浅析岩溶区钻孔桩溶洞处理技术
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岩溶区钻孔灌注桩溶洞处理方案摘要:岩溶区的地质条件较为复杂,多存在溶洞、裂隙与溶沟等异常发育情况,对钻孔灌注桩施工产生的影响较为突出,是工程建设与施工中所研究和关注的重点。
本文将结合工程实例,对岩溶区钻孔灌注桩施工中的溶洞处理方案及其具体实施等有关内容进行研究。
关键词:岩溶区钻孔灌注桩施工溶洞处理方案岩溶区施工也是工程施工中较为常见的情况,由于岩溶区的地质情况较为复杂,多存在溶洞、裂隙以及溶沟等地质条件异常发育情况,导致其施工开展的难度较大。
其中,岩溶区钻孔灌注桩施工中,对溶洞的处理直接影响着钻孔灌注桩施工的顺利开展及其质量效果,一旦对溶洞的处理不合理,极容易导致钻孔灌注桩成桩质量缺陷以及桩位偏移、桩基失效或者是钻孔施工中出现孔内垮塌、漏浆等问题,需要引起关注和重视。
下文将结合工程实例,对岩溶区钻孔灌注桩施工中的溶洞处理方法及其具体实施等有关内容进行研究。
1、工程概况简述1.1 工程概况紫光恒越自主可控实验室及数字化产品研发生产基地项目位于浙江省杭州市萧山区湘滨路与延庆路交叉口西南侧,由浙江恒泰建筑设计院有限公司设计,拟建工程总用地面积38238.00m2,总建筑面积10107.80m2,其中地上建筑面积83278.94m2,地下建筑面积17792.86m2,由1幢4F厂房栋、1幢11F配套用房A、1幢11F配套用房B、1幢1F甲类仓库、4幢1F警卫室组成。
拟建配套用房A及配套用房B拟采用以⑧层中风化灰岩为持力层的钻孔灌注桩注桩基础,根据详勘阶段钻探揭露情况,场地底部中等风化灰岩中有溶洞分布,存在岩溶不良地质作用,见洞率为46.6%,溶洞发育程度为极强。
1.2 地质条件分析根据对上述工程地区的地质条件勘察结果显示,其基础施工地区的地质地层从上到下依次为杂填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、含碎石粉质粘土、粉质粘土、含砂粉质粘土、含砾粉质粘土、粉质粘土、中风化灰岩。
其中,淤泥质粉质粘土层厚度在0.70-8.80m之间,层顶埋深1.40-5.60m之间;含砾粉质粘土层顶埋深5.00-31.40m,局部砾石含量较高,含量约25%,局部位置可遇滚石,直径约为30-100cm。
岩溶地区桩基施工中的溶洞地基处理分析岩溶地区是指石灰岩、石膏岩、白云岩、大理石等溶蚀岩石层发育、地表岩溶地貌发达的地区。
岩溶地区具有地形复杂、土壤质量差、地基条件复杂等特点,对于岩溶地区地基处理的要求也比较高。
而在岩溶地区进行桩基施工时,遇到的一大难题就是如何处理溶洞地基。
岩溶地区溶洞地基的处理方法有很多种,下面简单介绍几种常用的方法。
一、填充法填充法是比较常用的溶洞地基处理方法之一,其主要原理是通过向溶洞内部灌注一定量的水泥浆、沙浆等材料,填充洞穴,形成均匀的坚硬基础。
该方法成本较低,适用于小范围的洞穴。
但采用填充法处理溶洞地基存在一定的风险,例如填充材料的流散、清空过程中的中空或滑动等现象。
二、点接触法在点接触法中,通过埋设锚杆或钢筋等锚固设施,将桩基固定在地基中,从而在桩基和溶洞之间形成点接触。
点接触法对地基的要求较高,但其处理效果较好,不会对基础产生不良影响,且适用范围较广。
