樁基溶洞處理方法

1、精心整理沖孔樁施工溶洞處理方案一、根據(jù)溶洞等不良地質(zhì)情況在沖孔樁施工過程中易出現(xiàn)的主要影響如下：(1)漏漿。在遇見溶洞時，泥漿急劇流失，部分無法及時補回到正常水位；(2)不可遇見性漏漿。施工過程中，在樁孔回填塊石、黏土后繼續(xù)鉆進，泥漿液面連續(xù)下降情況；在灌注混凝土過程中，出現(xiàn)泥漿液面連續(xù)下降情況；(3)塌孔。在沖孔遇見溶洞，特別是在溶洞部分或無充填情況下，泥漿急劇流失，無法及時補充泥漿導(dǎo)致塌孔，此種情況亦可導(dǎo)致埋錘現(xiàn)象；(4)偏斜。鉆進過程中遇見斜面巖、溶洞壁(半邊巖)等，導(dǎo)致沖錘向低的一邊或軟的一邊偏斜，無法繼續(xù)正常鉆進；(5)卡錘。沖孔進入溶洞時，由于溶洞頂破裂而形成“天窗”，使沖錘掉進溶

2、洞，出現(xiàn)卡錘現(xiàn)象。(6)不可遇見性溶洞。在地勘資料顯示無溶洞的情況下，鉆進過程中遇見溶洞，可采用回填混凝土處理。灌注混凝土過程中遇溶洞后，混凝土嚴重超方，且其他樁位地勘孔有大量泥漿冒出，表明其他樁基范圍有大型溶洞且為無充填或部分充填，并與該溶洞串通。(7)大型溶洞過程處理漫長。針對在特大型溶洞，沖擊鉆成孔過程中反復(fù)回填黏土、塊石，反復(fù)沖擊處理。二、處理方案概述根據(jù)本工程地質(zhì)報告資料，工程地質(zhì)情況較復(fù)雜，溶洞分布較廣泛，樁基持力層一般為微風(fēng)，結(jié)合溶洞等不良地質(zhì)對樁基施工的影響，綜合考慮質(zhì)量要求和工期要求，經(jīng)過歸納整理，具體可以劃分為溶洞、裂隙、斜面巖等三類情況，擬進行施工前的預(yù)處理和施工過程中的

3、過程處理。1、處理目的及必要性精心整理1.1 保障樁基施工工期因本工程樁基工期非常緊張，綜合考慮樁基施工所遇到的問題，通過施工前預(yù)處理和過程處理，保證成樁速度與質(zhì)量，確保樁基施工工期滿足要求。1.2 確保樁基施工成孔安全溶洞填充物多為半充填，部分為全充填或無充填，充填物呈褐黃色黏土，軟塑可塑，飽和，局部含少量灰?guī)r碎石；以及超前勘察鉆進過程中出現(xiàn)過漏漿的地層。承載力很低、穩(wěn)定性差。通過對其處理，使溶洞得到充填、穩(wěn)定、固結(jié)，增加護壁強度，避免沖擊鉆成孔施工時造成漏漿、塌孔等意外事故的發(fā)生，確保樁基成孔質(zhì)量與安全。1.3 防止地表塌陷和過大沉降；部分溶洞距離地表較深，上頂距離地面一般在2025米左右

4、，溶洞多為半充填，部分為全充填或無充填，通過處理，使溶洞周邊地層和工作面土體能保持穩(wěn)定，防止.!坍塌，土體流失，減少地表沉降。1.4 滿足永久結(jié)構(gòu)的承載力溶洞填充物和灰?guī)r地層承載力有很大的差別。通過對地層處理，提高該處地層的承載力，減小不同地層之間的差異沉降，增加樁基摩阻力，以滿足對樁基耐久性的需i求。I./2、處理原則(1)根據(jù)地質(zhì)勘察，灰?guī)r強度較高，結(jié)合工期要求及現(xiàn)場實際情況，樁基施工采用沖擊鉆成孔。(2)對工程中所有出現(xiàn)的溶洞或出現(xiàn)超前鉆漏漿、漏水等現(xiàn)象的地層，為了防止成孔中漏漿、塌孔，減少成孔困難，進行預(yù)注漿處理。預(yù)注漿以水泥漿為主，注漿量大時可采用雙液漿或采用分次壓注水泥漿的方案。注

