桩基施工溶洞处理方案

1溶洞的处理1.1材料准备在钻孔桩施工之前，必须准备充足的溶洞处理材料，包括片石、碎石、粘土、钢护筒等。为保证钻机不因塌孔、扩孔、地面沉陷等因素而倾斜，钻机纵、横向支撑应加长。1.2溶洞处理方案的选定根据拟建场地溶洞发育的情况，可采取如下4种方案相结合使用来进行溶洞处理。（1）回填造壁法。出现溶洞时回天片石粘土，打密挤实造壁，必要时还应回填混凝土或水泥。（2）岩溶注浆预处理。在钻孔桩施工前，对溶洞进行注浆填充处理。（3）混凝土灌注。出现大溶洞时，采取跟桩身同标号混凝土灌注的方法，待混凝土凝固后再开始钻进。（4）套内护筒法。套筒法一般适用于流沙层处于地表3-12米处。先采用大钻头钻进，大护筒跟进，至溶洞顶板后采用与设计桩径对应的钻头钻进，采用配套的较小直径的护筒跟进至溶洞底对溶洞进行防护。2溶洞处理方法2.1回填造壁法对于溶槽、溶沟、全充填的溶洞，该类溶洞当钻头穿过覆盖层或顶板时，钻孔内会出现漏浆，在及时补浆的同时提起钻头，采用挖掘机往孔内填片石和粘土以及泥质强风化岩等，待孔内泥浆面基本稳定后，恢复钻进；减小钻机钻进速率，利用钻头将其挤入溶洞及裂隙中，完成护壁和成孔工作。（1）填料的选择填料直接关系到造壁后孔壁的稳定性，因此在填料的选择上要做多项选择对比：粘土掺片石、粘土掺水泥加片石、混凝土、砂浆、泥质强风化岩。根据岩溶发育复杂情况及现场材料运输便利情况选择合适的填料。（2）回填方式溶洞击穿漏浆后，应立即采用挖掘机回填填料并补浆，回填高度应根据溶洞的大小来确定，一般为回填至泥浆不再流失后再回填2～3m，钻头小行程打密挤实。如漏浆现象反反复复，则可在回填打密时，反复回填挤密，使溶洞能更好填充，若成孔后溶洞处孔壁不稳定，应对溶洞处灌注C20商品混凝土，初凝后再继续冲孔。（3）及时发现一般情况下，钻机钻进过程中，钻机操作手无法看见孔内情况，溶洞漏浆时很难及时发现并处理。针对这种情况，可在孔口加一浮标，浮标高度以钻机操作手能看见为宜，同时浮标可采用绳线悬挂在钻机上，溶洞出现漏浆时，钻机操作手能及时发现，同时浮标也不会随泥浆下沉。2.2灌注混凝土法遇到较大溶洞、无较多充填物溶洞（施工时掉钻）时灌注C20商品混凝土封堵溶洞。利用导管将混凝土灌注到孔底，待混凝土达到初凝后再继续冲孔。灌注混凝土采用直升导管法灌注水下砼。导管上设漏斗，漏斗下设隔水栓。开始时漏斗中储备足量的砼拌和物，其数量要保证在切断隔水栓首批砼灌注下去后，使导管下口埋入砼中1～3m。以后尽量采用连续快速灌注，砼拌和物通过导管进入已灌好的砼中，并始终保证导管口埋在砼中（控制在2m～6m范围内）。让灌好的砼顶托着上面的泥浆和水逐步上升。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，使混凝土在同时间段完成初凝。2.3钢护筒跟进法（1）对于较大单层无填充溶洞，孔口钢护筒打入长度视灰岩顶板以上土层性质而定，容易受钻孔内漏浆引起坍塌的饱和粘土层则钢护筒要穿过易塌地层，或打至溶洞顶板顶面，钻进过程应注意。①根据施工勘察钻孔柱状图掌握钻进标高或冲击声判断，钻至距离溶洞顶部1～1.5m时，变换冲程，慢慢将溶洞顶板击穿，防止卡钻。②在击穿顶板时，迅速补浆，只有当漏浆现象全部消失后才能转入正常钻进。