三、拡散埋深法拡散埋深法是一种先进的处理溶洞地基的方法。
其主要原理是通过钻孔等方式,在溶洞周围形成深度达到数米乃至十数米的拓展埋深,然后再将桩基嵌入到岩层深处,从而避免了溶洞对基础产生影响。
这种方法很好地解决了溶洞地基处理中面临的困难,但由于成本较高,需要考虑实际施工情况和地质条件。
四、悬挂法悬挂法是通过建造悬挂结构,将建筑物的荷载转移到悬挂结构上,从而避免了建筑物直接受力于溶洞地基的状况。
这种方法对地基的要求不高,且能有效地降低溶洞地基的强度要求,但需要考虑锚固点稳定性和钢链等结构材料的腐蚀问题。
总之,填充法、点接触法、拡散埋深法和悬挂法都是处理岩溶地区溶洞地基的有效方法。
选择何种方法,应根据施工过程中的实际条件和地质情况综合考虑,确保基础结构的安全稳定。
岩溶地区桥梁桩基施工中的溶洞处理技术探索摘要:岩溶区桥梁桩基施工时,如对溶洞处理不当,轻则产生经济损失,重则产生质量事故。
因此,桥梁施工人员必须对溶洞处理提起重视,当作重点来抓,本文通过实例,阐述了溶洞桩基处理过程。
关键词:岩溶地区;桥梁桩基;溶洞一、溶洞对桩基施工产生的影响经现场实际案例分析,溶洞对于桩基的影响主要体现于以下几个方面:(1)会产生塌孔。
当钻进至溶洞顶板或钻穿顶板后,孔内泥浆液面下降,孔内外出现压力差,导致泥浆护壁破裂出现塌孔[1]。
(2)会产生钻孔偏斜。
一般来说,溶洞成型于地质演变,会导致地质分化程度不同,因此岩层软硬程度也各不相同。
由于溶洞两侧岩体软硬程度不同,将导致钻头向软岩部分倾斜,最终造成钻孔倾斜。
(3)会发生卡钻。
在钻进过程中,由于溶洞顶层厚薄不均,往往无法一次钻透溶洞顶层。
在此过程中如果冲程的选择不合理,就会产生卡钻现象,导致钻头无法提起,进而发生危险。
(4)在施工的过程中,溶洞地质条件还会导致桩基失效,如果施工过程中没有进行良好的技术填充,将会导致溶洞地基密度不到位,进而发生桩基沉降[2]。
二溶洞处理方案实施主要问题分析1.施工特点韶关山区某高速大桥桩基合计64根,其中嵌岩桩50根,摩擦桩14根,桩长不一,每根桩对应的溶洞大小深度不一,嵌岩桩与摩擦桩也导致溶洞处理方式略有不同。
2.具体应用的溶洞处理技术现根据现场处理经验,将岩溶桩基的处理的方式及结果进行汇总,以期对我国岩溶地区桩基施工,提供参考。
根据溶洞高度及标高,不同溶洞具体处理措施如下:(1)单个溶洞高度≤4.0m1.溶洞为空洞、半充填、流塑状物质全冲填时,处理方式:采用粘土加片石进行全填塞钻孔;2.溶洞为软塑、可塑状物质全冲填时,处理方式:粘土加片石进行半填塞钻孔;3.溶洞为硬塑状全充填时,冲进过程中不会出现漏浆现象,孔壁稳定,可不进行处理;4.当一根桩基有连续的几个溶洞,全充填,且各溶洞高度均≤4.0m,采用粘土及片石全填塞和半填塞的方式可有效处理串珠状溶洞,分钻深来处理溶洞,每钻进一个,处理一个,直至处理完全方可继续钻进;e.当一根桩基有连续的几个溶洞,半充填,总高度>4m,各洞间岩层≤3.0m 时,如钻进至溶洞位置,孔内泥浆下降至一定高度稳定后,证明此溶洞为无联通通道,则采用钢护筒一次性穿过;如孔内泥浆下降至孔底直至孔内无泥浆时,证明此溶洞存在联通通道,须及时将钻孔采用粘土及片石进行全充填,充填完毕后,在钻孔周围进行注浆处理,浆液采用水玻璃+水泥浆1:1,处理范围以钻孔为中心,半径5m的圆,处理完毕后,待浆液凝固开始进行复钻,如仍存在漏浆现象,则须重复进行注浆,直至钻进时孔内泥浆稳定后;当溶洞顶板厚度小于等于1m时,由于厚度较薄,同时又是串珠状溶洞,钻孔前须采用以上注浆措施,将串珠溶洞完全注满后方可开钻。
