次勘察揭露岩溶等不良地质。特殊岩土层为谷地中软土和煤层,影响拟建桥台、墩的稳定性,须采取相应的处理措施。岩溶影响拟建桥台、墩的稳定性,桥梁基础应嵌入完整连续的灰岩内,且应保证桩端持力层及其应力扩散范围内不能存在有溶洞、溶槽或其它临空面。桥址区地表水为河沟水,受季节影响明显。基岩裂隙水主要赋存于砂岩、灰岩中,水量较贫。岩溶水主要赋存于灰岩岩溶发育部位,基岩在钻探过程中,存在溶洞的钻孔及部分基岩裂隙较发育的孔,钻至溶洞及裂隙处出现微弱~严重漏水现象,说明溶洞或裂隙及溶隙间有一定的连通性,且存在较大的储水空间,其水量丰富。地下水的补给来源于大气降水及砂层和溶洞、溶隙的侧向迳流补给,向下游排泄。溶洞情况:通过对桩基地质勘察资料统计,绝大部分桩均存在溶洞,且溶洞数量都在2个以上,溶洞高度0.1~26.9m不等,其中8m以上溶洞共有76个,有全充填、半充填、无充填三种。溶洞充填物有粉质粘土、灰岩碎块、卵石土。马渡互通桥、乳源河及江湾河桥溶洞数量统计表见表2-2。 表2-2 桥梁溶洞数量统计表
三、施工方案 3.1 方案概述 根据地质勘察资料,本工程溶洞有全填充式、半填充式和无填充式三种形式,本文重点阐述全填充式溶洞桩基处理方案,根据溶洞情况,拟采用预处理(压浆、灌注砂浆、灌注低标号小粒径碎石砼压注、旋喷帷幕)和施工过程处理(钢护筒跟进、抛填片石、粘土和水泥)两种方法施工溶洞桩基,以达到安全、质量可控、实际操作可行和成本最佳的预期目的。对于大型溶洞,在桩基开工前必须进行预处理,钢护筒跟进、抛填片石、粘土、水泥等过程处理是对预处理缺陷的一个应急处理方法。 3.2 施工前的准备 3.2.1 人员组织 开工前专门组织有关技术人员研究学习有关溶洞处理的措施,并且成立了溶洞处理应急小组。施工现场派4名技术人员分两班在工地24小时轮流值班,发现问题及时上报处理。同时组织桩基队钻机机长学习溶洞处理的知识,使他们对溶洞处理心中有数。总之,在人员组织方面,明确分工,各负其责。 3.2.2 材料准备 根据分析掌握的数据,准备足够的粘土、回填的片石及钢护筒,以便能在出现溶洞时及时处理。
岩溶地区钻孔灌注桩施工质量控制 随着我国西部大开发和中部崛起战略的进一步深入实施,中西部岩溶地区对基础建设的投入不断加大,岩溶作为工程建设中的一种典型的不良地质现象,对工程建设的危害极大。因此桩基工程的质量对工厂生产期的质量和产量影响十分重大。 标签:岩溶地区;钻孔灌注桩施工;质量控制措施 我国幅员广阔,地质条件复杂,在公路桥梁施工中会面临不同的地质条件,特别在岩溶地区进行施工,对桩基施工的影响较大,在钻孔灌注桩施工中会有影响工程进度的多种情况发生,如漏浆、塌孔、断桩等情况,不仅会造成施工成本增加。 1岩溶发育的特点 1.1地下水补给区岩溶发育的特点 地下水补给区,因为降水及地面水是垂直且密集的向下运动,随着水的溶蚀作用,多发育喀斯特的地表形态,如喀斯特沟、石芽、漏斗、落水洞等,并且发育的岩溶地貌具有埋藏浅、规模小等特点。 1.2地下水径流区岩溶发育特点 地下水径流区是水的补给区至排泄区的地下通道,水量具有大且多的特点,一般多是水平径流,在水的侵蚀作用下,主要是水平发育溶洞、地下暗河等,局部也会发育落水洞等垂直岩溶地貌,但大多都被土层覆盖,在潜蚀或渗压作用下上部的土层会逐渐移动形成土洞。 1.3地下水排泄区岩溶发育特点 作为地下水的排泄点,岩溶基本发育成溶洞、暗河、溶蚀盆地,并且岩溶发育规模大,溶洞之间相互贯通,由于地下水流通量增大,会形成富水性很好的含水层。 2岩溶地区钻孔灌注桩施工难点 第一,成孔难;第二,浇混凝土成桩难,且成桩质量难以保障。由于岩溶地区地层﹑地形﹑地貌复杂,竖向﹑横向无规律可循。长期抽吸地下水使土岩结合部位形成负真空,从而产生土洞。土洞﹑溶洞上下不同心,易孔斜﹑漏水、坍塌,地面不均匀下沉(图1)。 3岩溶地区钻孔灌注桩施工质量控制措施
湖南省新化至溆浦高速公路第五合同段 (K32+800-K37+180) 人工挖孔桩溶洞处理 专项安全施工方案 业主单位:湖南省新溆高速公路建设开发有限公司监理 单位:湖南省交通建设工程监理有限公司施工单位:山 东通达路桥工程有限公司编制日期:2010 年 4 月 新溆高速第五合同段人工挖孔桩溶洞
处理专项安全施工方案根据地质勘测资料溶洞大概可分为 4 类(空溶洞、多层溶洞、大型溶洞、有填充物溶洞)我第五合同段的溶洞类型主要以有填充物溶洞为主,其填充物主要有半填充淤泥土质、砂砾、碎石、卵石、粘土等。 一:方案的选择根据以上工程概况及施工特点,有溶洞的桩基主要采取如下方案: 1、挖孔桩施工 当有溶洞的桩基地层中无较厚砂砾层或砂层,且溶洞水位较低 时采用挖孔桩的方案较为适宜。 2、钻孔桩施工 当地层中有较厚的中粗砂层、风化严重的砾石、碎石;地下 涌水量较大时采用钻孔桩施工。 3、护筒跟进法 当溶洞上方有较厚的砂砾层时,采用护筒跟进的方法,以防止坍孔。 4、挖钻结合法施工主要针对挖孔法施工,当对地质情况难以掌握及地下水情况难以判断,挖孔难以进行下去时,采取钻孔桩的施工方法。 二:挖孔桩施工 1、挖掘时的安全技术措施 2、挖孔工人必须带有安全帽、安全绳。取土渣的吊桶、吊 钩、钢丝绳、卷扬机必须经常检查。 3、为防止井口坍塌,必须在孔口用钢筋砼护壁。 4、挖孔深超过10m 时必须采用机械通风。 5、挖孔工作暂停时,孔口必须罩盖。 6、井孔要设置牢固可靠的安全梯,以便于施工人员上下。 7、电工、爆破工必须持证上岗,井上、井下作业人员必须身体