同时控制好冲程，以免钻头突然进入空洞，造成钢丝绳断裂。③钻头穿越溶洞时要密切注意钢丝绳的情况，以判断是否钻歪，如造成弯孔应回填重新钻进。（2）若为多层空溶洞或半空溶洞，采用多层单层钢护筒跟进，第一层钢护筒为孔口开钻段，根据孔口地质条件，确保穿过易坍层，第二层钢护筒待钻至第一层溶洞顶板时，停钻沉放第二层钢护筒，第三层钢护筒待钻至第二层溶洞顶板时再将钢护筒沉放至该层溶洞顶板。对于钢护筒用几层，在钻孔根据地质资料对溶洞各层标高、填充物情况做好开钻孔口直径和钢材备料，应尽可能避免坍孔后再采用多层钢护筒。①护筒内径的选择最下层钢护筒内径应大于钻孔桩直径20cm，同时外径应小于上层护筒内径10cm左右，壁厚选择12mm。②施工步骤a、测量放样，正确放出桩位中心。b、埋设护筒，钻机就位，钻头对中，开钻。c、当钻进至溶洞顶板之上1m左右时，沉放第二层钢护筒至孔底，其中心与桩中心重合。d、护筒间空隙及钢护筒与溶洞底部间空隙使用碎石、水泥浆及粘土充填固结。e、冲穿溶洞后，钢护筒及时跟进，防止漏浆，并向孔内投放片石、碎石夹粘土，甚至投入整袋水泥堵塞护筒与岩面之间不能密贴的地方。2.4注浆处理对于裂隙、溶蚀明显的蜂窝状灰岩碎块可进场注浆处理，将溶洞完全填充、充满。（1）钻探工艺①设备就位：注浆孔位确定后，移动钻机至钻孔位置，完成钻机就位。钻机就位后，用倾斜尺、水平尺等工具调整钻机角度，安装牢固，定位稳妥。②钻机钻进：将钻杆对准所标孔位，用φ108mm岩芯管开孔钻进，保证开孔直径不小于110mm。开孔时要轻加压、慢速、大水量，防止将孔开斜。③下套管：钻至基岩0.5～1.0m后，下入φ108mm套管，并嵌入基岩；套管出露地表0.2～0.5m。用75号水泥砂浆固结套管，并将孔口套管四周捣实封闭，防止浆液从套管周围冒出，影响注浆效果。④终孔：根据设计要求确定孔深钻至桩底顶板3倍桩径深度，钻到位置后，拧上孔口盖，准备注浆。（2）注浆工艺①注浆前准备：备足42.5级普通硅酸盐水泥，做好浆液配比用料。②注浆：选择注浆机及相应注浆设备。先稀后浓，依吸浆情况逐步加浓浆液，配合比控制在0.8:1～1:1。③注浆结束：单孔注浆结束除遵循规范、符合设计意图外，综合以下条件可结束注浆。a、地质条件控制标准：清孔确定浆液已至溶洞下限，达到处理效果时。b、注浆范围控制标准：冒浆点超过有效范围，工艺控制无效时。c、特殊条件控制标准：当压力不高，注浆量不变，地表出现异常，影响地表环境时。3涌水的处理根据勘察资料及附近工程经验，对冒水量较小非周边泉群泉水通道的涌水点采用钻孔注浆法进行封堵，成孔深度为以进入中风化岩1.0m，孔径为150mm；注浆管采用焊接钢管，底部包裹，以免在注浆前进入砂石，缠绕满海带丝，上部采用水泥砂浆封堵；注浆选用水泥-水玻璃混合浆液，采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5；水玻璃采用模数2.4～3.4，浓度为30～45波美度的水玻璃，水玻璃掺入比为15%，浆液初凝时间控制在30～60min；注浆压力为1.0～1.5MPa，压力稳定后达到30min即可结束注浆，采用自下而上注浆，并封堵密实（大样详附图）。图1：冒水点注浆孔布置图50007000500100050005000