5、漿加固的次序，考慮地下水的精心整理影響，確保注漿效果，減少注漿損失。（3）遇有斜面巖時，根據(jù)斜面巖豎向高度不同，可以填充混凝土、硬質(zhì)巖片石（如閃長巖、輝綠巖）反復(fù)沖擊為主，特殊情況下采用孔內(nèi)爆破的方案?；靥罡叨纫话愀哂诔霈F(xiàn)偏孔處1.52m米處，如此反復(fù)填充，反復(fù)沖擊成孔，直至孔壁垂直度滿足設(shè)計要求。（4）盡量避免采用鋼套管護壁的高造價、低效率護壁方案；必須采用時，宜采用單套管護壁方案。（5）裂隙處理主要采用3:7土石混合料反復(fù)拋填，反復(fù)沖擊，直至泥漿不再下降為止。（6在樁基施工前，原則上對大型、特大型溶洞進行注漿預(yù)處理，對于中型串通型溶洞，根據(jù)現(xiàn)場實際情況決定是否注漿，實施中需及時通知業(yè)主、審

6、計、監(jiān)理等相關(guān)單位。!3、溶洞的判別3.1 工前判斷（資料判別）依據(jù)地質(zhì)勘查報告和超前鉆資料，可以明確判定樁位存在溶洞的位置。%13.2 施工過程中判斷（泥漿液面判別）i沖擊鉆成孔作業(yè)過程中，出現(xiàn)了漿液面較大幅度的下降，地質(zhì)勘查報告和超前鉆資料中顯示無溶洞存在時，可能存在較大裂隙和鄰近溶洞擊穿的情況。4、裂隙的判別4.1 工前判斷（資料判別）依據(jù)超前鉆資料，樁位不存在溶洞，但超前鉆柱狀圖巖體描述中含“節(jié)理裂隙（一般）發(fā)育”時，一般有存在裂隙的可能；如果描述中含“鉆進過程中漏水”時，則可能存在裂隙或較大破碎巖體孔隙。精心整理4.2 施工過程中判斷（泥漿液面判別）施工過程中出現(xiàn)了漏漿，但超前鉆資料

7、中顯示不存在溶洞時，一般是存在裂隙的可能；如果出現(xiàn)了漿液面較大幅度的下降，地質(zhì)勘查報告和超前鉆資料中顯示無溶洞存在時，可能存在較大裂隙和鄰近溶洞擊穿的情況。另外，在樁基鉆進過程中泥漿濃度下降，甚至出現(xiàn)樁孔返水等現(xiàn)象時，表明樁孔擊穿了承壓水帶，可以視為巖層裂隙處理。5、斜面巖（含半邊巖）的判別5.1 工前判斷（資料判別）（1）依據(jù)地質(zhì)勘查報告和超前鉆資料，巖層界面走向有大幅度的傾斜或超前鉆資料顯示同一樁位各鉆孔地層資料顯示巖層界面有差異時，可以判定樁位存在斜面巖的問題。（2）如果存在較硬的孤石或探頭深入樁基范圍時，也應(yīng)歸為斜面巖進行處理。.!（3）一般溶洞下底傾斜較大時，在進行溶洞處理的同時，也