健康。 8、孔内照明须使用12V 安全电压和防爆灯。 9、孔上与孔内人员必须保持有效联系,孔边设安全绳与孔下人 员安全带连接,安全绳由孔上人员随作业面松长。 10、孔内作业人员连续工作时间不能超过 4 小时。 11、孔内爆破时应注意以下事项:①导爆索起爆应有工人迅速离 孔的设备;导爆索应做燃烧速度试验,据以决定导爆索所需长度;孔 深超过10m 时应采用电雷管引爆。 ②必须打眼放炮,严禁裸露药包。对于软岩石炮眼深度不超过0.8m,对于硬岩石炮眼深度不超过0.5m. 炮眼数目位置和斜 插方向,应按岩层断面方向来定,中间一组集中掏心,四周斜插挖边。 ③严格控制用药量,以松动为主。一般中间炮眼装乳化炸药 1/2 节,边眼装药1/3 节~1/4 节。 ④有水眼孔要用防水炸药,尽量避免瞎炮。如有瞎炮时按安 全规程处理。 ⑤炮眼附近的支撑应加固或设防护措施,以免支撑炸坏引起 坍孔。 ⑥孔内放炮后必须迅速排烟,方法为采用高压风管放入孔底 吹风。 ⑦一个孔内进行炮破作业,其他孔内的施工人员必须到地面安全处躲避。 ⑧爆破时孔口应覆盖安全网等防护措施,以防飞石飞出 三:挖钻结合法施工当在挖孔作业中遇到严重的流沙或严重涌 水,挖孔作业难以继续时,就要改为钻孔桩的施工方法。具体方法 为重新回填粘土片石混合物(比例1:1),采用1— 1.5m 的冲程
4旋挖钻机钻孔施工方案钻机钻孔桩基础 目录 第一节工程概况 第二节旋挖钻机施工工艺原理 第三节旋挖钻机施工方案 第四节人员、机械配置 第五节施工进度计划 第六节旋挖钻机施工操作注意事项及要点 第七节旋挖钻机施工中出现的问题分析及处理措施第八节第八节旋挖钻机施工安全、环保要求
4旋挖钻机钻孔施工方案钻机钻孔桩基础 旋挖钻机钻孔施工方案 第一节工程概况 本工程为---------,位于------黎北路以北,兴民路以南,,总建筑面积,其中地下一层,地上二十一层,地下建筑面积m2,地上建筑面积m2;建筑高度m,该建筑为一类建筑,建筑耐火等级为一级,抗震设防烈度六度,地下室顶板防水等级为一级,地下室防水等级为二级,建筑正常使用年限为50年。 本工程±0.000相当于绝对标高164.7m;地下室层高为4.05m,地上部分每层均为2.9m,桩基设计部分采用人工挖孔桩,和钻孔桩两种。施工总工期为365天,桩基础施工工期为60天。 第二节旋挖钻机施工工艺原理 旋挖钻机是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备,可以实现桅杆垂直的自动调节和钻孔深度的计量;旋挖钻孔施工是利用钻杆和钻头的旋转,以钻头自重并加液压作为钻进压力,使渣土装满钻斗后提升钻斗出土石。通过钻斗的旋转、钻进、提升、卸渣,反复循环而成孔。其特点是工作效率高、施工质量好、尘土污染少。 旋挖钻机依靠钻杆和钻头自重及钻杆旋转时斗齿切入土石层,斜向斗齿在钻头回转时切下土石块并向斗内推进而完成钻取土。若遇岩石可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入岩石中,将岩石击碎。钻斗装满后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,钻斗内的渣土在旋转
冲孔灌注桩溶洞处理方法 .由于本工程地质地特殊性,每根灌注桩必须做超前钻探.通过超前钻资料显示,约有地桩存在溶洞,大部分溶洞高约在~之间,最高达到,微风化岩有泄水现象. 、溶洞地分类 根据地质勘察报告,可将本工程地溶洞按以下标准分类: 按溶洞地大小分::小溶洞,洞高<;:大溶洞,洞高>. 按洞内有无添充物分::有充填,已填满,包括亚砂土和亚粘土充填,有可塑、软塑和流塑之分;:半充填,有一半左右充填.:无充填物,为空洞. 按是否漏水分::全漏水,与其它溶洞相连;:半漏水;:不漏水. 按溶洞垂向数量分::单个溶洞;:多个溶洞或串珠溶洞. 、冲孔灌注桩溶洞处理方法 经专家讨论,溶洞处理方法地原则:第一保证施工安全;第二保证不影响周围临近已成桩地质量;第三能够成桩.根据以上处理原则及超前钻资料,冲孔灌注桩溶洞地处理具体有以下几种方法: 常规成孔法(按照无溶洞地质考虑) 当溶洞内有充填物,是可塑或软塑地亚粘土,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,都可以不考虑溶洞地存在,而按照正常地地质情况施工.采用冲击钻成孔,洞内地土质和溶洞外地土质没有什么区别,可以按无溶洞地情况施工. 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、粘土和整包水泥(按::.比例,顺序为袋装水泥、袋装粘土、片石)回填冲击,用.~.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,等水泥初凝具有一定强度,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、粘土和整包水泥,反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止,这也是个比较成熟地施工方法.粘土片石筑壁法施工时,钢护筒必须穿透砂砾及卵石层等透水层,座落在不透水地亚粘土层上,这样可以防止由于溶洞漏水,水头高度急剧下降而造成地塌孔.严禁因为钢护筒短,没座在亚粘土层上,造成塌孔,导致钻头被埋在孔内,护筒埋置采用钢护筒跟进法.
