人工挖孔桩溶洞处理方法

人工挖孔桩溶洞处理方法三、施工方法1、检查护壁。护壁一定要牢固，确认不牢固时，拆除重做；溶洞上方用钢筋混凝土护壁（高度1.00M以上）。2、扩孔。遇溶洞时，孔径应增大300mm，其理由是遇溶洞时，万一岩溶膨胀或下滑影响护壁，可在内再做一层护壁加固，同时也增大了施工作业面，这有利于边做边护壁，提供优越条件。溶洞孔存在扩孔难这一特性众所周知，一但把溶洞底板炸穿，是无法堵住溶洞口的，所以，有时其孔径必须要达到设计扩底直径那么大。3、用钢钎探插溶洞大小，深浅，走向，制订施工方案，用钢钎探插的方法，可根据探插的结果研究可行性分析施工步骤，特别是材料准备等等相当关键。4、施工方法4-1、土洞即在土体由地下水溶蚀而成的溶洞，溶洞内无岩石，一般可能为流质泥浆填充或无填充物的空洞等几种情形。在无外力搅动请况下，溶洞壁一般都处于稳定状态，所以在遇到土中溶洞时应尽量避免搅动溶洞壁，不宜采用爆破方法施工。要穿过土体中溶洞施工时应采用人工清除溶洞中填充物再回填密实材料的方法施工。4-1-1、无填充物干洞①、无填充物干洞在打穿洞顶土层后能直接观察到溶洞内的情况。当溶洞侧向深度小于1.0M且确认溶洞壁不会坍塌时，将溶洞内的浮土杂物清除干净后用水泥砂浆砌筑120厚钢筋砖护壁，砌筑护壁时在溶洞顶上方预留浇灌混凝土入口，待护壁砂浆凝结24小时后，用C25混凝土从预留口向护壁后的溶洞空腔浇灌填充。②、当溶洞侧深较大时，应选用松木对溶洞顶土体进行支撑（一次性使用，不再拆除），确保施工安全，支撑好洞顶后护壁定型钢模，装模时在溶洞顶上方预留浇灌混凝土入口，钢模形成稳固后浇灌C25混凝土填充溶洞空腔，浇灌混凝土应振捣密实，可在混凝土中参加适量的微膨胀剂，保证混凝土与溶洞壁不留空隙。4-1-2、流质泥浆（或积水）填充溶洞。因打穿洞顶后不能直接观察溶洞内的情况，则应先用钢钎探明溶洞的侧向和高度才能因地制宜地确定施工方法。①、当溶洞侧深不大时，按溶洞内无填充物作业方法施工，先掏干净溶洞内泥浆抽干积水，溶洞侧深在1.0M以内的，砌筑好120厚钢筋砖护壁后用C25混凝土填充护壁后的溶洞空腔。②、溶洞侧深较大的，则先支撑加固洞顶土体后装钢模（或用水泥砂浆砌筑240厚钢筋砖护壁）浇灌C25混凝土填充溶洞空腔。4-1-3、当溶洞高度小于1.0M时，可一次砌筑护壁（或装护壁定型钢模）到顶，在溶洞顶上方留浇灌混凝土口浇灌混凝土填充护壁后溶洞空腔。当溶洞高度大于1.0M以上时，应分节（每节高度不超过1.0M）进行施工，且应待下一节的混凝土强度达到12Kpa以上后才能进行上一节的施工。当溶洞侧深超过2.0M以上时，用钢钎探明溶洞的平面走向在房屋基础平面图标注清楚，提交建设单位组织设计单位处理。4-2、岩石层中的溶洞岩石层中的溶洞一般有开口溶洞（溶槽、漏斗）、封闭溶洞等情况，开口溶洞有半边岩石半边土或放射状溶槽等情形。溶洞内填充可能是硬质粘土或软土或流质泥浆或给水等填充物或干洞。4-2-1、半边岩石半边土开口溶洞①、当土体为硬质粘土时，按逐节1.0M深往下施工，先掏空土体部分，然后爆破炸碎岩石清出石渣，修正墩孔后将土壁部分用水泥砂浆砌筑不少于120mm厚的砖护壁，待护壁砂浆凝结24小时后。按照同样方法施工下一节，直至墩孔底全部见岩后扩底成孔。②、当土体为软土（但不流动）时，按逐节0.5M深往下施工，先在土体部分沿孔壁周向孔外斜打入1.0～1.5M长的硬原木（梢径3～5cm，沿墩孔周布桩间距15cm）桩，然后掏空土体部分，再爆破炸碎岩石清出石渣，修正墩孔后将土壁部分用水泥砂浆砌筑不少于240mm厚的砖护壁。待护壁砂浆凝结24小时后，按照同样方法施工下一节，直至墩孔底全部见岩后扩底成孔。③、当土体部分是流质泥土或流砂时，按逐节0.5M深往下施工，先在土体部分沿孔壁周向孔外斜打入1.5M以上长的硬原木（梢径3～5cm，沿墩孔周布桩间距10cm）桩，然后掏空土体部分，掏土作业时边掏土边用扎成团的稻草塞入硬木桩间缝隙，便其能滤水挡泥（砂），掏土至一节（0.5M左右）深时，如发生孔底涌泥（砂）则用尼龙编织袋装砂压住孔底堵住泥（砂）涌，然后装定型钢模抽干孔内积水后浇筑C30混凝土护壁，护壁厚度应不少于15cm，护壁内配竖向和水平双向φ6@200钢筋网，待护壁混凝土凝结24小时后再爆破炸碎岩石清出石渣，修正墩孔。