在桩基施工中岩溶问题的处理方法
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溶洞地区基础设计及溶洞处理方案摘要:岩溶地区多位于丘陵和山地,地形陡峭、地质条件复杂,岩石类型主要为灰岩和白云岩。
在岩溶地区,溶洞较为常见。
岩溶其实属于可溶性岩层地带出现的特殊形态,存在较多的高度不等、重叠分散、规模较大、复杂程度高的溶洞。
当对桩基础进行施工的时候,对溶洞处理的好坏,对桩基础的施工效果及成桩的质量有着决定性的影响。
本文介绍岩溶地质条件下的桩基施工工艺以及处理溶洞的技术,确保桩基施工的安全顺利进行,并有效减低施工过程中发生事故的可能性,为类似岩溶地质条件下的桩基施工和溶洞处理提供经验参考。
关键词:溶洞地区;基础设计;处理方案引言在岩溶强烈发育的地区,由于地下存在大小不一、形状各异、且分布不均匀的溶洞,溶洞桩基在钻进施工过程中容易出现的问题比较多,给整个工程项目的施工质量和施工安全造成了不同程度的影响。
所以,了解桩基施工过程中可能出现的溶洞的各种情况,根据不同溶洞情况制定相应的处理方法,以确保桩基施工的可靠性。
1岩溶地区溶洞基础的特点岩溶地貌也称为喀斯特地貌,指的是水对可溶性岩石进行化学溶蚀后,通过冲蚀、潜蚀、崩塌等地质变化所形成的独特地貌。
基于此,岩溶地区溶洞基础普遍具有以下几点显著特征:(1)可溶性岩石多为强度较高的石灰岩,因此,进行路桥桩基施工时具有较大的成孔难度。
若成孔作业的冲击力过大,不仅会增大溶层突然击穿的几率,还会使桩体周围的溶洞区域产生负压,导致后续混凝土浇筑施工时,黄泥、片石等填塞物进入混凝土中,发生断桩问题;(2)岩溶底层钻孔施工时,若遇到溶洞或裂隙,则会导致护壁泥浆迅速流失,如果没有及时发现并进行补浆处理,就会因护壁泥浆液面下降而引发埋钻、扩孔、塌孔等施工问题,甚至会使整个孔位遭到破坏,引发极为严重的地面塌陷问题,对施工人员生命安全造成严重威胁;(3)很多岩溶地区的地下水位较高,地下水存量丰富,导致钻孔施工时,容易出现涌水量较大的情况,不利于对孔底沉渣的控制和清理,一定程度上加大了后续桩基施工和混凝土浇筑施工的技术难度和质量控制难度;(4)岩溶地区,基岩纵横起伏波动较大,很多岩石结构存在部分溶蚀的情况,导致基岩半边露头。
岩溶地区的主要工程地质问题及处理措施班级:08土木1班学号:**********姓名:刘*岩溶也称喀斯特(karst),是指以碳酸盐为主的可溶性岩石(石灰岩、白云岩、石膏、岩盐)地区,由于地表径流和地下水流对岩石的溶蚀作用和机械破坏作用,在岩体中形成洞穴,或在岩层的表面形成奇峰异石等独特的地貌景观。
南斯拉夫的喀斯特高原是典型地区,并因此得名"喀斯特"。
1966年5月在中国第二次全国岩溶学术会议上将“喀斯特”以“岩溶”作为中国的通用术语。
凡是以地下水为主,地表水为辅,以化学过程(溶解与沉淀)为主。
机械过程(流水侵蚀和沉积,重力崩塌和堆积)为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。
这种作用所造成的地表形态和地下形态叫岩溶地貌。
岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称岩溶。
岩溶在我国分布非常广泛,典型的分布区有广西桂林、阳朔、柳州以及云南东部、贵州的大部分地区,广西的桂林山水、云南的路南石林皆闻名于世。
这些奇异的景观都发育在碳酸盐岩地区。
整个西南石灰岩地区连成一片,面积共达550000km2;全国石灰岩分布面积约1300000km2,约占全国总面积的13.5%。
就整个岩溶地区来说,地貌的发育与地下水面有密切关系,而地下水面又随当地河流或海平面的变化而变化。
因此,可以认为整个岩溶地区地貌发育的基面是河流或海平面,但就岩溶地区地下岩溶来说,其发展深度是以可溶性岩石底板为下限。
因此,可溶性岩石的底板就是地下岩溶发育的基面。
