修改版荷城互通立交钻孔灌注桩溶洞施工技术总结.doc

钻孔灌注桩溶洞处理技术总结广明SG3标项目部 王雨同一、概况荷城互通立交IK0+792.144匝道桥共有桩基30根， I匝道桥的钻孔报告中指出有部分桩基冲孔的地层中存在溶洞，为对这些溶洞进行处理，避免对桩基施工的质量造成影响，特制定本方案对该批溶洞进行处理。二、前期地址钻探情况钻孔报告中显示：3墩2桩在-31.1m-34.1m、4墩1桩在-38.9m-43.9m、6墩1桩在-21.59m-23.09m和-35.46m-37.54m、6墩2桩在-23.11m-24.59m和-25.41m-36.31m、9墩2桩在-22.1m-25.1m、10台6条桩基在不同位置存在大小不等的溶洞。实际溶洞情况以实际钻进为准。三、溶洞的危害机理危害机理：桩位处溶洞内流塑状淤泥层较厚 ，淤泥层下面一般都有 3-5m左右的砂层，当钻机冲进全充填、半充填或无充填的溶洞时，由于溶洞突发漏浆时 ，瞬间引起砂层和淤泥层迅速回缩流失会造成地陷，还可能导致相邻桩位、相邻墩位已成桩的桩基偏位。甚至有钻机和冲锤被埋在基坑内的危险，不但人机安全受到严重威胁 ，而且给该桩位成桩带来后续麻烦 ，造成经济损失和工期拖延，并且无法成桩，也直接威胁人机安全。四、溶洞的处理方案溶洞的处理原则是钻孔通过溶洞时使其孔内护壁完好牢固，防止泥浆瞬间流失、造成孔壁坍塌的发生，保障顺利成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完成。处理时应根据具体的钻探地质资料进行分析、研究，确定可行的处理方案。对溶洞的处理主要分两种：一、常规抛填处理方案，二、钢护筒防护方案。本工程由于溶洞全部处于弱风化或者微风化岩层所以采用常规抛填处理。在钻孔进入溶洞区时，可从孔内泥浆的变化来判断溶洞是否存在地下水流。如孔内泥浆突然下沉，反复加浆能保持孔内泥浆和水位稳定，说明此处溶洞没有地下水流。如孔内泥浆无法灌满，且泥浆稠度不断变化，说明此处溶洞有地下水流。1.无地下水流溶洞的钻孔处理对无地下水流的溶洞，采用抛填片石法进行施工处理。当钻至离溶洞顶部附近时，冲击钻由高冲程施工转向低冲程施工，逐渐将洞顶击穿。一旦发现泥浆面下降，应迅速补水，然后根据溶洞的大小按1：1：1的比例回填水泥（采用袋装水泥便于存放和抛填）、粘土和片石，仍采用小冲程轻砸，让粘土和片石充分挤入溶洞内壁。这样反复抛填片石冲挤，使片石往桩孔四周的溶洞区内排挤，直至桩孔外溶洞区内挤满片石。遇到较大的溶洞，抛填片石时可适当掺入适量的碎石土，以增强溶洞区内桩孔四周挤填片石的密实度，同时控制好泥浆的比重，使抛填片石孔壁四周形成泥浆护壁膜，利于水下混凝土的灌注施工。列如I匝道桥6-2桩基根据超前钻在-25.41m处存在高度11m的溶洞，施工过程中我们在-24.5m处开始采用地冲程施工，此桩在-25.3处漏浆11m，击穿溶洞顶后迅速提锤回抽泥浆并回填17立方水泥、块石、粘土混合料待稳定后用锤小冲程轻砸使混合料填满溶洞，在将混合料搅拌均匀后暂停施工使泥浆形成护壁防止塌孔。经过上述处理方法此桩为出现反复漏浆现象，并且验桩结果现实为I类桩。2. 有地下水流溶洞的施工处理 有地下水流的溶洞施工处理，如出现的溶洞体积较小，地下水流较缓，孔内水位比较稳定，则仍可采用抛填片石进行施工，且抛填时可掺入适量的碎石土及絮状物，仍至整袋水泥，以增强溶洞区内桩孔四周挤填片石的密实度和强度，减小地下水流速度，阻隔地下水流。遇到体积较大、有地下水流的溶洞，如地下水流较急，孔内水位不稳定，则采用在溶洞区内下沉内层钢护筒的方法进行施工。当冲击穿过溶洞顶部后，用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机(或冲机自吊)把内护筒放入外护筒内至孔底。注意在沉入内护筒前，应采用检孔器检查钻孔的大小及倾斜度，保证内护筒能顺利沉入溶洞区内。内护筒长度一般宜比超前钻所确定的溶洞高度值长3米。在内护筒底部100cm范围内导管灌填小碎石素水泥混凝土，待固结后即可重新冲孔至终孔标高。列如I匝道桥10-2桩基在-25.3m处漏浆3.5m，发现回抽泥浆过程中孔内水位回升不大，回填粘土重新复冲继续漏浆且孔壁出现轻微塌孔现象，经过项目部领导讨论决定回填块石、粘土、水泥混合料利用块石堵住地下水流，粘土和水泥形成新的泥浆护壁防止塌孔。终孔后，经成孔检查和清孔验收合格，吊装钢筋笼，采用导管法灌注水下混凝土。五、溶洞抛填处理的施工方法1、材料准备 抛填材料一般采用混合料较好，可以采用片石、粘土、袋装水泥混合堆放，混合料一般比例为 1:1:1。抛填材料数量必须要足够并堆放在距桩孔较近易取的地方 ，同时配备铲车、运输车辆随时待命 ，另外配备不少于 80m3大的泥浆池及相应的抽浆设备，以便发现漏浆时能及时补浆。2、溶洞顶部冲孔 冲孔至离溶洞顶板 lm左右时，加大泥浆比重，同时采用低冲程(高度应控制在 lm内)慢速冲进逐渐击穿顶盖，防止卡钻。要安排专人观测护筒内泥浆面的变化情况，一旦发现泥浆面下降，应迅速提锤同时进行补浆及抛填混合料和水泥，待泥浆面不再下降稳定后，继续采用低冲程慢冲挤混合料，使其形成泥石孔壁稳定穿过溶洞区。对于一些溶洞面积相对较大，一次抛填可能达不到成孔的目的，必须经过反复几次的抛填处理才能成孔。3、技术要点 处理此类溶洞时，一发现漏浆时处理速度要快，先抛填比重较大的材料，以防止泥浆比重及浮力较大阻碍抛填材料迟迟达不到孔底，回填高度一般以高于淤泥层底面 5-10m或能稳住泥浆为宜，避免回填少了堵不住漏浆，回填太高又浪费材料和重新冲进时间进度缓慢。七、溶洞处理的体会与总结 1、钻头钻至溶顶时，为防止由于溶洞顶板岩层厚度、硬度不均而出现斜孔，除采用抛填片石平衡钻头外，也可采用质量较大的钻头处理。2、在做抛填处理时，抛填后稍停一段时间在重新开始施工，可促使片石和粘土的固结利于固壁。3、充填物的溶洞采用抛填物的方法处理是可行的，但为了避免发生缩孔，可采用大块片石。4、溶洞