按照同样方法施工下一节，直至墩孔底全部见岩后扩底成孔。④、当土体部分流质泥土显泥浆状流动性很大时，先用尼龙编织袋（能透水）装干拌1:2水泥砂浆（或干水泥粉）压入溶洞空腔泥浆中筑成一道封闭式围堰，围堰上部应顶紧溶洞顶，待水渗透编织袋使袋子内的干拌水泥砂浆（或干水泥粉）吸水凝结后清除墩孔内泥浆，然后装定型钢模抽干孔内积水后浇筑C30钢筋混凝土护壁，待护壁混凝土凝结24小时后再爆破炸碎岩石清出石渣，修正墩孔。按照同样方法施工下一节，直至墩孔底全部见岩后扩底成孔。4-2-2、岩石层中封闭式溶洞①、当填充土体为硬质粘土时，按在硬质粘土层作业方法每节1.0M深往下施工，直至穿过溶洞墩孔底全部见岩后扩底成孔。②、当填充土体为软土（但不流动）时，按逐节0.5M深往下施工，先在土体部分沿孔壁周向孔外斜打入1.0～1.5M长的硬原木（梢径3～5cm，沿墩孔周布桩间距15cm）桩，然后掏空土体部分，修正墩孔用水泥砂浆砌筑240mm厚的砖护壁。待护壁砂浆凝结24小时后，按照同样方法施工下一节，直至墩孔底全部见岩后扩底成孔。③、当填充土体是流质泥土或流砂时，按逐节0.5M深往下施工，先在土体部分沿孔壁周向孔外斜打入1.5M以上长的硬原木（梢径3～5cm，沿墩孔周布桩间距10cm）桩，然后掏空土体部分，掏土作业时边掏土边用扎成团的稻草塞入硬木桩间缝隙，便其能滤水挡泥（砂），掏土至一节（0.5M左右）深时，如发生孔底涌泥（砂）则用尼龙编织袋装砂压住孔底堵住泥（砂）涌，然后装定型钢模抽干孔内积水后浇筑C30混凝土护壁，护壁厚度应不少于15cm，护壁内配竖向和水平双向φ6@200钢筋网，待护壁混凝土凝结24小时后。按照同样方法施工下一节，直至墩孔底全部见岩后扩底成孔。④、当溶洞内填充物是流动性很大泥浆或积水时，排除溶洞内的泥浆、积水，如果溶洞壁岩石完整，溶洞侧深不大（1.0M以内）且墩孔全部在溶洞内时，可不做护壁，只需将溶洞内的泥浆冲洗干净，待浇灌墩芯混凝土一并填充。当溶洞侧深大于1.0M以上时，则按设计墩径要求用水泥砂浆砌筑120mm厚砖护壁，边砌护壁边用混合砂石填充护壁的溶洞空腔，如溶洞高度在1.0M以内则一次将护壁砌到顶封闭溶洞，待护壁砌体砂浆凝结12小时才能继续往下成孔施工；如溶洞高度超过1.0M以上了则清除干净溶洞内填充杂物后，从溶洞底往上分节施工，砖砌护壁厚度应不少于240mm，应采取灌浆砌法砌筑护壁砌体，完成护壁砌体12小时内应不断排除溶洞内的积水，保证砌体砂浆的凝结，必须待下节护壁砌体砂浆凝结24小时候才能施工上一节。4-3、遇多个裂隙型溶洞采取各个填堵的施工方式，即先施工一个裂隙口堵死后，再进行等下个裂隙孔，依次施工，特别要注重护壁薄弱的环节。先用钢钎探插裂隙的深浅走向，必要时要打木枋，踩干水泥粉来固定裂隙中的岩溶。4-4、遇岩溶翻涌遇岩溶翻涌情况很多，也很难发现，对施工安全存在很多隐患，这就要多多研究《勘探报告》和相邻几根桩孔的岩溶，岩石及裂隙、溶槽的走向进行分析，用几米长的钢钎密密探插岩溶和溶洞的深度，宽度，了解其大致的岩溶含有量，并分析其对桩孔的施工影响。视分析情况，能堵则用木枋，用整袋干水泥粉等一切办法堵，不能堵就须花大力气将其掏空再堵，堵好洞口后，再在护壁处打洞，用混凝土再填充实。堵溶洞涌泥用整袋干粉水泥堵，踩是最好的方法。4-5、遇涌水遇涌水时，不要将水堵住，可用竹节或水管将其引入底部，用高扬程水泵日夜抽排，抽若干天后，涌水可变小，同时可将浅桩孔的水位降低，对以后浇筑提供方面。四、安全措施1、要有足够的工作面。保证遇特殊情况时有躲闪空间。2、大孔径及可能遇有岩溶膨胀下滑影响护壁时加大护壁厚度。3、扩孔施工要慢，不得爆破强挖。4、孔径要按设计放大角度慢慢变大，不得挖成悬岩装。