岩溶区钻孔桩溶洞处理技术
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岩溶地区钻孔灌注桩处理技术岩溶发育于碳酸盐岩等可溶性岩地区,由地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用及其形成的水文现象和地貌现象。
在地基基础工作中,溶洞处理就是重要的一项工作,若处理不当就会影响工期并对整个工程质量产生不利的后果。
所以在岩溶地区施工必须先了解可能出现溶洞的各种情况,并制定相应的处理方案,尽量避免发生事故及减少事故造成的损失,以利于工程的顺利进展。
1 工程概况某工程位于XX市五常街道,拟建建筑主要包括3幢5-8层建筑,2#、3#楼一层地下室,1#楼无地下室。
估算最大单柱荷载8层为1 0000kN,5层为5500kN。
2 工程地质条件根据已有的详细勘察资料和岩溶勘察资料,拟建工程的岩性主要为寒武纪夹层与互层状白云岩层组,属于覆盖型岩溶,隐蔽性较好。
场地内灰岩溶洞较发育,溶洞大小、形态及埋深不一,绝大部分充填灰黄-棕黄色、可塑-软塑状粘性土,含少量角砾和碎石,个别溶洞无充填物、钻探施工时漏水严重。
其中有六个孔埋深>40m出现溶洞,漏水严重或者溶洞>5m,施工难度大;有1个钻孔在孔内48m处发生孔内断杆事故(孔内遗留2跟Φ42mm4m钻杆,1根Φ91mm岩芯管,管顶标高约为为:-43.03m);有1个钻孔在孔内32-55m发生孔内断杆事故(孔内遗留5跟Φ42mm4m钻杆,1根Φ91mm3. 3m岩芯管,管顶标高约为:-26.90m)。
桩基施工时应特别注意。
3 施工方案的确定采用钻孔灌注法成孔,其地层中有较厚的中粗砂砾层,风化严重的砾石、碎石、地下涌水量较大、以及溶洞上方有较厚的砂砾层时,采用护筒跟进的方法,以防坍孔。
4 溶洞处钻孔灌注桩施工技术4.1 溶洞顶部冲孔施工在溶洞(土洞)发育的桩基础施工过程中,应严格控制冲进进度,一般进度控制在60cm/h~80cm/h,冲程控制在50cm左右。
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,一开同转钻机,采用冲击钻机冲孔。
岩石穿越中溶洞裂隙的处理在岩石穿越中,溶洞和裂隙是常见的地质障碍物,需要特殊的处理和技术手段来克服。
以下将阐述岩石穿越中溶洞和裂隙的处理方法和技术要点。
一、溶洞处理1. 预先勘察:在岩石穿越前,必须对地下岩溶地质进行充分的预先勘察,掌握溶洞的位置、类型、大小、形态、分布及地质构造等特征,以便合理规划穿越线路和施工方案。
2. 探测技术:利用地球物理勘探技术,如地电阻率法、地震探测法、重磁探测法、地质雷达技术等,对溶洞进行探测,确定其准确位置和范围,为后续施工提供数据支持。
3. 地质加固:对于发现的溶洞,可以采用地质加固技术进行处理,如注浆加固、岩石锚杆加固、土钉墙加固等,加强溶洞周边岩体的稳定性,减少穿越隐患。
4. 单洞穿越:如果溶洞较小且可以确定其形态和范围,可以选择单洞穿越的方式,通过地质钻探、钻孔导爆等技术手段,在溶洞内部进行爆破或机械开挖,完成穿越作业。
5. 隧道转角:对于较大的溶洞,可以考虑在其周围设立转角点,利用非开挖技术进行隧道转角设计和施工,避开溶洞区域,确保隧道的安全通过。
6. 岩溶保护:在处理溶洞时,必须重视岩溶环境的保护,采取相应的治理和防护措施,保持溶洞及周边生态系统的良好状态。
二、裂隙处理2. 通风照明:对于较大的裂隙,可以考虑设置通风照明设施,确保施工场地的充分通风和照明,提高施工人员的工作舒适度和安全保障。
3. 沙浆灌浆:对于较细小的裂隙,可以利用沙浆灌浆技术进行处理,通过高压注浆设备将浆液注入裂隙内部,填充空隙,提高岩体的密实度和承载力。
4. 爆破开挖:在遇到较大的裂隙时,可以选择采用爆破开挖技术进行处理,通过合理布置爆破孔眼和选用适当的爆破药剂,分段进行爆破作业,减少对岩体的损伤和影响。
5. 机械切割:对于较狭窄的裂隙,可以采用机械切割设备进行处理,如岩石切割机、钻孔切割机等,通过切割岩体的方式加宽裂隙,便于后续施工作业。
6. 涂抹防护:在裂隙处理完成后,可以采用涂抹防护材料进行处理,对裂隙表面进行防水、防腐、防爆、防滑等处理,提高岩体表面的耐久性和安全性。
桩基⼯程施⼯中遇到溶洞的处理措施⼀、关于桩基溶洞溶洞主要隐藏在地层中,⼀般接近⽔平⽅向发育的不规则状态,这给桩基施⼯带来许多困难。
在桩基⼯程中,溶洞的出现会给桩基施⼯的钻孔和混凝⼟浇筑都带来严重的影响。