8、應(yīng)考慮斜面巖的處理。5.2 施工過程中判斷（偏孔）沖擊鉆施工過程中出現(xiàn)了偏孔時，一般可以判定出現(xiàn)了巖層強度不均勻的斜面巖I現(xiàn)象。i三、溶洞處理方案I./根據(jù)地勘資料，溶洞主要有半充填、部分充填、無填充三類，其中以部分充填狀態(tài)數(shù)量較多，無充填情況稍少。根據(jù)地質(zhì)條件，綜合考慮施工工期、樁基質(zhì)量、場地安全、施工場地情況，從技術(shù)、經(jīng)濟等方面經(jīng)過比較，對已知溶洞采用樁基施工前進行注漿法預(yù)處理，施工過程中進行過程處理，對未知溶洞采用灌注混凝土填充法、拋填法、護筒跟進法進行過程處理。1、溶洞的分類精心整理根據(jù)已掌握的地勘資料，將當(dāng)前揭示的溶洞情況進行整理分析，確定溶洞的不同類型如下：(1)小型溶洞：單個高度

9、h2m以內(nèi)的填充式溶洞或雖顯示不只1個溶洞，但都小于2m且間隔距離大于2m以上；(2)中型溶洞：單個溶洞高度2mHW4m;或多個溶洞雖單個小于2m但屬全空溶洞，或多溶洞間距較小(實際沖孔過程中將會被擊穿形成一體溶洞)其累加溶洞達到2m以上；(3)大型溶洞：單個溶洞高度4m6m或單個小于6m但屬多溶洞間距較小，其累加溶洞達到6m以上；(5)雖地勘資料未揭示有溶洞，但其同墩倒位相鄰樁揭示出中型以上溶洞的。在鉆機沖孔施工時同樣極有可能擊穿緊臨溶洞而出現(xiàn)中型或大型溶洞的。2、溶洞注漿預(yù)處理2.1溶洞注漿概述、I(1)處理方法：靜壓注漿法。i(2)適用條件：樁基開孔前，對地勘資料揭示有溶洞且溶洞大小為大

10、型、特大型的樁位全部進行注漿處理，對于中型串通型溶洞，根據(jù)現(xiàn)場實際需求決定是否注漿。(3)目的：為了加固孔護壁及溶洞填充物，并達到一定的強度(20MPa以上)，防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發(fā)生，保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。(4)優(yōu)點：由于溶洞、裂隙埋藏較深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法處理，有效的處理方法是注漿法。而在眾多的注漿法中，因溶洞的不規(guī)則性，決定了其處精心整理理的最有效和比較經(jīng)濟的方法是靜壓注漿法。因此，采用靜壓注漿法，同時也可兼用噴射注漿法，促進填充物強度的加強。(5)施工時間：在鉆孔樁施工之前進行，相當(dāng)于在樁基礎(chǔ)施工過程中，于鉆孔樁施工

11、工序之前加入一道預(yù)處理工序，與樁基施工的各工序一起形成流水作業(yè)。2.2施工方案2.2.1 注漿設(shè)計靜壓注漿以水泥漿為主，水泥漿配合比水：水泥=0.6:11:1為宜，一般情況下配合比為水：水泥=0.8:1;注漿量大時可采用雙液漿或采用分次壓注水泥漿的方案。注漿加固特點：漿材可在幾秒或在幾十秒內(nèi)凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內(nèi)且不流失，材料的利用率高，比較經(jīng)濟。漿材的結(jié)石率為100%,即1m3體積漿材可得1m3結(jié)石體。對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結(jié)砂和礫的；對于溶洞中的稀土、亞粘土等土體，漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的；對于無填充.!物和半填充溶洞的空間，漿液是通過充填作用填滿

12、溶洞的。漿液在土體中的滲透擴散方向是往小主應(yīng)力面方向，漿液固化后，小主應(yīng)力面得到加固，而原次小主應(yīng)力面變成小主應(yīng)力面。這樣，通過對小主應(yīng)力面反復(fù)不斷的加固，一方面滲透、擠密%1溶洞中的土體的空隙，充填溶洞的空間，在樁體周圍形成防水帷幕，防止流砂和保i證護壁泥漿不流失；另一方面，提高溶洞中土體的承載力和抗剪力形成擋土墻，防I止坍孔。2.2.2 注漿施工工藝流程注漿施工工藝流程為：場地平整一定樁孔位和鉆孔編號放樣一鉆機就位一鉆孔至設(shè)計標(biāo)高一提升鉆頭-注漿-檢驗一封孔。2.2.3 靜壓注漿設(shè)計(1)工藝設(shè)計精心整理布孔：在超前鉆有溶洞的樁位四周均布4個注漿孔鉆孔：孔徑80mm孔深要求達到最深溶洞的底