浅谈钻孔桩在岩溶地区的一些施工技术摘要本文针对岩溶地区桥梁钻孔桩施工中因地质因素所带来的施工难点进行了分析,并结合**特大桥的施工情况,简要介绍了一些对钻孔桩施工所出现问题的处理措施。
关键词桩基施工难点处理措施1.工程概况***大桥位于云贵高原及边缘过渡地带,属云贵高原剥蚀-溶蚀低中山、低山丘陵和高原盆地地貌,主要的不良地质为岩溶,特殊岩土为松软土及红粘土。
岩层中网状裂隙较发育,多呈微张开状,充填粘土和方解石,根据小钻孔探测资料,本桥溶洞较多,靠近5#墩侧,部分岩层呈现斜坡,施工地质不明了,施工难度大。
本桥设计基础全部为钻孔灌注桩,施工工艺为冲击钻成孔。
2.施工难点,岩溶地区地质形态异常复杂,前期地质勘探根本无法完全搞清楚地质情况,从施工经验得知,岩溶地区施工时主要会出现以下几个问题2.1成孔事故多由于本桥处于云贵高原及边缘过渡地带,岩溶比较发育,在施工过程中,经常会出现大型溶洞、孤石、多层溶洞、斜岩等复杂地质情况,极易造成桩基偏孔、卡锤等事故出现。
2.2 成孔易坍塌本桥由于岩溶地质因素影响,裂隙发育较深,容易发生漏浆事故;其次根据本地气象部门统计,本地属于雷雨密集区,经常会由于雷雨天气造成停电,孔内泥浆从溶液状态变成水泥分离状态时,由于泥浆的护壁作用降低,也容易发生漏浆现象,加之孔口附近的地层多为红粘土及角砾土,容易引起塌孔,本桥施工中曾经多次出现过钻孔孔口附近坍塌事故, 2.3 成孔过程中溶洞漏水、漏浆由于岩溶地质比较复杂,溶洞的大小、走向、充填物等地质情况并不十分清楚,施工过程中难免出现意外情况,比如在钻孔中突然出现漏浆、漏水,造成钻孔出现挤压缩孔、涌砂等现象。
2.4清孔困难由于岩溶的影响,桩基一般为深孔桩,成孔后怎样清孔既能使泥浆符合要求又不出现其他事故,是比较难以掌握的。
泥浆比重较小时,又容易出现缩孔、漏浆事故,泥浆比重较大,容易造成含沙量较多,不能满足施工要求。
3处理措施3.1溶洞处理3.1.1回填片石和黄泥当遇到一般溶洞或漏浆现象时,可以选择采用回填黄土片石,两者按一定比例混合后,投入孔内,填充溶洞,使土石高于溶洞顶,然后改用小冲程冲击回填,有时为了增加泥浆护壁作用,可以在孔内投放一些水泥或木屑碎石。
岩溶地区钻(冲)孔灌注桩的溶洞处理技术岩溶地区是指由石灰岩、石膏岩、大理石等可溶性岩石所组成的特殊地貌环境,其地貌特点是孔洞发育、地表变化快、水文地质条件好等特点。
岩溶地区开展基础工程施工时,需要面临解决的一项难题就是在地下岩溶洞中施工,否则工程的稳定性和安全性都无法保证。
而钻(冲)孔灌注桩作为常见的基础施工方式,对于如何处理岩溶地区的溶洞,就成为了施工过程中必须关注的问题。
本文将介绍几种常用的岩溶地区钻(冲)孔灌注桩的溶洞处理技术。
溶洞勘探在进行岩溶地区基础工程施工前,必须对地下的洞穴进行勘探,掌握岩溶地区的洞穴分布情况。
掌握洞穴的分布情况,对于钻孔灌注桩的定位有很大的帮助作用。
同时,通过地下洞穴勘探还可以掌握洞穴内部的情况,比如洞穴的大小、深度以及洞壁的情况等。
这些信息对于施工人员安全作业至关重要。
钻孔灌注桩施工过程中,如果遇到洞穴,就需要进行处理。