⼆、桩基施⼯溶洞处理的步骤1、了解地质情况和桩基类型桩基施⼯中的溶洞处理是详细了解⼯程所在地的地质情况,并确认该⼯程设计的桩基类型,根据桩基桩位地质、桩基类型、⽔⽂资料,掌握溶洞出现的位置,并⼤致推断其范围、充填情况和性质,制定合适的施⼯⽅案和施⼯技术保障措施。
这项⼯作需要专业⼈员进⾏勘测和把关,需要将每个孔位的地质柱状图发给专业技术⼈员,确保溶洞的位置、⼤⼩、充填情况的真实性,并让设计⼈员和管理⼈员根据具体的地质情况采取相应的施⼯⽅案。
2、选择溶洞处理⽅案在选择溶洞处理⽅案时,需要参考已经完⼯的相关⼯程的建设效果和经济分析,综合评价每⼀个⽅案的质量安全、施⼯难度、施⼯进度和施⼯成本等多项因素,在各个⽅案中选择⼀个最有的施⼯⽅案。
对于有些溶洞分布⼴泛⽽复杂的地区,施⼯难度会加⼤,⽽溶洞处理⽅案的选择范围也⽐较窄,这是因为复杂的地区对溶洞处理的要求更⾼,必须进⾏有效的分析后选择最有安全保障的处理⽅案。
3、制定质量检测标准质量标准的制定主要包括对溶洞处理效果的综合评价,⼀是要保证护壁的牢固可靠,⽽是要防治孔壁的渗⽔和塌孔。
在进⾏质量标准的制定时,最需要考虑的溶洞处理后可能出现的漏洞和处理的薄弱点,因为薄弱环节是溶洞处理后最可能造成质量问题的地⽅,所以相关的质量管理部门需要参考溶洞测定技术⼈员的测量结果和建议。
4、确定环境保护措施环境保护措施主要包括⽔⼟、植被的保护措施、⽔环境的保护措施和⼤⽓环境的保护措施,同时还要注意施⼯过程中⽣产⽣活垃圾的管理,在施⼯完成后也要对施⼯垃圾进⾏正确合理的处理。
三、溶洞处理的原则桩基施⼯中溶洞处理的原则主要包括下列五个⽅⾯:(1) 要确保每根桩的详细勘测,为选择相应施⼯⽅案提供依据;(2) 对处理溶洞的填充物进⾏⼟⼯试验,检测容重、孔隙率、含⽔量等物理参数;(3) 对每根桩都要设计出相应的溶洞处理⽅案和成孔⽅法;(4) 对每种处理⽅案,都要进⾏仔细的计算,完善施⼯⽅案,指导施⼯;(5) 遇到⼤溶洞时, 必须请监理⼯程师和设计单位核查,并报监理批准后实施。
桩基溶洞处理方法岩溶地区钻孔灌注桩施工的关键是如何保证成孔过程中不漏浆,或虽漏浆但不发生坍孔,保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求。
施工中应对照设计提供的地质钻孔柱状图来判识岩溶地层情况,做到心中有数,提前预防。
因此根据溶蚀发育状况、空洞大小、溶洞填充物情况,桩基施工采用常规的泥浆护壁方式,向孔内抛填片石,回填贫混凝土,压力注浆以及采用钢护筒跟进等不同的施工工艺。
1、片石回填采取正常成孔方法施工,当钻穿溶洞漏浆时,反复投入黄土和片石,利用钻头冲击将黄土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中,还可掺入水泥、烧碱和锯末,以增大孔壁的自稳能力。
1、掺加比例为有效利用片石,片石与粘土的比例为3:7,掺加比例为每米2包,掺加锯末时,掺加比例为粘土的10%。
2、掺加方法片石采用强度≥30Mpa的花岗岩或石灰岩,石块粒径以15—50cm 为宜。
掺加粘土时采用水泥袋包装后投放效果更佳。
水泥投放方法以整袋投放为佳。
掺加方法为:片石、粘土袋和水泥或锯末(如果掺加)分层间隔掺加,回填高度为溶洞顶板以上1m处。
3、施工注意事项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,发生漏浆现象,立即处理。
根据地质柱状图,在接近溶洞时勤观察、勤检查,凭手握冲击主绳的手感,钻头冲击岩层的响声,抽取的岩样来判断是否接近岩溶地层。
接近岩溶时主绳松绳量应为1—2cm,防止击穿岩壳时卡钻。
钻穿岩溶地层上壳时一旦漏浆,要及时投放粘土块、片石并补水,以保持孔内水位高度。
2、贫混凝土回填采取正常成孔方法施工,当钻穿溶洞漏浆时或遇到倾斜岩面时填入低标号混凝土,间隔一定时间后采用冲击钻冲击成孔。
1、混凝土标号及配合比混凝土标号通常采用C20贫混凝土,为尽快提高混凝土强度,节约施工时间,应在混凝土中掺加一定的早强剂,提高贫混凝土的早期强度。
2、掺加方法对于倾斜岩面,为校正孔位,回填贫混凝土应与倾斜岩面顶面平齐,对于溶洞处,回填顶面高于溶洞顶板50cm。
钻孔桩坍孔、溶洞处理方案一、坍孔1、发生原因:1.1泥浆比重太小或其它泥浆性能指标不符合要求;1.2护筒埋设不稳固或漏水,钻头撞击孔壁;1.3孔内水头压力不够或补浆时泥浆冲击孔壁。
2、坍孔的预防和处理措施:2.1预防措施:⑴准确判断地层情况,及时调整泥浆的性能指标。
在松散的粉砂土或流砂土中钻进时,应控制一次进尺深度并选用较大比重、粘度和胶体率的泥浆。