13、部材料：水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比水：水泥=0.6:11:1,一般情況下采用0.8:1,特殊情況下采用1:1:1水泥與水玻璃雙漿液。工藝：采用注漿系統(tǒng)進行全孔注漿，要求少量多次、反復(fù)注漿，如溶洞空間容積大、透水性強，則在混凝土干料中添加一定量水玻璃，形成水泥水玻璃雙液漿。(2)主要施工機械設(shè)備主要機械設(shè)備有：BW25眥漿泵，BW1506漿泵，100型鉆機，泥漿攪拌機和貯漿梢，高壓注漿管及其配件。2.2.4 鉆孔放樣每根有溶洞存在的樁基均勻分布4個注漿孔，注漿孔距離樁基外壁0.5m。2.2.5 鉆孔采用100型鉆機鉆孔，鉆孔至溶洞底部0.2m。鉆孔時，邊鉆孔，邊壓入鋼管套管，直

14、至套管進入溶洞層。鋼套管用作支護孔壁、防止塌孔、確保注漿花管順利進入。套管已進入溶洞層的判斷依據(jù)是：鉆機鉆孔速度突然加快，此時說明鉆頭已突破溶%1洞上部土層，進入溶洞層。在鉆頭提升至地面以上后，固定鋼套管，鉆機移至下一i個孔位。I./每個樁基四個注漿孔鉆孔完成、套管安裝完成后，即可插入注漿花管依次進行注漿。2.2.6注漿注漿材料：水、P.O42.5普通硅酸鹽水泥。注漿液配合比：水：水泥=0.8:1。注漿速度：50100L/min。精心整理注漿壓力：由試驗確定。注漿花管：注漿花管采用內(nèi)徑38mm壁厚不小于5mm勺鋼管制成；管尖是呈圓錐體，上部帶有絲扣與花管連接；花管底端1m長度范圍內(nèi)應(yīng)有6080

15、個孔眼，沿管中心線方向分四排呈梅花形布置，孔眼直徑1mnr3mm注漿設(shè)備及配套設(shè)施：注漿泵、泥漿攪拌機、泥漿泵、貯漿梢等。正式注漿前，先注入清水，以疏通注漿花管孔眼，保證注漿順利進行。采用高壓注漿泵，通過注漿管將水泥漿注入溶洞。注漿要求少量多次、反復(fù)、分層注漿，分層高度以1m為宜，每個樁位四個注漿孔循環(huán)注漿。每層注漿完成后提開注漿花管，進入下一循環(huán)，直至溶洞全部被注漿液填充后，注漿結(jié)束。當(dāng)注漿達到下列標(biāo)準(zhǔn)之一時，結(jié)束該孔注漿：(1)注漿孔口壓力維持在0.3MPa-0.5MPa,吸漿量不大于40L/min,維持30min。(2)注漿鉆孔基巖完整，或多次注漿，孔口壓力超過1.5PMa時。.!(3)