岩溶地区桩基施工方案
目录 1、总则 (1) 2、名词术语 (1) 3、一般规定 (6) 4、岩溶桩基组合模式及常见病害类型 (6) 4.1 岩溶桩基组合模式 (6) 4.2 岩溶桩基施工常见病害类型 (12) 5、岩溶桩基施工预防措施 (16) 5.1 施工准备 (16) 5.2 岩溶桩基施工预处理措施 (18) 6、岩溶桩基适用施工工艺 (22) 7、冲击成孔灌注桩施工工艺 (27) 7.1 冲击钻机的要求 (27) 7.2 泥浆的要求 (33) 7.3 冲孔成孔施工工艺 (34) 7.4 混凝土灌注成桩施工工艺 (41) 8、人工挖孔灌注桩施工工艺 (45) 9、岩溶桩基施工常见病害的处理措施 (49) 9.1 冲击钻孔施工中岩溶桩基病害处治49 9.2 人工挖孔施工中岩溶桩基病害处治技 术 (71) 9.3 小结 (74)
1、总则 1.0.1 为适应岩溶地区公路桥梁建设发展的需要,服务于我国岩溶地区尤其西部岩溶地区公路工程桥梁桩基施工,确保施工质量,作到技术先进、经济合理、方法实用有效,特制订本指南。 1.0.2 本指南适用于岩溶地区高速公路、一般新建公路和改建的各等级公路,以及独立建设的桥梁项目的施工。 1.0.3 本指南仅包括公路工程桥梁施工与岩溶有关的内容,而施工中通用部分的技术方法与要求,以及岩溶地区中非岩溶桩基的施工,均应遵照国家或交通部现行有关技术标准执行。 2、名词术语 2.0.1 岩溶裂隙地表水沿可溶岩的节理裂隙进行垂直运动,不断对裂隙四壁进行溶蚀和冲蚀,从而不断扩大成几厘米至1~2米宽的岩溶裂隙。裂隙与溶洞区别主要在形态上,裂隙三维方向上某一方向尺寸明显超过另外一个方向。裂隙的另外一个特征就是其连通性,如果为封闭裂隙其对桩基的影响等同于小溶洞,纵向裂隙对桩基
桩基遇到溶洞处理及应急预案 一、概述 岩溶形成主要为溶洞、竖井、漏斗、及溶沟(槽),以垂直方向发育为主,竖井、漏斗 既有消水作用,同事又具备溢水功能。深部岩溶形态主要韦溶沟(槽),地下暗河通道以水位方向发育为主,是地下水流动的主要通道。 铺以超前钻勘测溶洞,挖孔进尺到溶洞顶面1m时,先分钻钻小孔,查明溶洞内是否有承压水,有承压水时应等水位稳定后进行抽水,才能继续开挖。洞内有较软塑状粘土时,注意及时护壁,必要时,可采用固结灌浆,待充填物基本固结后再实施开挖。岩溶发育区挖孔到达设计深度后,必须进行孔底检测,为查明孔低以下的地质情况是否满足设计要求,要求用小风钻查明桩底一下4米范围内德地质条件。 (1)承压水:承压水是充满两个隔水层指尖的含水层中的地下水承压水的处理: A.如果能获得地下水的来源方向,就在其上游打一排堵水帷幕空,采用高压灌浆,封堵地下水。 B.根据地下水的来源和水量,打一个或几个降水孔,其深度一定要大于基桩最大深度。 (2)溶洞分分类:
A.按大小分可分为:1.小溶洞(洞高小于3m), 2.大溶洞(洞高大于 3m) B.按有无填充物可分为:1.有充填、已填满,包括亚砂土和亚粘土充填,有可塑、软塑、和流塑之分。2.半充填。3.无充填物,为. 空溶洞 C按是否漏水可分为: 1.全漏水(与其他溶洞相连),2.半漏水,3. 不漏水 D按溶洞垂向数量可分为:1.单个溶洞,2.多个溶洞 二、溶洞桩基施工方案 1.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、粘土和整包水33:0. 75 t比例,顺序为袋装水泥、袋装粘土、片石(按1 m3 : m)泥回填冲 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,等水泥初凝具有一定强度,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、粘土和整包水泥,反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止,这也是个比 较成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工时,钢护筒必须穿透砂砾及卵石层等透水层,坐落在不透水的亚粘土层上,这样可以防止由于溶洞漏水,水 头高度急剧下降而造成的坍孔。严禁因为钢护筒短,没座在亚粘土层上,造