⑵护筒埋设时周围用灰土夯填密实,确保护筒稳固和不漏水。
钻头下放时待正确归位后再行慢速下放,防止钻头撞击孔壁。
2.2处理措施:⑴开孔即发生孔口坍塌时,立即拆除护筒并回填,重新换用长护筒加深埋设后再行钻进。
⑵如发生孔内坍塌,应判明坍塌位置,回填砂和粘土或碎石和粘土混合物到坍孔处以上1~2m再继续施钻,如坍孔严重应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。
⑶补浆时应指定专人进行,防止冲刷孔壁,保证钻孔内必要的水头高度和压力。
二、岩溶的处理方案:1、冲击钻孔过程中溶洞的处理1.1 从实际情况考虑,制订先易后难的总体施工原则,即把岩面情况较平、无溶洞或只有单只小溶洞的先施工成孔,等基本摸清溶洞地质施工规律掌握溶洞处理措施后,再解决那些大溶洞。
1.2 技术人员及钻机机组人员充分掌握地质资料情况。
每个孔位的地质柱状图都单独列出,发给有关人员,让他们知道溶洞的位置、大小、充填情况。
1.3 钻至离溶洞顶部1m左右时,准备足够的小片石或狗头石(直径10~20cm)和粘土,粘土要做成泥球(15~20cm大小)。
对于半充填和无充填物的溶洞要组织足够的水源。
1.4 钻至离溶洞顶部 1m左右时,在1~1.5m范围内变换冲程,逐渐将洞顶击穿,防止卡钻。
1.5 对于空溶洞或半充填的溶洞,在击穿洞顶之前,要有专人密切注意护筒内泥浆面的变化,一旦泥浆面下降,应迅速补水,然后根据溶洞的大小按1:1的比例回填粘土和片石、整包水泥后冲挤压密实,只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。
如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。
目录一、工程概况 (2)二、过溶洞桩基处理措施 (2)1、岩溶常见的类型 (2)2、钻孔桩基过溶洞施工工艺 (2)3、人工挖孔过溶洞施工工艺 (11)三、桩基成孔施工的注意事项 (12)四、安全控制措施 (13)桩基遇溶洞处理施工方案一、工程概况我标段杨堡河大桥、范家湾中桥、阳武干渠大桥、常横立交桥、K80+426中桥、双溪匝道桥通过地质超前钻检查及在桩基开孔施工均发现有多处溶洞、流砂层。
整个地质情况与原设计图纸中该处地质状况不符。
二、过溶洞桩基处理措施1、岩溶常见的类型2一、岩溶地区钻孔灌注桩施工的关键技术是如何保证成孔过程中不漏浆、或虽漏浆但不塌孔,保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求。
二、施工方法1.施工前充分的技术和物质准备在施工过程中,若钻孔灌注桩钻进时遇到溶洞、裂隙地带,就会出现孔内泥浆急剧下降,如不及时补充水头和抛填粘土、片石等回填物堵塞溶洞、裂隙带的漏浆空洞,抬高水头以增加孔壁侧压力,孔壁土层就不能承受地下水和周围土层的侧压力,就会造成护简底部地层坍塌和埋钻的现象,护筒周围地面大面积整体下陷,地面也可能出现裂缝。
一旦出现这种异常情况,若处理不及时或处理不当将会影响到工程质量和人员、设备的安全,造成经济上的重大损失,施工周期也将延长。
在施工前,根据逐桩钻探资料认真研究各墩台溶洞分布的平面位置、高程、范围、连通性和有无充填物等情况,根据设计要求制定出详细的施工方案和施工技术保障措施。
在选用钻机时,选用有挤压侧壁作用的正循环冲击钻机,在现场备足水、粘土、片石、碎石、粉煤灰和水泥等必备材料,同时设置容量不小于2倍单孔容量的泥浆池和沉淀池,制备符合要求的优质泥浆,应急电源和施工机械也应作充分准备,确保意外情况出现时,能按照应急预案中的施工方案及时进行处理。
2.埋置好钢护筒2.1、钢护筒加工钢护筒直径采用大于设计桩径0.2米,壁厚采用12mm的钢板卷制而成,钢护筒加工制作具体要求如下:(1)钢护筒在钢结构加工场分段加工制作成型,钢护筒的加工质量,应符合设计及施工规范要求。
桩基遇到溶洞处理及应急预案一、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。
———————————————————————作者简介:余文浩(1989-),男,广东兴宁人,广州建筑股份有限公司,项目总工,工程师,研究方向为建筑施工。
0引言广州位于珠三角平原区,地层情况复杂多变,存在软土、松散砂土、岩溶、破碎带和深厚风化深槽等复杂地质,给桩基工程施工带来许多难题[1],且容易产生灾害性的环境岩土工程问题[2],如边坡失稳、突涌、地面塌陷和不均匀沉降等[3]。