假定有一个上升的宽平高地,地壳上升以后,长期稳定,且由产状平缓、岩性致密和厚层的石灰岩所构成,则岩溶地貌的发育大致如下:开始发育成石芽、溶沟、漏斗和落水洞。
地表水部分转入地下,循裂隙进行溶蚀。
此时裂隙扩大不多,地面河流仍居优势。
随着裂隙的不断扩大,岩体内形成许多独立的洞穴系统。
在较大的洞穴系统内,地下水面的位置较低;较小的洞穴系统内,地下水面的位置较高,一般无统一的地下水面。
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。
岩溶地段桩基处理方案一、前期调查与设计在岩溶地段开展桩基处理前,必须进行详细的地质勘探和工程地质调查,了解地质构造、岩溶洞穴等情况。
根据调查结果进行设计,选择合适的桩基类型和处理方案。
二、桩基类型选择1.爆破桩:对于岩层比较硬且洞穴相对较少的地段,可以采用爆破桩。
通过爆破爆破碎岩体,形成孔洞,再进行灌浆加固。
2.钻孔灌注桩:钻孔灌注桩适用于岩溶地段土层较松散、灌浆材料易渗透的情况。
通过钻孔进入地下,然后注入灌浆材料,形成钻孔灌注桩。
三、处理方案1.爆破桩的处理方案:(1)确定爆破点位:根据勘探数据确定爆破点位,避免洞穴或其他不稳定地层。
(2)爆破施工:先进行爆破孔钻孔,然后在孔内充填炸药,进行爆破。
爆破后进行震动的排除,避免对周边环境造成不良影响。
(3)灌浆加固:对爆破后的孔洞进行灌浆,填充空洞,增加地基的承载力和稳定性。
2.钻孔灌注桩的处理方案:(1)钻孔施工:根据设计要求选择合适的钻孔机械进行钻孔作业,保证孔洞的质量。
(2)灌浆:马上在钻孔完成后进行灌浆,使用适当的灌浆材料,并注意灌浆前后的浆液渗流情况。
(3)灌浆加固:灌浆完成后,对桩身进行清理,确保灌浆充实,提高桩的承载力。
四、监测与检查在桩基处理施工的过程中,需要进行监测与检查,以确保桩基的质量和稳定性。
主要监测内容包括桩基的垂直度、水平度、沉降量等。
监测数据应及时记录和分析,确保桩基施工的质量和安全。
五、施工质量控制在桩基处理施工过程中,需严格按照设计要求和规范进行施工,确保施工质量。
施工人员应具备专业知识和经验,操作规程要规范化,确保每一道施工工序的质量,尤其是水泥和灌浆的加固要充实。
综上所述,岩溶地段桩基处理方案应根据地质条件和工程要求,选择适当的桩基类型和处理方案,并进行合理的施工管理和质量控制。
通过科学的前期调查与设计,合理选择桩基类型,并严格按照施工工艺进行施工,可以解决岩溶地段桩基施工中的困难和问题,确保工程质量和安全。
灰岩地区灌注桩施工中的常见问题及解决方案发布时间:2023-02-03T06:36:10.383Z 来源:《工程建设标准化》2022年9月18期作者:武钰华[导读] 在灰岩地区,由于地下水潜蚀、化学溶蚀等作用,溶洞土洞较为发育,给桩基工程施工带来较大困难。
武钰华中冶沈勘工程技术有限公司辽宁大连摘要:在灰岩地区,由于地下水潜蚀、化学溶蚀等作用,溶洞土洞较为发育,给桩基工程施工带来较大困难。
机械成孔灌注桩基础已成为常见的桩基础形式,主要具有可靠的进入持力层或嵌入岩层和单桩承载力大的优势,对于岩溶地貌、沿海地区的泥灰岩等,机械成孔灌注桩基础已被广泛应用于大坝、桥梁、地下空间等建筑物或构筑物中,从地基承载力和桩身混凝土强度两方面进行鉴定和判断灌注柱的质量,由于基础施工过程具有隐蔽性并且大部分需在水下进行,成桩后又不能进行开挖验收,给施工质量检测带来非常大的困难,为了确保灌注桩的施工质量,需要严格的控制施工工序,对关键重要部位做好预防措施,防止施工质量隐患的发生,因此,机械成孔灌注桩桩基础施工质量控制措施的研究,对今后建筑工程施工的发展具有重要意义。
关键词:灰岩地区;岩溶;灌注桩;施工技术。
1前言1.1研究背景随着社会的发展、工程问题的需要,高层建筑物及构筑物的出现,机械成孔灌注桩在世界范围内被广泛使用。