洞穴封堵技术岩溶地区是优良的地下水集散区域,岩溶洞穴是地下水之流的通道。
为了保证地下水的流动性,如果在施工中遇到较小的洞穴,最好采用洞穴封堵技术。
这种方法可以使用胶泥、水泥等材料,将洞穴封堵。
但是这种方法封堵不彻底,如果在施工过程中遇到大型洞穴,就需要采用其他的方法进行处理。
洞穴开挖加注技术对于较大的洞穴,洞穴封堵技术就无法解决问题了。
这时候需要采用洞穴开挖加注技术。
具体的操作方法是,在钻孔灌注桩定位的同时,在洞穴位置进行洞穴开挖,然后将钢筋网和钢筋筋架架设好,再进行灌注。
这种方法具有加强洞穴固结的效果,并保证了灌注桩的承载力和稳定性。
冲孔加注技术冲孔加注技术是另一种处理岩溶地区洞穴的方法。
这种技术是将注浆管注入到岩溶洞穴里面,通过管道灌注注浆材料,可能涌出的浆液进入洞穴,沉积在洞底,以后可以成为洞穴的地基层。
冲孔加注技术对于小型洞穴,具有较好的处理效果,同时可以保证施工效率。
综上所述,岩溶地区钻(冲)孔灌注桩的溶洞处理技术有多种方法可供选择。
不同的洞穴大小,尺寸等条件都需要根据实际情况选择适当的处理方式,确保施工效果和安全性。
浅谈溶洞区钻孔桩施工问题与处理方法1、引言某特大桥根据设计图纸及补充地质勘探资料,在该桥15号、16号、17号墩桩位处存在溶洞,其中最大溶洞的高宽均约为27米。
本文结合溶洞区钻孔桩施工浅谈施工过程中出现的问题及处理方法。
溶洞区桩基钻孔施工时,因地质情况较为复杂,设计图纸也不可能精确标出溶洞所在位置及大小,可能出现的问题预见性不强,因此,只有在施工过程中发现和记录,对可能出现的问题做到早预防、早发现、快解决。
下面就溶洞区钻孔桩施工所出现的问题及处理方法进行阐述:2、溶洞区冲击钻成孔灌注桩的施工难点岩溶地区地质形态异常复杂,现有地勘手段无法完全摸清。
从实际现场的施工情况来看,岩溶地区成孔有以下几大难关。
2.1成孔过程中漏水、漏浆由于溶洞的大小、分布、走向等地质资料反映不可能十分准确,施工过程中往往出现一些意外情况,在钻进过程中因突然漏水、漏浆导致孔内水头迅速下降,导致护筒挤压变形或塌孔、埋钻,甚至地面大范围沉降等重大安全事故。
2.2成孔事故多。
由于岩溶地区地质构造复杂,在施工过程中可能会遇到大溶洞、多层溶洞等复杂情况,在成孔过程中塌孔、埋钻、卡钻、掉钻、钻孔偏斜、移位、弯孔等事故较为普遍。
2.3孔内涌砂。
当岩面倾斜较大,加之因溶蚀产生溶槽、溶沟或有大块孤石等情况,钢护筒没有完全着岩,在成孔时,由于冲击锤的上下起落引起孔内水位波动,会发生孔壁砂向孔内涌流的情况。
2.4清孔难度大。
当采用冲击钻机冲击成孔工艺,特别是大直径桩成孔后,怎样清孔,使沉渣厚度及泥浆性能同时符台规范要求,是非常关键的环节。
有时换浆达到规范要求时,由于泥浆比重降低,粘度下降,又会重新发生渗漏、塌孔事故。
2.5混凝土灌注难度大。
由于桩超长,混凝土方量大、灌注时间长,所以桩身混凝土质量控制难度很大。
而且通过溶洞段时,还易发生混凝土压力过大引起孔壁坍塌造成混凝土流失或断桩。
所以必须精确计算、精心组织,控制好混凝土坍落度与灌注速度。
3、钻孔中的问题及相应处理措施3.1 钻进中漏浆在桩基钻进过程中,如果孔内泥浆面突然下降,且孔口冒细密水泡,这时可判断钻锤已到达溶洞位置。
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。