工程中常规采用的溶洞处理方法有注浆法、回填筑壁法、钢护筒跟进法以及全回转全套管法。
其中注浆法,利用高压喷射的方法将浆液注入岩石和土层中,加固土体,现主要用于填充各种类型及埋深的溶洞;回填筑壁法,通过回填片石和粘性土的方法,改善溶洞漏浆现象,提高溶洞的填充率,在小型溶洞中应用最为广泛;钢护筒跟进法,在溶洞处理过程中利用埋设护筒避免孔壁塌孔的方法,在大型溶洞的处理中应用广泛;全回转全套管法,在埋设护筒的同时,转动护筒切削土体,保证桩基的施工质量[4]。
上述处理方法施工原理及施工技术不尽相同,均是在进行桩基施工的同时进行溶洞处理,但桩在一次成型浇筑混凝土过程中,会将未处理的溶洞区域填充,导致桩基出现超灌现象;若是遇到无法一次成型时,采取抛填片石或碎石,桩成孔孔径也会相应扩大,同样导致桩基出现超灌现象,影响工期及施工成本[5]。
尤其溶洞发育率高的地区,一次成桩的桩基完整性与承载力均难以满足设计要求。
为此本文提出两阶段桩基溶洞处理方法,第一阶段,依据勘察报告对桩基范围内直径大于5m 的溶洞进行注浆预处理;第二阶段,在桩基施工中,采用抛填毛石、片石等边施工、边处理的方式进行溶洞处理。
采用两阶段处理,可以在一定程度上避免桩基出现超灌现象,降低桩基施工成本,节约工期。
本文依托广州白云机场三期扩建工程某安置房项目,全面分析场地溶洞分布情况及对桩基施工影响程度,在此基础上开展复杂岩溶地区桩基溶洞处理技术研究,系统阐述溶土洞与桩基处理技术与流程要点,提出高效的质量保证措施,为其他类似项目提供设计与施工参考。
关于岩溶发育地区钻孔桩基础溶洞处理技术方案应用在岩溶发育地区中,钻孔桩基础溶洞处理技术是路基基础施工中难点也是重要部分。
本文结合工程实例,对岩溶发育地区某桥梁钻孔桩基础溶洞处理方案中采用的超前鉆进施工、注浆施工进行了探讨,并提出了工程量确定包含的方面,以确保以确保桥梁钻孔灌注桩溶洞处理方法的有效实施,保证施工质量。
标签:溶洞处理技术;桩基;超前钻进;注浆1.工程概况某引桥桥墩采用端承型桩基础,该施工段钻孔桩直径均为1.5m,S32~S37#墩共6个桥墩处于岩溶发育地带,需实施逐桩钻探勘察。
场区基岩以三叠系大冶组(DT)白云质灰岩及白垩~第三系东湖群(DNK-E)陆相碎屑岩为主。
由于断裂构造影响,岩面高程变化极大。
岩溶随沿层面、节理裂隙面等构造面发展,并溶蚀裂面岩石,形成各种溶孔、溶隙等,在节理裂隙的网状密集切割段,构成网状连通体,进一步形成大的溶洞或溶槽。
岩溶的发育受自然地理、地质多种因素影响,随机性强,无明显的规律可循。
场区溶洞多半~全充填,部分未充填,充填物为不同状态的黏性土、岩块。
2.钻孔桩溶洞处理施工技术2.1超前钻进施工根据地勘报告,逐桩钻进,要求钻进深度满足设计要求。
对于S32#地勘报告未发现溶洞的桩基,先钻进施工一个直径110mm的孔,钻进孔位距离桩中心距离550mm~600mm,若仍未发现溶洞,则不进行后续钻进,该桩基可直接采用旋挖钻钻进施工,若发现溶洞,则与地勘报告上发现溶洞的桩基一样,按照要求钻进3个直径110mm的孔。
而S33~37#桩基均按照有溶洞的桩基要求施工3个孔位,3个孔位均匀分布在距桩中心550mm~600mm的位置。
(1)先导孔钻进施工:钻孔前,根据设计坐标,现场放样桩中心位置,根据桩中心位置及方案要求(距桩中心550mm~600mm),由技术员明确钻孔位置,并对孔位编号。
钻机就位后,用吊坠、水平尺等工具调整钻机角度,使得钻机呈水平,钻杆竖直后,方可进行钻进施工。
浅析岩溶区钻孔桩溶洞处理技术作者:庞嘉鹏刘元魁徐亮来源:《科技探索》2013年第06期摘要:本文根据岩溶地质的工程特点,介绍了钻孔桩溶洞处理的工艺原理,针对不同孔径大小的溶洞采用不同的处理方法等,为该地质病害的处理提供了施工经验。
关键词:钻孔桩溶洞处理技术中图分类号:U4 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2013)06-0500-010 引言岩溶是石灰岩、白云岩、石膏等可溶性岩层因常年受水流的侵蚀作用而逐渐溶蚀形成的溶槽、溶沟或溶洞。
在岩溶地区进行基施工时,常会发生漏浆、偏锤、卡锤、塌孔、沉陷、等现象,严重的会造成护筒、机械设备陷入坑中,甚至造成伤亡事故。
随着我国基础建设的不断加大,高速公路不可避免地要穿越岩溶地区。
因此,分析和总结岩溶区溶洞的处理方法,有助于我们更好地掌握岩溶区的施工规律、降低工程成本、合理利用资源。
