溶洞施工方案(很好)

桩基裂隙及溶洞处理专项方案桩基裂隙及溶洞处理专项方案 桩基础施工中经常碰到溶洞及岩石裂隙等不良地质 1 裂隙的处理方案 裂隙的处理方案 裂隙是地应力释放在岩石中产生的裂缝 它会导致桩孔的漏浆 掉 石块 甚至卡钻 掉钻 塌孔等事故 现场施工人员事先熟悉该桩位钻探资料 当进尺达到不良区段时 严密监控孔内水头 当发现水头出现下降时 判断是裂隙还是溶洞 当为裂隙时 水头下降较缓 这时提钻 2 3m 同时向孔内投入粘土 块和少量水泥 调整泥浆稠度 当水头下降较大时 可补入泥浆保 证孔内水头压力 待孔内水头稳定后 继续钻进 2 溶洞的处理方案 溶洞的处理方案 根据溶洞的洞高和洞内的填充物情况 对溶洞采用不同的处理方 法 主要的处理方法有 抛填法 静压化学灌浆法 灌注混凝土填 充法 套放大小钢护筒法等 1 抛填法 溶洞范围小 溶洞高度小于 1m 对照地质图 当钻至溶洞顶板 l m 左右时 减小冲击钻冲程 控制 在 1 1 5 m 通过短冲 程快频率冲击的方法逐 渐击穿溶洞 溶洞一被击穿 孔内水头迅速 下降 这时立即向孔内补充泥浆 同时提钻至孔口 并向孔内投入 片石 粘土块和水泥 填充溶洞 当孔内水头稳定时 用测线测出 回填厚度 当回填厚度大于 l m 时 使溶洞范围形成护壁后 再继 续施工 穿越溶洞范围的桩钢筋笼在溶 发现异常情况及时采用以上方法 反复冲砸 填塞溶洞 挤密护 壁 直至顺利穿过溶洞 洞上下各 1m 范围在钢筋笼的定位筋焊接 厚 4mm 的钢板圆筒 在圆筒外增加四根定位钢筋 见图 1 2 静压化学灌浆法 施工方法 主桥桩基精确放样后 在桩基施工平台上用地质钻于桩中心进 行超前钻 必要时增加钻位 根据超前钻的结果 确定护筒的打入 深度 有溶洞的桩位 护筒沉至风化岩层 置于强风化岩面上 这 样可穿过土洞 护筒的底部即为岩层或溶洞的顶部 没有溶洞的桩 护筒沉放要穿过淤泥质亚粘土 砂砾层 置于砂砾质亚粘土层至少 2m 深 根据溶洞的不同类型 最后决定兼用两种不同的施工方案 当溶洞内有填充物填满或有流砂的 或当溶洞为空洞或填充物不满 水洞 且深度在 1 3m 的 在钻孔桩施工前先进行预处理 采用 静压化学灌浆法固结填充物和流砂 或用此法填满溶洞 在固结体 达到一定强度以后再钻孔施工 2 1 1 技术要求 溶洞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一系列施工工序的 顺利完成 溶洞预处理施工 在钻孔桩施工之前进行 相当于在桩 基础施工过程中 于钻孔桩施工工序之前加入一道预处理工序 与 桩基施工的各工序一起形成流水作业 2 1 2 施工方案 1 处理方法选择由于溶洞埋藏较深 不能用爆破或填充混凝土等 一般方法处理 有效的处理方法是灌浆法 而在众多的灌浆法中 因溶洞的不规则性 决定了其处理的最有效和比较经济的方法是静 压化学灌浆法 因此 采用静压化学灌浆法 同时也可兼用喷射灌 浆法 促进填充物强度的加强 2 静压化学灌浆的加固特点浆材可在几秒或在几十秒内瞬间凝固 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 体积浆材可得 1m3 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 溶洞中的稀土 亚粘土等土体 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溶洞的空间 浆液是通过充填作用填 满溶洞的 浆液在土体中的渗透扩散方向是往小主应力面方向 浆 液固化后 小主应力面得到加固 而原次小主应力面变成小主应力 面 这样 通过对小主应力面反复不断的加固 一方面渗透 挤密 溶洞中的土体的空隙 充填溶洞的空间 在桩体周围形成防水帷幕 防止流砂和保证护壁泥浆不流失 另一方面 提高溶洞中土体的承 载力和抗剪力形成挡土墙 防止坍孔 见图 2 静压化学灌浆的关键在于浆材的配方和工艺 内护筒底部及顶部灌浆封缝示意单位 cm 3 工艺设计 布孔 在超前钻有溶洞的桩位四周均布 4 个灌浆孔 钻孔 孔径 80mm 孔深要求达到最深溶洞的底部 材料 普硅 425 水泥 新标准为普硅 32 5mpa 水泥 与化学浆 工艺 采用双液灌浆系统进行全孔灌浆 要求少量多次 反复灌浆 如溶洞空间容积大 倒水性强 则在混凝土干料中添加一定量水玻 璃 2 1 3 主要施工机械设备 主要机械设备有 bw250 泥浆泵 bw150 泥浆泵 100 型钻机 泥 浆搅拌机和贮浆槽 高压灌浆管及其配件 图图 2 灌浆孔平面布置及剖面图 灌浆孔平面布置及剖面图 3 灌注混凝土填充法 灌注混凝土填充法 溶洞的高度在 1 0 3 0m 之间 且溶洞为填充或半填充的 则先向抛填片 碎 石 砂混合物和注水泥浆 然后用小冲程冲击片 石挤压到溶洞边形成泥浆碎石外护壁 见图 