岩溶地区钻孔桩处理方案1.岩溶裂隙及小型溶洞的处理改进护筒埋置方法,如加大护筒入土深度;入岩前,准备充足的水源和1~2台水泵,同时准备足够的粘土、片石。
密切注意护筒内泥浆面的变化情况,当泥浆面迅速下降时,证明在漏浆,首先要赶快补水,然后将粘土和片石按大约1:1的比例往下投2~3m,再重新开钻。
当再次漏浆时,仍按上述方法处理,即可逐步解决裂隙漏浆的问题。
2.一般溶洞处理一般溶洞是指洞高一般小于4m,连通性较差的溶洞。
钻孔前在孔口附近贮备大量粘土、片石及一定数量的袋装水泥,钻孔施工过程中,要求配备水泵和充足的水源,保证一旦漏浆,可以立即进行补水补浆。
若溶洞内进尺过快,则在孔底已穿过溶洞底后,再次提升钻头,投入片石、粘土,重新进行冲砸,使块石与粘土在溶洞内挤密形成一道环壁,保证成孔质量。
每遇到一层溶洞,无论是否漏浆,是否为充填溶洞均应向孔中投入一定数量的比例为1:1的片石、粘土,然后用小冲程冲击投下的混合物,使其挤入裂隙、溶洞内,如此反复操作,多次挤入溶洞通道固壁。
在钻进过程中,应适当增加粘土数量,提高泥浆密度。
若溶洞充满后孔内有漏浆现象,可抛填水泥包、粘土包并用小冲程挤压,使水泥与泥浆混合填充在漏浆的缝内,使缝隙饱满,待水泥与泥浆凝结后再恢复冲进。
3.大型溶洞处理⑴回填封堵漏浆遇到较大的溶洞,为了堵住漏浆源, 集中水泵向孔中补水以保持水头,同时立即向孔中抛袋装水泥5~10t,然后向孔中投入3~5m厚粘土、片石混合物,待漏浆停止后重新冲孔,冲孔到漏浆部位的时间宜控制在水泥终凝时间之前,然后停止6~10h。
如此反复操作,直到凝固后的水泥粘土浆把漏浆源堵死为止。
⑵钢护筒跟进法遇到特大型空溶洞或半充填的溶洞时,为防止漏浆造成孔壁坍塌,采用预钻孔,然后埋钢护筒隔离上部松软覆盖层的方法进行处理。
穿越大型空溶洞或半充填的溶洞时,采用护筒跟进法可达到较好的效果。
即先采用较大直径的钻头(通过加焊合金钢加大)冲击至溶洞顶1.0m以后下内护筒至孔底,再换小钻头继续冲砸,直至击穿溶洞,然后回填粘土、片石混合物,采用反复冲击的办法将洞内冲砸密实,再转入正常钻进。
岩溶地区桩基施工溶洞处理技术为了提高桥梁在岩溶地区的稳定性,本文根据工程实例,并从桩基础施工难点及施工措施、溶洞处理措施,以及公路桥梁桩基施工中的溶洞处理技术分析这三个方面对岩溶地区桩基施工溶洞处理技术进行阐述。
标签:岩溶地区;桩基施工;溶洞处理;技术一、前言在岩溶地区施工桥梁之前,进行桩基础的施工是第一项施工环节,由于桩基础将承受上层结构的压力,所以桩基础施工是极其重要的一个环节。
因此,我们需要对桩基础施工中的溶洞处理技术进行分析。
二、工程实例1、工程概况乐昌至广州高速公路乐昌互通武江大桥起,终点桩号分别为AK0+425.2和AK0+820.8,桥跨布置为4×20m现浇连续箱梁+4×20m现浇连续箱梁+(40+70+40)m悬浇连续箱梁+4×20m现浇连续箱梁,桥全长395.6m,其中主桥(40+70+40)m采用变截面预应力混凝土连续箱梁,兩岸引桥采用预应力现浇连续箱梁。
全桥共分为四联,主桥一联,后退岸引桥两联,前进岸引桥一联。
全桥桩基础42根,桩径1.5米4根,桩径1.8米14根,桩径2米24根,其中最长桩56米。
2、地质情况本桥设计为钻孔嵌岩灌注桩,要求桩基嵌入微风化石灰岩。