钻孔桩和钻孔遇到溶洞的处理方法 钻孔桩和钻孔遇到溶洞的处理方法大不一样,混在一起是不易说得明白的,所以先说钻孔遇溶洞的处理措施。 一、首先分析一下孔壁是否稳定,会不会出现卡钻、埋钻情况。如果肯定不会,就进一步看看冲洗液漏失情况。如果冲洗液漏失不严重,可以采用降压钻进方法,在溶洞的底部慢慢磨出一个小孔,当小孔的深度达到0.5m左右时,就可以恢复正常钻进。 二、如果孔壁稳定、冲洗液漏失严重,可采用投粘土或粘土球的方法堵水。当孔深大于15m时,粘土或粘土球是不容易到底的,可以用钻具往下压送。 三、如果孔壁虽不稳定,但溶洞高度不大、不会出现严重坍塌时,也可用投粘土或粘土球方法进行护壁。 四、如果孔壁很不稳定、溶洞高度大,可能出现严重坍塌和甚至报废时,先研究一下溶洞的深度位置。如果深度不大,例如在孔深15m处,就可采用套管护壁,变径钻进的方法。原来是110孔径,可下108套管,再改用89钻具钻进。在这里补充一句:有经验的管理人员在复杂地区施工时,为了预防孔内事故,往往在确定开孔口径就留了一级、甚至两级的余地。 五、如果孔壁不稳定且溶洞深度较大,如用套管护壁,变径钻进方法。可能会因无法回收套管造成成本过高时,可以采用水泥浆固结后,重新钻进的方法。为了节约时间,固孔水泥浆可以添加速凝剂,一时没有速凝剂时,可以用食盐。 桥梁桩基础施工中,遇到溶洞的情况并不少见,作为地下隐蔽工程,给施工带来很大困难, 如处理方法不当,往往会造成掉钻、卡锤、埋锤、梅花孔、漏浆、塌孔等事故发生,甚至威胁桥梁运营安全。因而充分了解桥区桩位所遇溶洞的发育规律、基本形态、规模大小、溶穴顶板岩层厚度、完整性、洞内充填物形状等,采取稳妥的措施,保证施工的顺利进行,十分重要。京珠高速公路粤境南段大镇至广州太和段全长122. 34km ,路基宽3315m ,许多桥梁均通过岩溶区。其中第19 标段处于南岭中南段,地质构造上属于华南褶皱带的一部分,区域地质构造轮廓主要有NE 向及EW向构造带。3 座立交桥桩基设计为嵌岩桩,均处于石灰岩地区。设计地质资料显示有少量小溶洞,但在施工中发现地质资料不准确。通过地质补钻揭示溶洞发育,洞内漏水,分布复杂,最大洞高约5m ,溶洞层数多达 5 层。钻孔施工过程中发生过漏浆、地面塌陷等事故,增加难度且影响进度。工程勘察对溶洞区桩基施工前一般采用物探或其它如电磁波层析CT 探测等方法探明溶洞的具体情况。因此,在施工首根桩时发现地质情况与设计资料出入较大后,选择逐桩超前钻探,并按设计桩尖标高在完整基岩内加深5m ,确保桥梁的安全可靠性。 下面简要介绍和总结下国内其它大型桥梁桩基施工中溶洞的处理方法: (一)广和大桥主桥基础溶洞处理 广和大桥位于广州市白云区石井镇鸦岗村的白坭河水道上,大桥全长791m,桥宽36m,最大跨径120m。其基础采用钻孔灌注桩,其中:φ150cm64根,φ200cm44根,共108根。施工总工期22个月。本桥位地质属于第四纪沉积层覆盖之下,基岩主要为石灰统壶天灰岩。这些石灰纪地层沉积成岩以后,经历
高速铁路岩溶路基封闭型溶洞多孔注浆施工工法 2.工法特点 2.1 采用多孔排浆技术对孔内杂质进行清除,增大了结石效果。 2.2 采用连通器原理排除孔内气压,最大化增加填充效果。 3.适用范围 本工法适用于铁路、公路等工程岩溶路基注浆施工或桥梁桩基础溶洞处理施工,特别是对于大范围岩溶路基整治,任务集中、工期紧张的项目有显著的经济效益。 4.工艺原理 利用连通器原理对封闭溶腔开孔,形成循环通道,将孔内杂质及气压排除后封闭进行纯浆液的压力注浆,确保填充及结石效果。 5.施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程 施工工艺流程如图1-1所示。
图1-1 施工工序流程图5.2操作要点
5.2.1场地平整及泥浆循环系统设置 施工前清理场地,整平压实,开挖泥浆沟、沉淀池、循环池,设置泥浆循环系统,布置钻机,形成流水作业。 5.2.2施工先探孔绘制地质图 按照施工图放出钻孔位置,按照“隔三钻一”原则选出先探孔,首先启动水泵,开动钻机钻进,当第一根钻杆钻进后,接长钻杆,继续钻进,直到钻至土石界限;土层钻孔过程中,若遇流塑土层,及时用φ108 导管护孔,防止塌孔。土层钻孔结束后,清孔(若遇流塑土层提钻至孔口,下Φ108 无缝钢管护筒)。然后采用直径91钻头钻进,直到钻至设计深度。 钻进岩芯采取率,第四系土层不小于90%,岩层不小于80%,溶洞充填物不小于50%。一般回次进尺土层1m~2m,岩层不大于3m,溶洞地段回次进尺应不大于1m。各种分界线深度误差控制在5cm左右。现场采取的岩芯应按照顺序整齐排列在岩芯箱(长度为1m整, 每箱5m并有隔断) 内,岩层分层界线、空洞、充填物等处需有标签,并注明孔号、工程名称、里程、起始深度,由地质工程师拍数码图像,每5m拍照一次(另外拍摄整孔岩芯照片1张),应俯拍,照片要清晰、明亮,不得有重影、阴影,照片反映岩芯应与日志描述相对应,每孔照片按孔号及里程编制文件夹。 地质工程师应在现场根据钻进情况填写钻探日志,及时记录钻进情况、地层岩性界线、空洞界线、充填物界线以及特征等。记录内容应全面、描述应完整、文字应清晰。钻探过程中出现的异常情况应有详细记录,并及时上报勘察设计人员。 钻进结束后应进行地下水位的观测(观测水位孔不少于总孔数的1/4,分散布置),采用清水钻可将孔内水抽干, 24h后进行观测,若采用泥浆钻进,应用清水洗孔后将水抽干,24h后观测, 选2~3孔采取地下水样进行环境水侵蚀性分析。 根据现场记录绘制地质剖面图及地质横纵断面图,对溶洞的发育情况进行统计分析。 5.2.3施工加密孔 根据地质先探孔所取得地质资料情况进行分析,对封闭型溶洞进行汇总,根据溶洞的发育大小及方向确定加密孔的位置。然后按照钻孔施工工艺进行钻孔,钻孔结束后及时下入套管准备清孔。