16、冒漿點已出注漿范圍外35m時。(4)單孔注漿量達到平均注漿量的1.52.0倍，且進漿量明顯減少時。當(dāng)達不到上述結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)清孔再次注漿。%12.2.7封孔i所有注漿孔及配套進行的檢查孔等均需嚴格地進行封孔處理。所有注漿孔與檢查I./孔注漿結(jié)束后緊接著進行注漿封孔，采用“壓力注漿封孔法”，漿液采用水灰比為0.5:1的濃水泥漿。3、溶洞過程處理3.1 適用條件(1)地勘資料顯示無溶洞，實際鉆進中遇見溶洞漿液面下降，或鉆進過程中出現(xiàn)漿液面下降的情況；精心整理(2)對已知溶洞進行注漿預(yù)處理后，任出現(xiàn)泥漿液面下降的情況。3.2 溶洞處理準(zhǔn)備工作(1)選擇合適的實心鉆機機型，具能有效地穿過緊密礫卵石層，

17、堅硬漂石層或巖層；沖擊錐提升速度快，不易卡鉆，遇到溶洞時能夠迅速提起鉆頭，以免埋鉆；沖擊成孔能形成堅實孔壁，成孔質(zhì)量高。(2)備好充足的處理溶洞材料。準(zhǔn)備好足夠的黏土、片石、麻袋、袋裝水泥、砂石料、及處理溶洞所需要鋼護筒，片石(閃長巖)，片石粒徑為1550cmi袋裝水泥選用普通硅酸鹽水泥(42.5),50kg/袋；砂石料采用中粗砂十粒徑大不大于15cm礫石1:1配置并拌合均勻，無集料窩。片石粘土水泥混料每樁樁備用量要以超前勘探溶洞深度的兩倍以上體積計算。(3)配置泥漿，嚴格控制粘土的選擇，選擇并備足良好的造漿粘土，入孔泥漿比重可為1.11.3,入孔泥漿黏度，一般地層為1622s,接近溶洞地層調(diào)

18、制為1928s。,!(4)便道暢通。保證設(shè)備移走的線路平整暢順無阻礙物，緊急情況要令人、機迅速撤離現(xiàn)場。(5)作好隨時處理溶洞所需的機械：確?，F(xiàn)場吊機、挖掘機、裝載機、自卸車完好%1待命狀態(tài)；吊裝和拖拉設(shè)備在有足夠噸位，可及時采取措施，預(yù)防損失擴大。i(6)準(zhǔn)備鋼網(wǎng)架(梢鋼或工字鋼縱橫制作而成)。鋼網(wǎng)架用于沖擊成孔作業(yè)時，墊設(shè)在鉆機下，以防止因鉆至地下大型溶洞而導(dǎo)致坍塌孔對沖擊鉆鉆機及施工人員造成損傷。(7)施工前對施工作業(yè)班組進行溶洞處理相關(guān)技術(shù)、安全交底。3.3小型溶洞處理方案(HK2m(1)在沖擊鉆鉆進施工過程中，在正鉆進時密切注意護筒內(nèi)泥漿面的水平位置變化情況，當(dāng)泥漿面迅速下降時，首先

19、要立即補充泥漿。精心整理(2)在鉆孔前在樁機旁儲備足夠塊石、黏土，發(fā)現(xiàn)泥漿面下降時，迅速采用挖掘機(1m3將施工前準(zhǔn)備好的黏土、塊石(比例3:7)向鉆孔中投入，回填至溶洞頂2m以上。然后采用低提慢進的方法重新沖孔，通過沖孔堵住溶洞并重新造漿。(3)當(dāng)再次漏漿時，仍按上述方法處，反復(fù)回填沖孔，達到填充溶洞及固壁，至設(shè)計樁底標(biāo)高。(4)在鉆孔過程中，發(fā)生大面積塌孔、或泥將快速流走，鉆孔原泥漿面下降超過2m以上，則表明鉆孔過程中將原超前勘探未揭示的溶洞擊破并已形成中型以及上溶洞，則需按下述方案處理。3.4中型溶洞處理方案(2H4項(1)根據(jù)地質(zhì)勘察資料及超前鉆資料，有此類溶洞的樁基施工時要配置專人密