桥梁经过岩溶特别发育地段,根据提供的钻探资料揭露,桩位地质条件主要为:第四系覆盖土层(Q4al+pl)为卵石土层;下伏基岩为D2d微风化灰岩。
基岩溶洞发育规模较大,洞高较大,且呈多层或串珠状发育,洞内多为半充填或无充填。
溶洞顶板微风化灰岩裂隙、溶蚀、溶槽、溶沟极为发育,且第四系卵石覆盖层与下伏溶洞有较强的连通性,在冲孔施工时易造成孔内严重漏浆,引起卵石覆盖层坍塌,影响桩基冲桩正常施工,甚至影响到桩机的作业安全或区域性塌陷等地质灾害。
为了桩基施工的安全和正常进行,在桩基础冲桩施工前,需对钻探已发现溶洞的桩基础进行处理。
三、桩基础施工难点及施工措施岩溶区地质复杂,多数孔位出现断裂带、土洞、溶洞,岩性在水平和垂直方向的变化较大。
桥梁钻孔灌注桩溶洞处理方法探讨桥梁钻孔灌注桩是大型桥梁建设中常用的一种结构形式,其钻孔作业会在地下岩溶地带施工。
而岩溶地带由于岩层断裂、孔隙、缝隙、漏斗状溶洞等特点,给施工带来了巨大的安全隐患。
因此,设计合理的溶洞处理方法,对保障工程质量和工人安全具有非常重要的意义。
一、岩溶地带施工的危险性由于岩溶地带的特殊岩层形态,施工过程中会遇到许多的困难和危险。
如果设计和实施不得当,就会出现许多问题,如:1. 岩溶地带存在大量的空洞和学洞,如果同时进行施工和充填作业,就有可能导致地质灾害,威胁施工工人的生命安全。
2. 岩溶地带的地质条件非常不稳定,施工钻孔或者充填作业过程中,容易遇到地质灾害,如地面沉降、瓦斯爆炸等。
3. 岩溶地带的水文条件比较复杂,地下水位水文梯度大,加上生态环境的破坏,使得地质环境变得更加不稳定,形成岩溶塌陷地区。
以上这些问题都会影响到建设工程的稳定性和安全性,务必采取有效的处理方法,来保证施工质量和工人安全。
二、溶洞的处理方法对于岩溶地带的钻孔灌注桩施工工程,需要认真对待其地质状况的预处理,进行岩溶灾害风险评估,然后进行有效的调查,确定抗灾处理方案。
1. 预处理根据岩溶地带的地质特点,应进行地质勘察和工程设计,并制定相应的抗灾方案和应急管理方案,从而降低地质灾害的危险程度,保证工程的正常进行。
2. 长丝喷棉法如果钻孔灌注桩施工发现了溶洞或学洞,就可以采用长丝喷棉法进行处理。
这种方法需要先对溶洞进行清理,然后将水泥浆灌注到溶洞中,形成一个钢筋网,然后使用长丝机将短纤维加入到水泥浆中,喷撒到钢筋网外面,形成一个缓冲层,让整个结构变得稳定。
3. 圆管喷涂法圆管喷涂法是一种将圆钢管置入洞穴或孔洞内,然后将混凝土注入管道内,注满洞穴或孔洞的方法。
这种方法作为固定孔洞的方法是非常有效的,特别适合于较大的岩溶孔洞,能够避免岩溶顶板坍塌的危险。
4. 钢网套筒法钢网套筒法是指使用钢筋网套进行孔洞处理,这种方法是目前处理但凡不规则空间较大的洞穴和孔洞比较有效的方法。
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)06-0500-01
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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[2]张贵义.桩基础施工中常见质量问题及对策[J].黑龙江科技信息,2010,(22).
[3]高建成.钻孔桩施工中的问题处理[J].山西建筑,2005,(07).。