5、岩石爆破时，一定要放小炮，以免炸坍护壁。6、遇溶洞翻涌或堵溶洞岩溶时，应有三人以上配对施工，以便照应和保证突击施工力量。7、保证场地排水畅通。避免地面水回渗墩孔内增加岩溶翻涌的次数和涌量。8、技术员应跟班逐孔检查护壁及施工情况，及时排除安全隐患，纠正不合格工作二、方案比较和选择岩溶地区桩基施工，一般有两种方案，即机械成孔和人工成孔。2．1机械成孔对于岩溶发育地区溶洞施工一般采用冲击锥这种有挤压侧壁作用的钻机施工，其工艺是冲击钻孔施工工艺。采用机械成孔，大体上可以分为两种：填充法和全护筒压入冲抓法：2．1．1填充法：采用抛填大块片石进行填充，片石填充高度尽量高于溶洞的顶面，同时准备充足、质量较好的泥浆（或者准备含砂量比较小的黄泥），而后再采用冲击钻机重新钻进，完成桩基的施工。该方法成本较低，但适宜洞身较薄或独立不贯通的溶洞。桃源互通主线1号桥位于岩溶发育地区，个体溶洞“宏伟”且相互交错，假如直接采用填充片石进行溶洞处理，填充物的数量会十分巨大也不易控制桩基混凝土浇注过程中的流失，影响桩身混凝土的完整，桩基质量难以保证。2．1．2全护筒压入冲抓法：也即法国贝诺特法，护筒采用振拔锤或专用压入设备压入护筒。在施工前，也一直倾向采用这种方法。但是，采用这种方案，不仅仅成本高，还受设备的限制（贝诺特钻机先被日本引入使用，我国70年代也引进此类钻机，如意大利SOILMEC公司的MGT、日本三菱重工的MT150钻机，但目前数量极少）。同时，使用此种钻机，对于上下两层大溶洞（深度都大于15米）护筒下放困难，垂直度难以保证，且地表下10米左右就进入灰岩，冲抓成孔困难。3．1．1．护壁支护是挖孔桩施工的关键性措施。施工时采用20厘米厚C25混凝土护壁，同时在护壁中加设钢筋笼（钢筋笼的内箍采用Φ10的环向钢筋，上下分布间距为20厘米；竖向为8根Φ22的上下连接钢筋和12根Φ10坚向构造钢筋均匀分布），加强护壁的连续性和整体抵抗能力。第一节护壁的钢筋网的上面预留2.5米长,弯曲后锁定（或用混凝土覆盖）在牢固的地面上。3．1．2．井孔开挖井口井圈的施工同常规挖孔桩，桩孔护壁断面每挖完一节，经检查断面尺寸符合设计要求后，立即浇筑护壁砼，坍落度控制在30-50㎜，确保孔壁稳定性。当天挖孔当天浇筑护壁，护壁每天在当天浇筑完毕，护壁模板在24小时内拆除。当护壁有蜂窝漏水现象时，及时进行补强。挖孔时每隔5米横向打入土体4~6根1米长Φ22锚固钢筋，和混凝土护壁锚固在一起，防止护壁下沉。当遇到大漂石、石牙、或进入基岩部分时必须进行孔内爆破。必须打眼放炮，严格控制装药量，以松动为主，以免造成塌孔事故。3．1．3．在溶洞顶标高上1米以上范围内必须采用爆破法施工，爆破必须洞穿溶洞顶部（离溶洞较近后实行浅眼松动爆破法），将溶洞暴露。3．1．4．在溶洞部位开始施工前，应对孔内有毒有害气体情况用专业仪器检查孔内气体；或用吊篮放下敏感的小动物（如猫、狗等）进行检测，确定可安全下去操作时方可下洞施工。溶洞部位施工，任何时候首先要送风1小时左右，并检查孔内氧气是否充足。3．1．5．洞内水的处理①溶洞内的水为“死水”，即溶洞为孤立，和“外界”无联系。施工前先完善临时排水沟渠，采用大口径的水泵抽水，按地质抽芯报告资料，3~5天可抽干，而后可进行护壁施工和同步护壁加固施工至溶洞顶，再按一般情况继续溶洞以下部分的开挖。②溶洞内的水为“活水”，即溶洞内的水和“外界”的水系相连，不能抽水排干，采取分层抛填片石和袋装泥土，再灌注C30素混凝土（混凝土坍落度应小于150毫米），经多次重复至顶面高出水面1米以上，再按上述①方法进行施工。3．1．6．安全措施①施工人员必须带有安全帽、安全绳。取土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机必须经常检查。②孔内爆破时采用电雷管引爆；必须打眼放炮，严禁裸露药包。对于软岩石炮眼深度不超过0.8m，对于硬岩石炮眼深度不超过0.5m。炮眼数目、位置和斜插方向，应按岩层断