20、切注意樁機地盤水平、巖樣和護筒內(nèi)泥漿面的變化，熟記圖紙、資料中標(biāo)注的溶洞位置。(2)在鉆孔過到擊穿洞頂之前，采用小沖程，逐漸將洞頂擊穿，防止卡沖擊錘。.!(3)一旦發(fā)現(xiàn)泥漿面下降、孔內(nèi)水位變化較大、泥漿稠度、顏色發(fā)生變化或鉆進速度明顯加快又無偏孔現(xiàn)象時，表明已穿越溶洞頂進入溶洞。(4)首先應(yīng)迅速用大功率泥漿泵補漿補水，同時及時提沖擊錘，防止埋沖擊錘。%1(5)應(yīng)適當(dāng)增加泥漿中的粘土數(shù)量，提高泥漿密度。泥漿粘稠度控制在1928s。i(6)然后用裝載機配合大型挖掘機(1m3及時將準(zhǔn)備好白片石、粘土按3:7的比I例拋入。投入量按溶洞豎向高度加2m以上，少量多次進行投放。(7)采用小沖程進行鉆進，讓鉆

21、錘擊碎黏土和片石并擠入溶洞內(nèi)壁發(fā)揮護壁作用。(8)直至孔中的泥漿面停止下降，并慢慢上升，此后可加大沖程進行鉆進，對投入的填充物進行沖擊式擠壓，確保溶洞被堵死。若溶洞內(nèi)進尺過快，則繼續(xù)投入片石、粘土，投入量根據(jù)進尺速度確定，少量多次。(9)若同一溶洞封堵后再次塌孔，則證明溶洞空隙較大，原粘土片石未能有效封堵精心整理住溶洞，為增加堵洞固結(jié)強度，降低灌注樁時塌孔風(fēng)險，需要在再投入粘土?xí)r分批投放袋裝水泥(50Kg/袋)，以整袋投入。(10)當(dāng)泥漿漏失現(xiàn)象全部消失后，轉(zhuǎn)入正常鉆進，如此反復(fù)使鉆孔順利穿越溶洞。(11)擊穿溶洞頂、底板后，要用鉆錘將溶洞頂、底板處的樁孔修理圓滑，以防卡鉆及鋼筋籠。3.5 大

22、型溶洞處理方案(4H6M對于H6m的特大型溶洞，采用鋼護筒跟進法處理，護筒跟進至溶洞頂板以下(不排除護筒跟進至溶洞底以下的情況，具體根據(jù)實際情況而定)。3.6.1 護筒跟進-(1)提前加工好鋼護筒：孔深在15m以下鋼護筒采用12mnff鋼板力口工；孔深在15-30m采用14mmff鋼板加工，每節(jié)4m左右，護筒內(nèi)直徑比設(shè)計樁徑大10cni鋼護筒總長度要求L(h+H)米，h為溶洞高度，H為溶洞頂至地面以上15cni鋼護筒的加工尺寸必須嚴格控制，護筒上下節(jié)的連接縫除焊接外，還在接縫處焊5cm寬的加強鋼帶，護筒水平接縫所成平面與護筒豎向垂直，使整個鋼護筒的垂直度符合要求，振1動錘與護筒頂面焊接牢固，無松動；并要求振動錘位居護筒頂面中，各節(jié)下沉的護筒必須嚴格控制垂直度。(2)擴大鉆機鉆頭直徑20cm,在溶洞頂以上3m按常規(guī)沖孔成孔。在達到接近溶洞頂3m左右時，更換能滿足設(shè)計樁徑的常規(guī)鉆頭，同時埋入鋼護筒，然后邊打邊跟進鋼護筒。(3)護筒的沉放：下放長護筒時，其位置必須準(zhǔn)確，下放完成后，檢查其高程、垂直、護筒頂面水平度。當(dāng)沖擊穿過溶洞頂部時要反復(fù)提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻，說明頂部已成孔并且圓滑垂直的，此時用鋼絲繩活精心整理扣綁住內(nèi)護筒，用吊車將護筒放入沉至孔底，必要時用振動錘下沉。用沖擊鉆成孔鋼護