浅谈岩溶地区钻孔桩施工方法 发表时间:2020-03-24T06:29:21.084Z 来源:《建筑细部》2019年第20期作者:焦云鹏 [导读] 本文主要结合新建和顺至邢台铁路工程跨南水北调输水渠特大桥工程,介绍了主要为岩溶不良地质钻孔桩的施工方法和岩溶的处理识别。 焦云鹏 中铁六局集团石家庄铁路建设有限公司河北省石家庄市 050000 摘要:本文主要结合新建和顺至邢台铁路工程跨南水北调输水渠特大桥工程,介绍了主要为岩溶不良地质钻孔桩的施工方法和岩溶的处理识别。通过对以往钻孔桩施工的施工经验学习、总结,汲取其中的优点,并结合工程实际,在实际的操作中逐渐的总结、改进,最后得出此施工方法。 关键词:岩溶溶洞处理钻孔桩不良地质 一、工程概况 跨南水北调输水渠特大桥为单线桥,为跨越南水北调输水渠而设,本桥桥台采用单线T形桥台,1-16、21-51号桥墩采用单线圆端形实体墩;17、20号墩为连续梁与简支梁交接墩,设有50cm纵向预偏心;39、40号墩为不等跨墩,设有5cm纵向预偏心;桥梁(15#-22#墩)桩基础采用钻孔灌注桩。15#、16#、17#、21#、22#墩桩径φ1.0m摩擦桩;18#墩桩径φ1.8m柱桩,桩长为41.5m、45.5m、49.5m、52.5m、56.5m五种,共21根;19#墩桩径φ1.8m柱桩,桩长为36.5m、49m、50.5m、62m、63m五种,共21根桩;20#桩径φ1.25m柱桩,桩长为 51.5m、60m两种,共8根,使用冲击钻施工。 此施工范围内有不良地质,主要为岩溶,发育形态主要为溶孔、溶洞,充填物主要为黏性土及角砾,局部发育空洞。工点范围内岩溶中等发育。土石界面附近(顶板最薄处约为0.4m)多有溶沟、溶槽发育,多倍填充,填充物以粘土为主,偶含少量粗砂,呈硬塑-坚硬状态,破碎带发育范围较广,其中土夹石破碎带厚度0.4~17.3m;石夹土破碎带厚度0.3~20.3m;石灰岩破碎带厚度0.9~10.8m;破碎带多沿石灰岩裂隙发育,基岩差异风化明显,岩体破碎。 二、工艺流程 施工工艺流程为:平整场地→孔位放样→埋置钢护筒→孔位钻进→初次清孔→制作和吊放钢筋笼→下导管→二次清孔→水下混凝土灌注。 三、施工要求 3.1、施工准备 3.1.1泥浆制备 若成孔是在粘性土层中时须注入清水,采用原状土制造泥浆用以护壁,泥浆比重保持在1.1~1.3之间。 在粘土和粉土层中成孔时,在孔内填入优质黏土制造泥浆,泥浆比重保持在1.3以下。 若成孔是在砂卵石以及易塌陷的土层中时,同样在孔内填入优质黏土制造泥,泥浆比重应不大于1.4,岩石层不大于1.2。 泥浆的含砂率应小于4%,PH值为中性,一般大于6.5即可。粘度要求需要视地质情况具体划分,一般地层控制在16~22s之间,松散易塌陷地层则要保持在19~28s之间。 3.2、测量放线 对基桩桩位精确放样,并在基桩中心位置打入木桩并定小钉子,作好标记。复核无误后放出桩位中心桩,然后在中心桩的横桥向与纵桥向分布设置2根护桩,护桩位置距离护筒边缘50cm左右,用来确定钻孔桩的桩位。 3.3、埋设护筒 护筒采用8-12mm厚钢板制成,使用冲击钻施工时内径比钻头直径大20cm,上部开设1至2个溢浆孔,长度根据水文地质情况满足埋深至少保证孔内泥浆面高出地下水位2m以上,顶部高出地面至少50cm,埋置深度不应小于护筒外径且不大于1.5倍,但不得少于1m。
人工挖孔桩溶洞处理 一、方案说明 由地质报告中得知,本项目工程人工挖孔桩涉及的桩下遇溶洞率很高,14#楼为30.6%,21根桩下有溶洞,溶洞高在0.4~8m;15#楼为45.7%,30根桩下有溶洞,溶洞高在0.2~5.5m之间。而溶洞为淤泥填充,施工区域土质为富含水,采用常规护壁方法来施工,施工进度相当缓慢且极易造成塌孔窜孔,甚至根本无法成孔,因此该人工挖孔桩采用安全性较高的钢护筒来护壁。 二、施工方法 1、检查护壁 护壁一定要牢固,确认不牢固时,拆除重做;溶洞上方用钢筋混凝土护壁。 2、扩孔 遇溶洞时,孔径应在原设计基础上增大300mm,其理由是遇溶洞时,万一岩溶膨胀或下滑影响护壁,可在内再做一层护壁加固,同时也增大了施工作业面,这有利于边做边护壁,提供优越条件。溶洞孔存在扩孔难这一特性众所周知,一但把溶洞底板炸穿,是无法堵住溶洞口的,所以,有时其孔径必须要达到设计扩底直径那么大。 3、钎探 用钢钎探插溶洞大小,深浅,走向,制订施工方案,用钢钎探插的方法,可根据探插的结果研究可行性分析施工步骤,特别是钢护筒材料准备等等相当关键。 4、施工方法 4- 1、无填充物干洞 ①、无填充物干洞在打穿洞顶土层后能直接观察到溶洞内的情况。
