钻孔灌注桩溶洞处理施工技术方案

钻孔灌注桩溶洞处理施工技术 一、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： 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、钢护筒跟进法    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。 五、质量检测标准 钻孔桩钻孔的各个技术指标应满足要求。 钻孔桩钻孔允许偏差 序号 项 目 允许偏差（mm） 1 孔径 不小于设计孔径 2 孔深 摩擦桩 不小于设计孔深 柱桩 不小于设计孔深，并进入设计土层 3 孔位中心偏心 群桩 ≤50 4 倾斜度 ≤1% 5 浇筑混凝土前桩底沉渣厚度 摩擦桩 ≤200 柱桩 ≤50         钻孔桩钢筋骨架允许偏差 序号 项 目 允许偏差（mm） 1 钢筋骨架在承台底以下长度 ±100 2 钢筋骨架外径 ±10 3 主钢筋间距 ±10 4 加强筋间距 ±20 5 箍筋间距或螺旋筋间距 ±20 6 钢筋骨架倾斜度 0．5% 7 骨架保护层厚度 ±20 8 骨架中心平面位置 20 9 骨架顶端高程 ±20 10 骨架底面高程 ±50       六、安全施工 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。 七、环保文明施工 1、施工期间加强教育培训，提高施工人员的环境保护意识。现场主要施工人员佩戴好上岗证，持证上岗，穿戴整洁，不穿拖鞋进入施工区域，展现良好的精神风貌。 2、现场施工标志牌、安全标志标牌、操作规程、温馨小提示、文明施工标语悬挂在醒目位置，与场地布置统一协调。泥浆应按要求设置污水池、泥浆池存放，不得外漏于街道路面上，影响交通行车和市容。 3、各种运输车辆采取相应措施防止扬尘污染空气。施工便道保持路面干净，经常洒水，减少扬尘。运输车辆作好防止漏失措施，以防物料污染道路。在设备选型时选择低污染设备。运输水泥、砂、石、土等如有漏失，及时清扫干净，保持道路整洁。 4、尽可能避开深夜施工，以免影响附近居民的正常生活、工作和休息。 5、施工完工后请当地政府有关部门进行环保验收，取得地方政府的认可，并从当地政府取得环保措施得到实施的证明材料，确保不留环保后患。