3 水泥砂浆将片石空 隙初步堵塞后 停止冲击 24 小时后 待水泥的强度达到 2 5MPa 后 再继续冲击 穿过溶洞 图 3 3 护筒跟进法 护筒跟进法 1 溶洞高在 3 O h 5 Om 对于多层溶洞间距较小的采用钢护 筒穿越处理 见图 4 先用冲击锤进行冲孔 扩孔处理 然后采用振 动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部 为保证钢护筒的强度和刚度 每隔 2m 设置加强钢板箍 3 溶洞高大于 5 0m 多层 且溶洞间距较大时 拟采用套内护筒 法施工 即用内护筒穿过溶洞的方法进行施工 内护筒长度 L h 2m h 为地质超前钻确定的多层溶洞高 内护筒内径应比设计桩 径大 20cm 左右 外径应小于外护筒内径 5cm 左右 若遇第二层溶 洞 第二层溶洞的内护筒外径比上层内护筒内径小 3 5cm 具体见 图 5 1 内护筒长度的确定护筒长度 L h 2 m h 为多层溶洞高度 2 内护筒内径的确定 内护筒内径应大于 220cm 同时外径应小于外护筒内径 5cm 左右 如果只下一次内护筒 一层溶洞 内护筒内径选用 233cm 壁厚为 1cm 则 外径为 235cm 主桥外护筒内径为 240cm 当遇到第二层 溶洞时 第二层溶洞的内护筒 即第三次护筒 选用 220cm 内径 3 溶洞顶部冲孔 根据超前钻的资料 当钻孔施工接近溶洞顶部时 提起钻头 钻 杆 移开钻机 gps 30 采用冲击钻机 ykc 30 冲孔 用冲击钻 冲孔时 要求轻锤慢打 使孔壁圆滑坚固 提升高度一般不超过 50cm 一般进程控制在 60 80cm h 所有卡扣及钢丝绳必须先经测 试检查 其它施工工艺及注意 事项与常规相同 4 外护筒的制作及沉放方法 4 1 外护筒的制作 外钢护筒制作时 先勘察地质质料 根据溶洞的层数确定外钢护 筒的直径 钢护筒分节制造 工地拼接 先采用桩锤进行扩孔 钢 护筒采用振动下沉 振动下沉采用振动打拔锤 其振动动力为 1600KN 以上 钢护筒下沉时 用两台经纬仪在两个垂直的平面内 监测倾斜度 以便随时调正 护筒下沉至硬土层或岩面后 其倾斜 度小于 1 4 2 内护筒的沉放 1 当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤 在顶部厚度范围上下 慢放轻提 冲锤不明显受阻碍 说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的 此时用钢丝绳活扣绑住内护管 用吊机 或冲机自吊 把内护筒放 入外护筒内至孔底 到孔底后 内护筒不会靠自重沉到溶洞底部 因溶洞底有沉渣 沉淀物等 此时 GPS 30 钻机重新就位 2 护筒沉设利用 GPS 30 钻机进行 在钻机的钻杆上附加压架 利用钻机的钻进压力和钻杆 钻头的重量 使内护筒随钻头的钻进 而下沉 直到溶洞的底部 2 2 5 内 外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部间空隙的处理 1 在内护筒底部及顶部 100cm 范围内回填砂 碎石 中部回填 中砂 2 用高压喷射灌浆法 施喷法 对回填体进行灌浆处理 灌浆后 内护筒上下两端空隙被砂 碎石及浆液冲填固结 固结强度要求达 到 30mpa 其抗渗系数可达 10 7m s 灌浆处理后 即可重新冲 孔 3 在内护筒顶部及底部 100cm 范围内回填小碎石素水泥混凝土 内护筒中部回填砂 同样能起到堵塞空隙的目的 4 对于需要处理多层溶洞的桩基 一般仍采用上述灌浆法填充固 结空隙进行施工 目的是为了增加溶洞底部 同时有可能是下层溶 洞的顶部 附近填充物的密度和强度 并且增加内 外护筒间的胶 合力 5 重新冲钻 直至嵌入完整基岩 当符合设计及规范要求时 经 监理工程师同意即可终孔 此桩即成孔 成孔后的工序工艺与常规 相同 并不赘述 4 故障及处理故障及处理 1 卡钻 如果钻进过程中被卡钻 见图 6 可采用以下方法 一 是水 下割护筒底口挡住钻头部分 二是将钢护筒上拔或顶起一定高度 腾出空间 将钻头拉出 如是因为护筒底变形而引起的卡钻 可抛填片石反复冲砸 将 变形部位挤出 或水下切割变形部位 将钻头斜拉上来 2 斜孔 弯孔 产生斜孔 弯孔的原因有三 是斜面开孔 通过溶洞时 未按正确的施工方法 如抛填粘土 不及时 溶洞的位置测量不准确 以致钻头沿着软的部位下滑 造 成斜孔 是出现没有预见的溶洞 是隔层相向的探头石 在钻进时相互扩孔 使钻纠正斜孔 弯 孔的方法 回填片石 粘土重钻 反复数次 灌注水下素砼至弯曲 部分以上的一定高度 待强度合格后重新施钻 3 清孔漏浆 由于覆盖层和溶洞之间相互串通 在地下水的作用下 产生动压力 导致溶洞内钻孔所形成的人工造壁坍塌 清孔时泥浆 流失 其处理方法如下 探明泥浆流失的孔洞高程 在初步清基的基础上 在钢