当溶洞侧向深度小于1.0M且确认溶洞壁不会坍塌时,将溶洞内的浮土杂物清除干净后用水泥砂浆砌筑120厚钢筋砖护壁,砌筑护壁时在溶洞顶上方预留浇灌混凝土入口,待护壁砂浆凝结24小时后,用C25混凝土从预留口向护壁后的溶洞空腔浇灌填充。 ②、当溶洞侧深较大时,应选用松木对溶洞顶土体进行支撑(一次性使用,不再拆除),确保施工安全,支撑好洞顶后护壁定型钢模,装模时在溶洞顶上方预留浇灌混凝土入口,钢模形成稳固后浇灌C25混凝土填充溶洞空腔,浇灌混凝土应振捣密实,可在混凝土中参加适量的微膨胀剂,保证混凝土与溶洞壁不留空隙。 4- 2、遇流质泥浆(或积水)填充溶洞 采用常规护壁方法来施工,施工进度相当缓慢且极易造成塌孔窜孔,甚至根本无法成孔,因此该人工挖孔桩采用安全性较高的钢护筒来护壁。因打穿洞顶后不能直接观察溶洞内的情况,则应先用钢钎探明溶洞的侧向和高度才能因地制宜地确定钢护筒尺寸。 4- 3、钢护筒施工方法 1、钢护筒的制作 根据现场的实际情况和理论计算,需要下钢护筒的地段,淤泥、流砂层的厚度按照和现场实际相结合。因此,钢护筒一律采用δ=12mm厚的A3钢板卷制而成,按现场实际需用长度尺寸加工、下沉。遇溶洞厚度较大时可根据实际需要,用4m或2m高度标准节接驳至实际需要高程。 2、钢护筒的的连接 钢护筒采用机械下沉、"法兰+焊接"的刚性连接方式,用50T履带吊作为起吊设备。 3、钢护筒的测量定位
桩基溶洞处理方案 金正大园区范围内岩溶发育,溶洞大概可分为4类,即空溶洞、多层溶洞、大型溶洞(H>3m)、有充填物溶洞(全填充、半填充)。类型主要以有填充物溶洞为主,其充填物主要有半充填淤泥质土、砂砾、碎石、卵石、粘土等。最大溶洞高27.2m。,多层溶洞一般高度较小。为了保证岩溶发育地段钻孔灌注桩施工过程中不漏浆,或漏浆但不发生坍孔,保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求。施工时应根据已探测的地质情况来判别溶洞地层情况、空洞大小、溶洞填充物情况。根据不同的溶洞采取不同方案,采用常规泥浆护壁方法、向孔内抛填片石、回填素混凝土、压力注浆以及采用钢护筒跟进等不同施工工艺。 常规成孔方案 当溶洞有填充物,是可塑或软塑的亚粘土,且溶洞不漏水,这时不管溶洞有多大也不管溶洞垂直方向数量有多少,都可以不考虑溶洞的存在,而按正常地质情况施工。采用冲击钻成孔,洞内的土质和溶洞外的土质没有什么区别,可以按无溶洞施工。 片石回填 采用正常成孔方法施工,当钻穿溶洞漏浆时,反复投入黄土和片石,利用钻头冲击将黄土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中,还可掺入水泥、烧碱和锯末,以增大孔壁的自稳能力。、 1)掺加比例:为有效利用片石,片石与粘土的比例为3:7,参加水泥时,掺加比例为每米2包,掺加锯末时,掺加比例为粘土的10%。 2)掺加方法:片石采用强度≥30MPa石灰岩,石块粒径以15~50cm为宜。 掺加粘土是采用水泥袋包装后投放效果更佳。水泥投放方法为以整袋投放为佳。掺加方法为:片石、粘土袋(可选择添加水泥、锯末,也可不添加)分层间隔掺加,回填高度为溶洞顶板以上1米处。 3)施工注意事项: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,发生漏浆现象,立即处理。 根据地质资料,在接近溶洞时勤观察、勤检查,凭手握冲击主绳的手感,冲击岩层的响声,抽取的岩样来判断是否接近岩溶地层。 接近岩溶时主绳松绳量应为1~2cm,防止穿岩壳时卡钻。钻穿岩溶地层上壳时,一旦漏浆,要及时投放粘土块、片石并补水,以保持孔内水位高度。 4)主要适用范围及优势:适用于较小溶洞(溶洞高度小于3米),无填充物或半填冲,施工方法简单,造价较低。 素混凝土回填 采取正常成孔方法施工,当钻穿溶洞漏浆时或遇到倾斜颜面时填入低标号混凝土,间隔一定时间后采用冲击钻成孔。 1)混凝土标号及配合比混凝土可采用C20(C15、C10也可)素混凝土,为尽快提高混凝土强度,节约施工时间,应在混凝土中掺加一定早强剂,提高素混凝土的早期强度。 2)掺加方法:对于倾斜岩面,为校正孔位,回填素混凝土应与斜岩面顶面平齐,对于溶洞处,回填顶面高于溶洞顶板50cm。 3)施工注意事项:回填48H后回填混凝土强度达到70%后,且应在桩基范围取芯检验填充效果,待溶洞完全填充且强度达到后方可进行桩基施工。 4)主要适用范围及优势:适用于中、小溶洞,有无填充物均可采用此方案。施工方法简单,造价相对较高。 注浆加固 就是通过对照地质资料,对桩穿过的溶洞进行填充和加固。