1 岩溶地质的工程特点(1)岩溶溶洞或岩溶发育带多处于基岩顶部与第四系残积层交界面附近,以基岩为持力层的桩基,其桩尖下可能存在勘探时未被发现的溶洞,若洞顶厚度不大,会对工程造成潜在的危险。
(2)我国的可溶性岩石主要是石灰岩和白云岩,强度较高,成孔难度大。
(3)岩溶地区的基岩起伏大,洼地、溶槽及溶沟分布广。
(4)岩溶地下水丰富地区,钻孔时涌水量大,给桩基施工和混凝土浇筑都带来一定难度。
(5)岩溶现象在土层中表现为土洞,它具有埋藏浅、分布密、发育快和顶板强度低等特点,极易造成孔壁坍塌乃至坍孔桩基事故。
2 溶洞处理方法2.1黏土、片石填充法黏土和片石填充适用于高度 6m 以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理,该方便、快捷,节省费用。
当钻孔至溶洞层时,一般护筒内泥浆会全部或部分流失,严重时会造成塌孔,这时可采用片石加粘土(按1:1体积比)回填,直至回填至溶洞顶部 1~2m。
采用回填片石、粘土处理溶洞时,钢护筒须穿透砂砾等透水层、坐在不透水层上,尤其是多层溶洞,以防止出现溶洞后孔内水头急剧下降而造成坍孔。
钻孔桩和钻孔遇到溶洞的处理方法钻孔桩和钻孔遇到溶洞的处理方法大不一样,混在一起是不易说得明白的,所以先说钻孔遇溶洞的处理措施。
一、首先分析一下孔壁是否稳定,会不会出现卡钻、埋钻情况。
如果肯定不会,就进一步看看冲洗液漏失情况。
如果冲洗液漏失不严重,可以采用降压钻进方法,在溶洞的底部慢慢磨出一个小孔,当小孔的深度达到0.5m 左右时,就可以恢复正常钻进。
二、如果孔壁稳定、冲洗液漏失严重,可采用投粘土或粘土球的方法堵水。
当孔深大于15m 时,粘土或粘土球是不容易到底的,可以用钻具往下压送。
三、如果孔壁虽不稳定,但溶洞高度不大、不会出现严重坍塌时,也可用投粘土或粘土球方法进行护壁。
四、如果孔壁很不稳定、溶洞高度大,可能出现严重坍塌和甚至报废时,先研究一下溶洞的深度位置。
如果深度不大,例如在孔深15m 处,就可采用套管护壁,变径钻进的方法。
原来是110 孔径,可下108 套管,再改用89 钻具钻进。
在这里补充一句:有经验的管理人员在复杂地区施工时,为了预防孔内事故,往往在确定开孔口径就留了一级、甚至两级的余地。
五、如果孔壁不稳定且溶洞深度较大,如用套管护壁,变径钻进方法。
可能会因无法回收套管造成成本过高时,可以采用水泥浆固结后,重新钻进的方法。
为了节约时间,固孔水泥浆可以添加速凝剂,一时没有速凝剂时,可以用食盐。
桥梁桩基础施工中,遇到溶洞的情况并不少见,作为地下隐蔽工程, 给施工带来很大困难, 如处理方法不当, 往往会造成掉钻、卡锤、埋锤、梅花孔、漏浆、塌孔等事故发生, 甚至威胁桥梁运营安全。
因而充分了解桥区桩位所遇溶洞的发育规律、基本形态、规模大小、溶穴顶板岩层厚度、完整性、洞内充填物形状等, 采取稳妥的措施,保证施工的顺利进行, 十分重要。
京珠高速公路粤境南段大镇至广州太和段全长122. 34km , 路基宽3315m , 许多桥梁均通过岩溶区。
其中第19 标段处于南岭中南段, 地质构造上属于华南褶皱带的一部分,区域地质构造轮廓主要有NE 向及EW 向构造带。
岩溶地区桥梁桩基钻孔施工方案一、工程概况二、岩溶桩基钻孔施工重要问题:1、由于岩溶裂隙发育,溶腔层数较多,腔体大,连通性好,且上伏微膨胀黏土,当钻孔进尺至岩溶裂隙或溶腔处时,孔内泥浆立即顺岩溶裂隙或连通性好旳溶腔流走,导致上部黏土层孔壁坍塌,严重者导致埋钻。
2、弱风化石灰岩岩质坚硬且出露面凹凸不平,不仅进尺缓慢,同步极易导致卡钻、钻头打裂等现象。
3、由于岩溶发育程度不一样,形成灰岩岩面呈斜坡状、钻孔进尺至斜坡面时极易导致偏孔。
三、岩溶区桩基钻孔施工措施:通过设计地质展示图及现场施工状况确定岩溶发育程度,从而采用不一样旳处理措施。
a、对于岩溶裂隙极小旳溶洞,一般采用回填黏土、片石旳措施;b、对于2~6m一般溶洞,一般采用填片石、回填混凝土旳措施;c、对于不小于6m旳大溶洞,一般采用填片石,回填混凝土,钢护筒跟进旳措施。
1、漏浆处理措施:①回填片石、粘土片石旳粒径以10~30mm为宜,回填厚度以1m~2m一层,采用小冲程将片石夹粘土冲进、冲实溶腔或裂隙,如此反复直至通过漏浆段。
同步在钻进时保持适中旳孔内泥浆比重,采用掏渣筒掏渣钻进,保证孔底一定量旳钻渣,以堵塞岩溶裂隙,必要时将袋装水泥整袋投入孔底,与钻渣混合起到堵漏旳效果。
②采用目前国内较为先进旳化学注浆法堵漏此法是通过对漏浆处旳裂隙或溶洞进行化学注浆,注浆浆体具有速凝、早强、流动性差旳特性,可以很快旳凝结成帷幕,像墙体同样堵住裂隙和溶洞,从而到达止漏旳效果。
