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建筑施工打桩时遇到溶洞该如何处理?
编辑: 成都设计院       时间:2019-05-01字体:[] 公司新闻

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,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,造成坍孔,导致钻头被埋在孔内,护筒埋置采用钢护筒跟进法。

2. 常规成孔法

当溶洞内有充填物,是可塑或软塑的亚粘土,并且溶洞不漏水的情况下,这时不管溶洞有多大,也不管溶洞垂直数量有多少,都可以不考虑溶洞的存在,而按照正常的地址情况施工,采用冲击钻成孔,洞内的图纸和溶洞外的图纸没有什么区别,可以按无溶洞的情况施工

3. 钢护筒跟进法

溶洞较大,单层或者多层溶洞成垂直穿珠带状情况下,采用钢护筒跳进法施工,该方法就是一面冲孔,一面接高护筒,并且将其压到或震动下沉至已钻成的孔内,当桩孔穿过多个溶洞并且成功造壁,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,可以钢护筒跟进到这个位置堵漏。

4. 注浆法

溶洞层数较多,为串珠状,溶洞位置勘测准确,溶洞大于0.5m小于3m,土层中有较厚的砂层,溶洞漏浆会引起坍方的情况下,采用预先压注水泥浆,待水泥浆压注工作完成24小时后开始钻进。压注时压力控制不大于0.4Mpa,并直到稳定两秒后再进行下一个孔的注浆,或相邻孔冒浆为止。

5. 帷幕注浆法

针对高度大于8m的溶洞,采用帷幕注浆法,注浆采用水泥砂浆注浆,单管注浆,注浆压力为0.5—1.0Mpa,注浆范围为整个溶洞高度,帷幕的范围以桩中心以外5m,每隔一米提管一次,注浆孔间距3—5m,根据测量放样成梅花形布置。在距离桩周边5米的范围布置钻孔位置,钻孔位置不得随意调整,钻孔位置需设置护桩。选用合适地质钻机或者潜孔钻机并配置好压浆机,保证注浆工作与钻桩工作同步,成孔空闲时间不宜过长。钻孔采用隔行跳打,不得漏钻,要求孔壁垂直。成孔后,及时安放注浆管,连接注浆机,调整设备,拌合水泥浆,拌合好的浆液中不得有结块,确保设备工作正常。先将注浆管位置设置在距离孔底0.5m处,注浆开始采用0.4Mpa的注浆压力,在预定的位置上,采用低压送浆,在浆液充足后采用1.0Mpa的压力持压应大于10分钟,然后提管1m,继续下一阶段的注浆工作。

三•●、 施工中出现的问题及处理

1•●、坍孔

如果有透水层,当冲击到溶洞后,犹豫突然楼江造成水头高度集聚下降,透水层失稳,形成漏斗状坍孔。坍孔的原因有护筒脚底周围漏水,孔内水位下降,或在潮汐河流中涨潮时,孔内水位差减小,不能保持原有静水压力,一级护筒周围堆放重物或机械震动等,均有可能引起坍孔。

①坍孔的预防

坍孔的预防在于“?,常补“?淳褪且蟾鞯夭愕刂是榭鲎龅叫氖惺,随时注意钻进情况,随时观察水位情况。“常补”就是当钻进松散粉砂土或者流砂中

时,要及时补充较大的比重,粘度的泥浆,甚至可补充投入参有片石或卵石的粘土,此外,要有专人负责补水,以保证钻孔内必要的水头高度。

②坍孔后的处理

A当成孔深度不大时,可全孔回填粘土,暂停一段时间后再深埋钢护筒到不透水层,方可重新钻孔。

B当成孔深度较大时,可将钢护筒一直坐落在坍孔的喇叭口下缘的亚粘土层上,护筒周围回填粘土,挤实再重新钻孔。

2•●、斜孔

①原因

犹豫溶洞面倾斜或出现探头石致使钻头沿软土层部位下滑造成斜孔。

②处理方法

A扩孔纠编法:此方法适合于潜孔阶段中(一般不超过10m)钻孔已偏斜严重的情况下,采取加长粗径钻具,并使用比原钻具直径至少大一级的钻具,从孔口或者从孔口管底部位置扩下去,可以扩大处理符合要求的钻机,矫正钻机的方向,防止继续钻进中该孔偏斜严重发生的情况出现。

B短钻具法:在松软岩层或者厚度大的覆盖层中钻进时,当钻孔产生一定偏斜后,可利用较短的粗径钻具进行矫正,因为在上述地质条件下钻孔,孔径一般比较大,而短钻具在较大孔径内较易改变方向。主要通过用轻压力满转速的操作方法,钻具会因自重垂向钻进。

C换径法:主要用比原正常钻具小一级或者两级直径长度短于1.5m的钻具钻进。因为短细的钻具可在较大的孔径内接近垂直状态。

D扫孔法:此方法是在某一灌浆段钻孔结束时进行孔斜测量,发现偏斜超过允许值情况下,先补进行纠偏处理,按正常程序继续灌浆,当快要结束时,用比例为0.5(或者0.6):1的浓浆置换出孔内稀浆,并待凝24—28小时后扫孔(用钻具扫除孔壁和孔底的障碍物)。

E补孔法:在灌浆施工中,当发现钻进孔偏斜严重时,为防止严重的孔斜对灌浆质量产生影响,可在该孔附近补贴新的浆孔,一般与原灌浆孔的距离不大于50cm此方法用于浅孔阶段中较严重的偏斜情况下。

3•●、漏浆

①在冲击成孔中,由于有的溶洞与地下暗河或其他溶洞相同,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,并马上补水,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,整袋水泥堵塞起到护壁作用,使钻孔顺利通过岩溶区。

4•●、埋钻

埋钻是由坍孔造成的。施工中发现漏浆应立即将钻头提到孔外,如果未及时提钻,漏浆后坍孔,钻头便被埋在孔中。

①人工挖土钢护筒跟进法。

桩孔进尺10m以内,地下水易于控制,没有大的承压力,人可以下到桩孔中去边挖坍落的泥石,边护筒跟进,一直挖到钻头位置,护筒也跟进到钻头位置。

②真空吸渣法。

将导管置于坍孔的底部,用9 m3 空压机通过50~66 mm 钢管压入空气吸出沉渣。这种方法适用于坍孔石头的粒径不大于25 mm的情况。

③还可用强力泵冲孔,以求用冲洗液冲散坍塌物 ,并排出孔外,

才强力开泵的情况下串动钻具,并逐步扩大串动范围,此方法可针对于不太严重的埋钻事故。

④若填埋很厚,其程度比较严重,上述方案都无法实施的情况下,可将填埋物一以上的钻杆反上来,然后下入同径钻具送水钻进,待将填埋物钻掉,并冲洗干净后用丝锥捞取事故钻具

5•●、其它注意问题

① 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,在快到溶洞项板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。

② 混凝土坍落度以18~20cm为宜;浇筑导管必须密闭良好,浇筑时先放置隔水塞,浇注混凝土必须连续•●、快速;混凝土灌注比理论计算偏大是孔中有浆浸入溶洞,在溶洞地区浇筑桩基混凝土应增加,备料应不少于八十立方米。



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