以岩溶发育地区、松散高填方山区、中风化泥灰岩地区等复杂地形作为施工场地,由于地形土质的复杂性,截止到目前,学术界并没有对不同地形给出具体的施工方案,以及质量控制措施。
国内外对这方面地形的研究,以及灌注桩的设计和施工方案的选择、质量控制措施等系统研究相对较少,仍需要进一步的深入研究。
石灰岩或岩溶地区是机械成孔灌注桩施工中常见的复杂地层,由于地形地貌复杂,通过勘察发现地层土质横向、竖向无明显规律,给施工过程带来的困难以及施工工序复杂程度可想而知,这些主要体现在“两难”:机械成孔难和浇筑混凝土成桩难;机械成孔灌注桩施工过程具有隐蔽性,加上施工建筑场地复杂的地层,施工过程常出现地面不均匀沉降、坍塌、断桩等质量事故频频发生。
岩溶地区建筑桩基工程溶洞处理方案探讨发布时间:2023-01-13T06:48:01.084Z 来源:《工程建设标准化》2022年8月第16期作者:白铭海[导读] 岩溶是可溶性岩层在地下水的溶蚀作用下,产生各种地质作用、形态和现象的总称。
白铭海广州市白云工程咨询管理有限公司广东广州 510405摘要:岩溶是可溶性岩层在地下水的溶蚀作用下,产生各种地质作用、形态和现象的总称。
可溶性岩石主要包括碳酸盐类岩、硫酸盐类岩和卤素类岩。
在我国各类可溶性岩中,碳酸盐类岩占有绝对优势,本文根据灰岩地区项目实际情况、溶洞处理方案比选、最终采取的处理方案以及实施效果进行分析,供读者参考。
关键词:岩溶;塌落高度;注浆法;充填法;全钢护筒法1 引言岩溶,又称喀斯特,一般在地表水下渗,地下水流动,具有足够流量且有溶解能力(含CO2)水的可溶性岩层中发育,岩石的组成、形成条件及结构等直接影响岩溶的发育程度和速度。
一般情况下,硫酸盐类、卤素类岩石岩溶发育速度较快,碳酸盐类岩石发育速度较慢。
质纯、层厚的岩石,岩溶发育强烈,规模较大,含泥质或其他杂质的岩层,岩溶发育较弱[1]。
岩溶的发育具有不均匀性,为区别不同程度的岩溶发育场地地基基础设计,将岩溶场地划分为三个等级,钻孔见洞率(即见洞隙钻孔数量/钻孔总数)大于30%或线岩溶率(即见洞隙的钻探进尺之和/钻探总进尺)大于20%为岩溶强发育;钻孔见洞率小于10%或线岩溶率小于5%的为岩溶微发育;介于强发育和微发育之间的为中等发育。
本文根据灰岩地区岩溶强发育场地项目实际情况,对建筑桩基工程溶洞处理方案进行比选以及对实施效果进行分析,供读者参考。
2 工程与地层概况2.1 工程概况项目位于广州市白云区,建筑面积约9.0万平方米,地下一层,四栋高层建筑,约12层,建筑高度约50m,采用框架-剪力墙结构,地下室底板采用平板结构,基础采用钻(冲)孔灌注桩,塔楼范围外地下室采用抗拔桩抗拔。
本工程结构安全等级为二级,结构重要性系数取γ0=1.0,设计使用年限为50年。
岩溶地区的主要工程地质问题及处理措施分析摘要:为使岩溶地区工程修建的安全性得到提升,本文进行分析在岩溶地区的主要工程地质问题。
经过调查发现,岩溶地区容易出现地表塌陷、地面变形、土洞、岩洞等地质问题,严重影响了当地建筑工程的建设,因此需要制定有效的处理措施,促进当地建筑工程顺利开展。
关键词:岩溶地区;工程地质;问题岩溶主要是指可溶性岩石,尤其是碳酸盐类岩石,比如石灰岩、石膏等,其在被含有二氧化碳的流水所蚀之后,受到沉积作用而形成的地貌。
在生活中,表现为各种形状,比如洞穴、石林、溶洞等。
这种地貌地区,在中国有着广泛的分布,多存在于广西、贵州等地区。
岩溶地貌的出现与地下水对碳酸盐类岩石侵蚀息息相关,在水流的冲击下,岩石被溶蚀,从而形状不一的沟壑、峡谷等。
岩溶的出现导致地质更加脆弱,对于建设在岩溶地区的建筑来说具有较大的挑战,所以在岩溶地区开展建筑工程的时候,需要进行地质研究,了解当地岩溶的具体情况,制定有效的处理措施。
1、岩溶地区工程地质问题1.1岩溶地基不稳定在岩溶地区,在厚厚的地表覆盖层下有石芽溶沟,并且岩体也可能存在暗河、溶洞等地貌,因此建筑物的地基处于不够均匀的状态。