注浆钻孔可沿承台每隔3~4m成环布置,以使注浆到达帷幕效果。
详细施工工艺如下:施工工艺:①采用φ100地质钻孔机在承台周围钻孔,间距3~4m,深度与最长桩基长度相似;②周围钻孔进行化学注浆;③在承台桩位处钻孔,钻孔直径100mm,长度同桩长,在孔内注水泥浆,必要时加砂。
2、溶洞内卡钻处理措施:①慢提法钻头卡在溶洞内任何部位时应将钻机主绳按:徐放--收紧,反复进行使钻头旋转从原位提出。
②冲击法将钻机主绳放松3~5m,再用钻机副绳吊一小钻头向下冲击卡住旳钻头,使之松动。
岩溶发育地区钻孔灌注桩施工技术研究1. 引言1.1 研究背景岩溶地区是指地下水溶蚀作用形成的地表或地下裸露的岩石地貌,具有洞穴、地下河道等特征。
由于岩溶地区地质特点复杂,岩溶发育地区常常伴随着地形起伏大、地下水位变化快、溶洞等问题,给地下工程施工带来了较大的挑战。
开展岩溶发育地区钻孔灌注桩施工技术研究,探讨其难点和解决方法,不仅有利于提升地下工程施工质量,同时也具有重要的理论和实践意义。
本文旨在从实际施工出发,系统分析岩溶地区钻孔灌注桩施工技术,为岩溶地区地下工程的顺利建设提供参考。
1.2 研究意义研究岩溶地区钻孔灌注桩施工技术可以提高工程施工质量和效率,减少地质灾害的发生和工程事故的频率。
通过深入了解岩溶地区的独特地质特征以及钻孔灌注桩的施工技术,可以有效地解决岩溶地区地质灾害频发、地表塌陷等问题,保障工程的安全。
深入研究岩溶发育地区钻孔灌注桩施工技术的意义重大,有助于提升工程施工质量、保障工程安全,同时也有利于环境保护和可持续发展。
2. 正文2.1 岩溶发育地区的特点岩溶发育地区是地球表面上一种特殊的地貌类型,主要由溶蚀作用形成的地下溶洞、地表坑洞和地下河流等地质构造组成。
岩溶地貌在地质构造上呈现出高显度、高含水量、高缝溶和丰富地下洞穴等特点。
岩溶地区的地质构造独特,地下溶洞的分布十分密集。
这种地质构造不仅使得地下水位较高,岩石层之间的联系也十分复杂。
由于溶洞系统中存在大量地下水流,这样的地质特点给施工工程带来了许多困难。
岩溶地区地下的岩层有时候十分坚硬,有时候又是松散的疏松岩层。
这种地质构造的变化不仅给施工带来了技术挑战,也增加了施工的不稳定性和危险性。
岩溶发育地区的地质条件较为复杂,给钻孔灌注桩施工带来了许多挑战。
需要采取科学合理的施工技术和方案,才能确保工程的安全和稳定。
2.2 钻孔灌注桩施工技术概述钻孔灌注桩是一种重要的基础工程技术,在岩溶地区的应用十分广泛。
钻孔灌注桩施工技术主要包括以下几个步骤:确定施工孔位并进行钻孔,钻孔的直径和深度需要根据具体工程情况来确定;在钻孔完成后,需要进行清孔和加固,以确保钢筋桩身的稳定性;接着进行注浆灌筑,选择合适的水泥浆料将空心桩灌满,同时要控制好浆料的流动速度和灌注压力;进行振捣和加固,确保灌注桩的密实性和承载能力。
岩溶地区钻(冲)孔灌注桩的溶洞处理技术摘要:岩溶地区钻(冲)孔灌注桩施工过程中经常会出现涌水、漏浆、塌孔、卡钻、掉钻等技术问题,本文中介绍的溶洞处理技术方法,对同类技术问题的处理提供了一定的参考。
关键词:钻(冲)孔灌注桩溶洞处理抛填片石钢护筒1 工程概况广乐高速公路起于乐昌小塘镇,终于广州花都的花东镇,走向大致与京港澳高速公路平行,全长约260km。
乐昌至广州高速公路樟市至花东段T22合同段位于英德市英城街道办小溪附近(K176+500)与T21合同段相接,止于(K185+100)与T23合同段相接,路线全长6136.717m(以右线计)。
本合同段包含桥梁5座,桩基均采用冲孔灌注桩,桩径有φ1200mm、φ1500mm、φ1800mm 三种,桩长约为10m~73m,单桩竖向极限承载抗压强度为40MPa,桩端持力层为微风化石灰岩,为保证入岩深度不小于1D及桩端持力层厚度不小于3D(桩径)为完整基岩,部分桩基桩端必须穿越溶洞,全面嵌岩。
根据超前逐桩地质钻探图纸统计,全线275根桩基,揭露溶洞发育的有45根,见洞率达16%,其中部分桩基钻孔揭露2层或多层溶洞,单个溶洞高达约15.7m,串珠状溶洞多大5层,溶洞多呈无填充,部分呈半填充或全填充,充填物为软塑、流塑状粘土及少量砂、碎石、卵石等。
2 施工特点及难点当溶洞内有充填物,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,也不管溶洞竖向数量多少,都可以不考虑溶洞的存在,而按照正常的地质情况施工。
3.2.2 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,使其形成泥石护壁。