溶洞处理 为了保证岩溶发育地区钻孔灌注桩施工过程中不漏浆,或漏浆但不发生坍孔,保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求。施工时应根据地质钻孔柱状图来判别溶洞地层情况、空洞大小、溶洞填充物情况。根据不同的溶洞采取不同方案,采用常规泥浆护壁方法、向孔内抛填片石、回填素混凝土、压力注浆以及采用钢护筒跟进等不同施工工艺。 1、常规成孔方案 当溶洞有填充物,是可塑或软塑的亚粘土,且溶洞不漏水,这时不管溶洞有多大也不管溶洞垂直方向数量有多少,都可以不考虑溶洞的存在,而按正常地质情况施工。采用冲击钻成孔,洞内的土质和溶洞外的土质没有什么区别,可以按无溶洞施工。 2、片石回填 采用正常成孔方法施工,当钻穿溶洞漏浆时,反复投入黄土和片石,利用钻头冲击将黄土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中,还可掺入水泥、烧碱和锯末,以增大孔壁的自稳能力。 1)掺加比例:为有效利用片石,片石与粘土的比例为3:7,参加水泥时,掺加比例为每米2包,掺加锯末时,掺加比例为粘土的10%。 2)掺加方法:片石采用强度≥30MPa石灰岩,石块粒径以15~50cm为宜。掺加粘土是采用水泥袋包装后投放效果更佳。水泥投放方法为以整袋投放为佳。掺加方法为:片石、粘土袋(可选择添加水泥、锯末,也可不添加)分层间隔掺加,回填高度为溶洞顶板以上1米处。 3)施工注意事项: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,发生漏浆现象,立即处理。根据地质柱状图,在接近溶洞时勤观察、勤检查,凭手握冲击主绳的手感,冲击岩层的响声,抽取的岩样来判断是否接近岩溶地层。接近岩溶时主绳松绳量应为1~2cm,防止穿岩壳时卡钻。钻穿岩溶地层上壳时,一旦漏浆,要及时投放粘土块、片石并补水,以保持孔内水位高度。 4)主要适用范围及优势:适用于较小溶洞(溶洞高度小于3米),无填充物或半填冲,施工方法简单,造价较低。
精心整理 冲孔桩施工溶洞处理方案 一、根据溶洞等不良地质情况在冲孔桩施工过程中易出现的主要影响如下: (1)漏浆。在遇见溶洞时,泥浆急剧流失,部分无法及时补回到正常水位; (2)不可遇见性漏浆。施工过程中,在桩孔回填块石、黏土后继续钻进,泥浆液面连续下降情况;在灌注混凝土过程中,出现泥浆液面连续下降情况; (3 (4 (5 (6 (7) 二、处理方案概述 根据本工程地质报告资料,工程地质情况较复杂,溶洞分布较广泛,桩基持力层一般为微风,结合溶洞等不良地质对桩基施工的影响,综合考虑质量要求和工期要求,经过归纳整理,具体可以划分为溶洞、裂隙、斜面岩等三类情况,拟进行施工前的预处理和施工过程中的过程处理。 1、处理目的及必要性
1.1保障桩基施工工期 因本工程桩基工期非常紧张,综合考虑桩基施工所遇到的问题,通过施工前预处理和过程处理,保证成桩速度与质量,确保桩基施工工期满足要求。 1.2确保桩基施工成孔安全 溶洞填充物多为半充填,部分为全充填或无充填,充填物呈褐黄色黏土,软塑~可塑,饱和,局部含少量灰岩碎石;以及超前勘察钻进过程中出现过漏浆的地层。承 1.3 1.4 求。 2 (1)根据地质勘察,灰岩强度较高,结合工期要求及现场实际情况,桩基施工采用冲击钻成孔。 (2)对工程中所有出现的溶洞或出现超前钻漏浆、漏水等现象的地层,为了防止成孔中漏浆、塌孔,减少成孔困难,进行预注浆处理。预注浆以水泥浆为主,注浆量大时可采用双液浆或采用分次压注水泥浆的方案。注浆加固的次序,考虑地下水的
影响,确保注浆效果,减少注浆损失。 (3)遇有斜面岩时,根据斜面岩竖向高度不同,可以填充混凝土、硬质岩片石(如闪长岩、辉绿岩)反复冲击为主,特殊情况下采用孔内爆破的方案。回填高度一般高于出现偏孔处1.5~2m米处,如此反复填充,反复冲击成孔,直至孔壁垂直度满足设计要求。 (4)尽量避免采用钢套管护壁的高造价、低效率护壁方案;必须采用时,宜采用单 (5 止。 (6 单位。 3 3.1 3.2 4、裂隙的判别 4.1工前判断(资料判别) 依据超前钻资料,桩位不存在溶洞,但超前钻柱状图岩体描述中含“节理裂隙(一般)发育”时,一般有存在裂隙的可能;如果描述中含“钻进过程中漏水”时,则可能存在裂隙或较大破碎岩体孔隙。
钻孔灌注桩溶洞处理施工技术方案 一、工程概况 …项目整个施工场地地势总体上较为平坦,场地地貌属于长江冲洪积三级阶地。根据地质勘察报告资料显示,桩基施工场地大部分地段的下伏基岩为三叠系灰岩及泥灰岩,属可溶蚀基岩。地下水为上层滞水和基岩裂隙水,上层滞水存于粘土层中,无统一自由水面,基岩裂隙水主要为岩溶裂隙水,水位在现地面下约15m,高程在5m-6m 之间。勘测表明灰岩岩体中不均匀分布有大小不一的溶洞,见洞率为42.17%。根据地下水质分析结果表明,地下水对混凝土、钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。 二、施工准备 1、详细了解桩基桩位地质、水文资料,掌握溶洞出现的位置,并大致推断其范围、大小以及充填情况,并制定合适的施工方案和施工技术保障措施。 2、每个孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出,发给有关人员,让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案。 三、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。 四、溶洞桩基施工方案: 根据本工程溶洞分布的具体情况,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:
目录 旋挖钻孔桩施工方案 (1) 一、工程概况 (1) 1、机成孔灌注桩概况 (2) 2、工程地质概况 (2) 3、地下水位概况 (2) 4、场地施工条件概况 (3) 二、总体施工部署 (3) 1、施工现场准备 (3) 2、地勘资料准备 (3) 3、施工进度和工期安排 (3) 4、机械设备配置计划 (3) 5、施工人员配备及计划 (4) 6、材料供给计划 (4) 7、施工平面布置及临时设施 (4) 8、施工排水、排渣 (5) 三、施工重点、难点分析 (5) 1、定位放线 (5) 2、塌孔处理 (5) 3、孔位偏移控制 (6) 4、持力层控制 (6) 5、沉渣控制 (6)
6、水下混凝土浇筑 (6) 四、旋挖孔灌注桩施工工艺 (7) 1、旋挖钻孔灌注桩施工工艺流程 (7) 2、定桩位 (8) 3、钢护筒的制作及埋设 (8) 4、钻具安装准备 (9) 5、钻机就位 (9) 6、钻孔施工 (9) 7、钻孔记录填写 (10) 8、清孔 (10) 9、成孔检查验收 (10) 10、钢筋笼的制作和安装 (11) 11、第二次淸孔 (12) 12、导管安装 (12) 13、混凝土浇筑 (12) 五、施工难点处理方法或措施 (14) 1、高回填区成孔措施 (14) 2、岩溶区孔桩偏位处理措施 (15) 3、持力层厚度不足处理措施 (16) 六、施工管理组织架构 (17) 七、质量保证措施 (17) 1、质量控制标准 (17) 2、质量保证措施 (18) 八、安全保护措施 (19)
九、文明施工管理内容 (20) 1、施工现场管理 (20) 2、施工现场标准化管理 (20) 3、现场安全保卫措施 (20) 4、现场卫生管理 (20) 5、周围环境保护 (20) 6、噪音和振动控制 (20) 7、污水处理 (21)
毕节中心城区小坝片区棚户区改造一期工程豪沟安置点一期 溶洞、裂隙处理专项方案 1.编制依据 1.1.根据根据《毕节中心城区小坝片区棚户区改造一期工程(豪沟安置点一期)》地质勘察资料。 1.2.现场踏勘及实地调查了解收集的资料。 1.3.以往溶洞及裂隙处理的施工经验等。 2.工程概况 本工程位于毕节市七星关区小坝镇豪沟村,用地面积40253.74m2,总建筑面积73376.05 m2,安置房共17栋。 场地位于杨子准地台黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区。根据区域构造图及实地调查,场地处于北东南西走向的背斜北西翼。岩层倾向230°,倾角18°。节理裂隙较发育,主要有2组,一组节理产状为115°~136°∠71°~89°,线密度2~3条/m,结合一般,延伸长度2~4m;另一组产状为50°~75°∠61°~76°,线密度3~4条/m,结合较差,延伸长度3~5m。场区无断层、褶皱通过场地。 据钻探资料显示,场地内岩溶现象较发育。岩体内以较为发育的针孔状、豆状和不规则的晶洞、溶孔等微岩溶现象和规模较大的溶洞、溶蚀裂隙为特征,根据场地704个钻孔钻探结果,共计214个钻孔遇岩溶洞隙。岩溶见洞率30.39%,基岩面高差最大处10m左右,结合周边岩石出露情况,拟建场区属岩溶强发育区。
3.溶洞处理方法 根据溶洞所处位置的不同采取不同的处理方法,主要的处理方法有:抛填法、封堵法、注浆法及灌注混凝土填充法。 3.1.人工挖孔桩内溶洞的处理方法 挖孔桩开挖前,先查阅地质勘察报告,确认开挖桩位地底有无溶洞。有溶洞的桩孔,对溶洞位置、大小及埋深做好记录。对于有溶洞的桩孔,在第一节护壁顶面预埋2根Φ12钢筋作为孔内作业人员安全绳的锚固点,预埋置于护壁钢筋外侧,预埋深度为50cm,外露长度30cm,外露段末端做成180°弯钩,弯钩向外。详见图3.1-1。 说明:本图单位均以毫米计。 图3.1-1 预埋筋图示 孔内开挖至距溶洞顶板2m高度时,孔内人员必须套好安全带,扣好安全绳,安全绳末端扣在第一节护壁顶面预埋锚固筋上。安全绳长度应考虑孔内人员1.2m正常活动长度。当遇到孔内坍陷等情况时,由孔口工人收缩安全绳,将孔内工人提出桩孔。 当孔内开挖至距溶洞顶板1m高度时,放缓开挖进度,基岩采用人工机具开挖。接近溶洞顶板时,采取局部开挖贯穿顶板,并观察洞内填充情况。