而且上覆土层由于下部岩溶受到含有二氧化碳水侵蚀而产生塌陷,最终形成土洞。
而且土洞的塌陷具有一定的突发性,而且土洞的出现地方多为地下岩溶发展区域。
工业与民用建筑物的压力作用直接到达地面10m以下。
所以建筑物的地基和上覆土层进行接触,甚至也会接触到下伏基岩。
岩溶地区的土层最显著的特点是土层厚度过高,土层空隙过多等。
所以地基非常容易出现不均匀沉降,使建筑物的地基出现倾斜,破坏甚至破坏。
1.2岩溶地表塌陷岩溶地表塌陷常发生在覆盖型岩溶分布的区域,由于人为活动所导致岩溶地表出现塌陷的主要原因为施工过程中抽取地下水或者施工不慎导致地下水位明显提升,导致原本的岩溶水流向或者形态出现变化,进而导致土层承受能力下降,导致岩溶地表的脆弱程度加深,出现土体塌陷的现象。
在桩基施工中岩溶问题的处理方
法
在桩基施工中岩溶问题的处理方法
在桩基施工中岩溶问题的处理方法
在高速公路桥梁桩基施工中,有时会在石灰岩地层遇到岩溶问题的影响,岩溶问题如果处理不好,会对桩基工程质量产生严重影响,甚至会给工程质量留下严重的隐患。
因此对桩基工程中的岩溶问题必须认真处理好。
岩溶现象主要是岩层中碳酸盐类物质经过水的作用形成的。
其形态和规模不尽相同,有非开放型和开放型之分,非开放型一般岩溶裂隙孔洞规模较小,开放型的一般规模较大,可成为大裂隙或卡斯特溶洞。
池州地区的大王洞、蓬莱洞就是典型的开放型的卡斯特溶洞。
岩溶裂隙或溶洞一般都伴有地下水,也就是这些地下水使岩石中的不稳定的碳酸盐形成了岩溶,岩溶裂隙或溶洞中的地下水对桩基工程质量危害最大。
因此对桩基施工中的岩溶问题处理,不仅要考虑岩溶裂隙或溶洞对桩身混凝土的完整性和规则性的影响,更重要的是要设法隔离地下水的冲刷对桩身混凝土的直接影响。
我们在沿江高速公路池州段(毛竹园到大渡口)乌龙河特大桥项目26墩-3桩基施工中,就遇到了石灰岩地层中的岩溶问题影响,根据工程地质勘察报告揭露,在26墩以西很可能还会遇到比较大的溶洞影响。
按以往此类工程施工经验,我们对岩溶问题的处理采取以下方法。
一、岩溶裂隙、溶洞的判断:
在桩基成孔施工中,如果遇到钻头突然下落,这表明遇到了岩溶裂隙或溶洞,首先应测量溶洞或裂隙的深度和位置,观察孔内的水位变化,孔内有水位,一般多为非开放型溶洞,孔内没有水位,可能遇到了开放型裂隙或溶洞。
二、处理方法:
1、非开放型裂隙、溶洞的处理:
在发现上述裂隙或溶洞以后,可先向孔内投大石块进行冲击,然后投小的碎石和泥土或水泥冲击,这样做主要是堵塞岩溶裂隙或溶洞在桩基部位的通道,堵塞或减少地下水的过水断面,然后根据具体情况作如下处理:(1)如果孔内水位稳定,终孔后,清孔合格可直接灌注混凝土;(2)如果孔内水位不稳定,可采用水下混凝土的施工方法的溶洞部位灌注砂浆或混凝土,然后停24小时,在将封堵的砂浆或混凝土钻除,恢复成孔施工。
有时会在间隔几米的范围内连续遇到裂隙或溶洞,可采用上述方法,分开封堵或连续封堵。
连续封堵,就是将二个或二个以上的裂隙溶洞作一并处理。
2、开放型裂隙或溶洞的处理:
开放型的裂隙或溶洞目前施工我们尚未遇到,但应考虑遇到的可能性,按照以往的工作经验,开放型的裂隙或溶洞用前述方法处理难以奏效,往往投入的封堵材料均会流失。
遇到这类问题,在测量其深度和位置后,视孔壁稳定情况作如下处理:
在孔壁稳定的情况下,先继续钻进1~1.5m,同时抓紧卷制钢护筒,其钢板厚度应不小于4~5mm,直径可与孔径相同或小
1~2cm,长度应比溶洞深度大3~4m,然后用松脱的方法将钢护
筒下到预定位置。
松脱的方法就是在重力时能够吊紧,无重力时即可松开的方法,
在溶洞或裂隙底部钻进1~1.5m,是起管靴作用,保证下入的钢护筒有良好的稳定性。
钢护筒比溶洞深度大3~4m或更长一些,这是考虑除镶入溶洞底部所需要长度以外,溶洞上部还会有小的孔洞或裂隙的可能。
同时长护筒对下端准确进入管靴有导向作用。
按照上述方法处理后,如果桩孔还没到达设计深度,可通过设计变更作桩基变截面施工。