3.2.3 钢护筒跟进法。
遇到溶洞较大,洞内无充填物或流塑充填物而采用的方法,该方法就是将钢护筒跟进至溶洞底部,保证桩基施工质量。
(1)冲锤、外护筒的选择。
遇到需要采用钢护筒跟进法施工的桩基,桩基开始冲孔前,先加大冲锤直径,外护筒按照桩径加大40cm制作,以便于内护筒下放。
岩溶地质条件下的钻孔桩施工技术一、开孔顺序的三项基本原则岩溶地段,溶洞发育,沟槽众多,纵横交错,大小不一,断面奇异。
不但一墩之内孔间相连,且墩与墩之间相通亦是司空见惯。
犹如人们描述桂林山水那样“无山不洞,无洞不奇,洞洞皆通”。
七星岩内,宝藏繁多,形状各异;卢笛岩最大,可容纳一万余人,柳州的都乐岩洞内还有通天竖洞。
故大小溶洞内的形状,皆可与其伦比。
虽极具观赏价值,但在这等地段进行钻孔桩施工作业,欲想顺利或比较顺利地完成时,却要颇费一番心思。
因此,需在对开墩、开孔顺序上要十分考究,万不可照在常规地层上那样按部就班,冒然开孔,以免后患无穷,难以收拾.一般可按以下三个原则进行周密安排:1、由深到浅;2、由多到少;3、由大到小。
以此有利于及时封闭溶洞,隔断通道,留住泥浆,护牢孔壁,及时浮渣,进尺顺利.这便需要在详细分析地质资料的基础上,认真地运筹帷幄,多方比较,慎重选择,做出最后的决定后,方可付诸实施。
二、对主要机具设备和材料的技术要求及工艺要点1、冲击钻头的构造在岩溶地段进行钻孔桩成孔时,大都使用冲击钻施工.在冲击钻成孔过程中,尽管时常发生这样或那样的故障,但最大的故障应属打烂钻头。
因此,钻头的设计合理与否是成败的关键。
所以应该根据地层的状况,岩石的强度和孔径,正确取用各个参数对钻头进行精心的设计.其冲击钻钻头的构造,由中柱、翼板、刃脚、刃爪及吊点等五大部分组成,其次还有导向、刃锥、打捞绳孔、钨金套护窗或转向器等部分。
(见图1)以上部分重量的代数和,组成了钻头的重量。
重量大时,进尺效果要好,但过重会无味地加大卷扬机的起重吨位。
故应根据孔径及岩层的强度合理计算而得。
公式为:G=K1(π×D2/4)σ式中:G——钻头重量D——钻孔桩设计孔径σ—-岩层中的最高强度K1——系数⑴中柱位于钻头的中心,与翼板连为一体。
吊点设在其顶部,底端为刃锥,断面形状有圆形、方形、五边形及六边形,尺寸由钻头的重量和翼板的分配厚度而定。
浅析岩溶区钻孔桩溶洞处理技术
摘要:本文根据岩溶地质的工程特点,介绍了钻孔桩溶洞处理的工艺原理,针对不同孔径大小的溶洞采用不同的处理方法等,为该地质病害的处理提供了施工经验。
关键词:钻孔桩溶洞处理技术
中图分类号:u4 文献标识码:a 文章编号:1007-0745(2013)06-0500-01
0 引言
岩溶是石灰岩、白云岩、石膏等可溶性岩层因常年受水流的侵蚀作用而逐渐溶蚀形成的溶槽、溶沟或溶洞。
在岩溶地区进行基施工时,常会发生漏浆、偏锤、卡锤、塌孔、沉陷、等现象,严重的会造成护筒、机械设备陷入坑中,甚至造成伤亡事故。
随着我国基础建设的不断加大,高速公路不可避免地要穿越岩溶地区。
因此,分析和总结岩溶区溶洞的处理方法,有助于我们更好地掌握岩溶区的施工规律、降低工程成本、合理利用资源。
1 岩溶地质的工程特点
(1)岩溶溶洞或岩溶发育带多处于基岩顶部与第四系残积层交界面附近,以基岩为持力层的桩基,其桩尖下可能存在勘探时未被发现的溶洞,若洞顶厚度不大,会对工程造成潜在的危险。
(2)我国的可溶性岩石主要是石灰岩和白云岩,强度较高,成孔难度大。
(3)岩溶地区的基岩起伏大,洼地、溶槽及溶沟分布广。
(4)岩溶地下水丰富地区,钻孔时涌水量大,给桩基施工和混凝土浇筑都带来一定难度。
(5)岩溶现象在土层中表现为土洞,它具有埋藏浅、分布密、发育快和顶板强度低等特点,极易造成孔壁坍塌乃至坍孔桩基事故。
2 溶洞处理方法
2.1黏土、片石填充法
黏土和片石填充适用于高度 6m 以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理,该方便、快捷,节省费用。
当钻孔至溶洞层时,一般护筒内泥浆会全部或部分流失,严重时会造成塌孔,这时可采用片石加粘土(按1:1体积比)回填,直至回填至溶洞顶部 1~2m。
采用回填片石、粘土处理溶洞时,钢护筒须穿透砂砾等透水层、坐在不透水层上,尤其是多层溶洞,以防止出现溶洞后孔内水头急剧下降而造成坍孔。
2.2 钢护筒跟进方法
对于洞高较大(洞高大于10 m)且填充物为流塑状的溶洞,采取的另一种方法就是长护筒钢护筒跟进。
当钻孔进入充填物为软流塑状高大溶洞时,由于充填物为流塑状,钻头冲进后提起,会发生填充物回流现象。
因此可采取回填卵石、块石、粘土混合物后用长护筒跟进的方法。
钢护筒采用 1 cm~ 1. 5 cm 厚钢板弯制的圆筒,直径应略大于设计桩径。
为保证钢护筒刚度,防止受压变形,钢护筒采用 8 mm~ 10 mm 的钢板卷制。
钢护筒跟进方法能将桩孔与
溶洞隔开,有效地避免软流塑状填充物回流现象,加快了钻孔速度。
但桩孔四周泥浆侧压力不均匀时,易造成护筒倾斜;且溶洞内有突出的岩块时,护筒跟进困难,容易造成孔内局部偏斜,影响成桩质量。
2.3贫混凝土回填法
对于较大的溶洞,尤其是半填充或无填充溶洞,当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,可采用灌低标号混凝土的方法处理。
施工准备和开孔方法与填粘土块和片石方法相同,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。
2.4 注浆法
当溶洞封闭且较小时,采用注浆处理岩溶底层,加固地基。
若溶洞内无填充物或少量填充物时,先填充碎石或干砂后再注浆;若填充物呈松散或软塑状时可直接注浆。
采用间歇注浆,压力控制在0.5—1.0mpa,渗透直径不小于3m。
为防止浆液的流失,应及时向孔内投放黏土、水泥和片石,以加大泥浆密度。
采用优质泥浆或在泥浆中掺入适量的水泥、烧碱和锯末,可以提高泥浆胶体率和悬浮能力。
2.5 压注双液浆法
压注双液浆法一般适用于10m 以下半填充或全填充溶洞的处理。
溶洞内注双液浆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,以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施工工序的顺利完成。
采用少量多次、反复压浆的方式。
2.6灌砂压浆法
灌砂压浆一般适用于6~10m 无填充溶洞的处理。
先以灌砂的方式对注浆孔周围的溶洞空间进行充填,使砂体在孔内周围形成锥形堆积体,然后采用压浆将洞内砂砾板结、凝固成坚实的混和体,以防止钻孔过程中出现漏浆、塌孔等现象。
灌砂压浆孔和注双液浆钻孔施工方法相同。
灌砂采用干燥、洁净的中粗砂,并进行清筛,防止杂物堵管。
压浆后采用清水冲洗注浆管,防止水泥浆粘附在管壁上,影响下一次灌砂、注浆。
注入水泥浆初凝后,进行下一次灌砂、压浆,反复进行,直至灌满,使溶洞内充满砂浆。
3 施工操作要点
3.1 施工准备
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。
平整场地,清除杂物,保证孔口周围地面密实,必要时换填软土,碾压夯实。
桩孔附近要备足回填材料和挖掘机、铲车、水泵等机械。
3.2 埋设护筒
在桩基定位并经复核无误后方可进行护筒埋设,护筒中心的位置要准确,倾斜度小于1%,长度根据不同的地质而定,护筒底部50 cm 采用黏土、水泥、碎石混合物换填并夯实,顶面需高于地
面0.5m~1.0m,以便提高孔内水头压力。
护筒长度不短于3m~4m,护筒四周分层填筑夯实黏土。
对地质较差的情况,开孔时可加些泥块和片石,冲击加固护筒刃角。
3.3 钻孔
钻孔时泥浆要稍稠,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。
接近岩溶时主绳放长量控制为1~2cm,防止击穿溶洞顶板时造成掉钻、卡钻现象发生。
钻穿溶洞顶板时一旦漏浆,要及时投放粘土块、片石并补水补浆,保持孔内水位高度。
漏水严重时,可填充稻草和水泥等混合物,每次填满后补浆补水,再重新冲击钻进,挤压填充物填充溶洞或堵塞溶洞,最终至不漏浆为止。
通过溶洞层后,继续钻孔,直至设计深度3.4 清孔
采用换浆法清孔,利用泥浆泵向孔底压注泥浆,让钻渣上浮并随泥浆流入泥浆池沉淀。
为了加速清孔,施工人员可用滤网捞出钻渣。
同时邀请监理、设计人员对孔深、孔径、孔的倾斜及孔位偏差进行实测检查。
当各项指标符合规范要求后,即可停止清孔,吊装钢筋笼。
钢筋笼下完后在灌注混凝土前要进行二次清孔,主要防止沉淀,降低砂率,并向孔内注入稀浆循环流动降低泥浆比重至1.1 左右。
3.5 灌注混凝土
灌注混凝土前,为减少孔底沉渣,采用滤砂器二次清孔。
4 结语
岩溶地区的施工应坚持预防为主、安全经济、保障到位的原则,全面了解溶洞的分布和填充情况,针对性地制定相应的施工方案和措施,可有效保证桩的质量,加快施工进度。
参考文献:
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