溶洞综合项目施工专项方案很好.doc

桩基裂隙及溶洞处理专题方案桩基础施工中常常碰到溶洞及岩石裂隙等不良地质。1、裂隙处理方案裂隙是地应力释放在岩石中产生裂缝,它会造成桩孔漏浆、掉石块,甚至卡钻、掉钻、塌孔等事故. 现场施工人员事先熟悉该桩位钻探资料，当进尺达成不良区段时，严密监控孔内水头，当发觉水头出现下降时。判定是裂隙还是溶洞。当为裂隙时，水头下降较缓，这时提钻2-3m，同时向孔内投入粘土块和少许水泥，调整泥浆稠度。当水头下降较大时，可补入泥浆确保孔内水头压力。待孔内水头稳定后，继续钻进。 2、溶洞处理方案 依据溶洞洞高和洞内填充物情况，对溶洞采取不一样处理方法，关键处理方法有：抛填法、静压化学灌浆法、灌注混凝土填充法、套放大小钢护筒法等。1、抛填法溶洞范围小，溶洞高度小于1m，对照地质图，当钻至溶洞顶板 l m 左右时，减小冲击钻冲程，控制 在1 1 5 m， 经过短冲程快频率冲击方法逐 渐击穿溶洞，溶洞一被击穿，孔内水头快速下降， 这时立即向孔内补充泥浆，同时提钻至孔口，并向孔内投入片石、 粘土块和水泥，填充溶洞，当孔内水头稳定时，用测线测出回填厚度，当回填厚度大于 l m 时，使溶洞范围形成护壁后，再继续施工。穿越溶洞范围桩钢筋笼在溶）。发觉异常情况立即采取以上方法,反复冲砸，填塞溶洞，挤密护壁，直至顺利穿过溶洞。洞上下各1m范围在钢筋笼定位筋焊接厚4mm钢板圆筒，在圆筒外增加四根定位钢筋（见图12（静压化学灌浆法）施工方法 主桥桩基正确放样后，在桩基施工平台上用地质钻于桩中心进行超前钻，必需时增加钻位。依据超前钻结果，确定护筒打入深度。有溶洞桩位，护筒沉至风化岩层，置于强风化岩面上，这么可穿过土洞。护筒底部即为岩层或溶洞顶部。没有溶洞桩，护筒沉放要穿过淤泥质亚粘土、砂砾层，置于砂砾质亚粘土层最少2m深。依据溶洞不一样类型，最终决定兼用两种不一样施工方案。当溶洞内有填充物填满或有流砂，或当溶洞为空洞或填充物不满（水洞）且深度在13m，在钻孔桩施工前优异行预处理，采取静压化学灌浆法固结填充物和流砂，或用此法填满溶洞，在固结体达成一定强度以后再钻孔施工。211技术要求 溶洞预处理目标是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间并达成一定强度（20mpa以上），预防钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况发生，保障成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序顺利完成。溶洞预处理施工，在钻孔桩施工之前进行，相当于在桩基础施工过程中，于钻孔桩施工工序之前加入一道预处理工序，和桩基施工各工序一起形成流水作业。212施工方案 （1）处理方法选择因为溶洞埋藏较深，不能用爆破或填充混凝土等通常方法处理，有效处理方法是灌浆法。而在众多灌浆法中，因溶洞不规则性，决定了其处理最有效和比较经济方法是静压化学灌浆法。所以，采取静压化学灌浆法，同时也可兼用喷射灌浆法，促进填充物强度加强。 （2）静压化学灌浆加固特点浆材可在几秒或在几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料利用率高，比较经济。浆材结石率为100，即1m3体积浆材可得1m3结石体。对溶洞中砂、砾等土体，浆液是经过渗透作用板结砂和砾；对于溶洞中稀土、亚粘土等土体，浆液是经过劈裂、挤密作用加固土体；对于无填充物和半填充溶洞空间，浆液是经过充填作用填满溶洞。浆液在土体中渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这么，经过对小主应力面反复不停加固，首先渗透、挤密溶洞中土体空隙，充填溶洞空间，在桩体周围形成防水帷幕，预防流砂和确保护壁泥浆不流失；其次，提升溶洞中土体承载力和抗剪力形成挡土墙，预防坍孔，见图（2）。 静压化学灌浆关键在于浆材配方和工艺。 内护筒底部及顶部灌浆封缝示意单位：cm（3）工艺设计 布孔：在超前钻有溶洞桩位四面均布4个灌浆孔钻孔：孔径80mm，孔深要求达成最深溶洞底部。 材料：普硅425水泥（新标准为普硅325mpa水泥）和化学浆。 工艺：采取双液灌浆系统进行全孔灌浆，要求少许数次、反复灌浆，如溶洞空间容积大、倒水性强，则在混凝土干料中添加一定量水玻璃。 213关键施工机械设备 关键机械设备有：bw250泥浆泵，bw150泥浆泵，100型钻机，泥浆搅拌机和贮浆槽，高压灌浆管及其配件。 图2：灌浆孔平面部署及剖面图3、灌注混凝土填充法 溶洞高度在1030m之间，且溶洞为填充或半填充，则先向抛填片(碎)石、砂混合物和注水泥浆，然后用小冲程冲击片石挤压到溶洞边形成泥浆碎石外护壁 (见图3)，水泥砂浆将片石空隙初步堵塞后，停止冲击，二十四小时后，待水泥强度达成25MPa后，再继续冲击，穿过溶洞。图3：3、护筒跟进法 1、溶洞高在3Oh5Om，对于多层溶洞间距较小采取钢护筒穿越处理(见图4)。先用冲击锤进行冲孔、扩孔处理，然后采取振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部，为确保钢护筒强度和刚度，每隔2m，设置加强钢板箍。3、溶洞高大于50m(多层)，且溶洞间距较大时，拟采取套内护筒法施工，即用内护筒穿过溶洞方法进行施工。内护筒长度L=h+2m(h为地质超前钻确定多层溶洞高) 内护筒内径应比设计桩径大20cm左右，外径应小于外护筒内径5cm左右，若遇第二层溶洞，第二层溶洞内护筒外径比上层内护筒内径小35cm，具体见图51、内护筒长度确实定护筒长度Lh2（m）（h为多层溶洞高度） 2、内护筒内径确实定 内护筒内径应大于220cm，同时外径应小于外护筒内径5cm左右，假如只下一次内护筒（一层溶洞），内护筒内径选择233cm，壁厚为1cm，则外径为235cm（主桥外护筒内径为240cm）。当碰到第二层溶洞时，第二层溶洞内护筒（即第三次护筒）选择220cm内径。 3、溶洞顶部冲孔 依据超前钻资料，当钻孔施工靠近溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开钻机（gps30），采取冲击钻机ykc30冲孔。用冲击钻冲孔时，要求轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，提升高度通常不超出50cm，通常进程控制在6080cm/h。全部卡扣及钢丝绳必需先经测试检验，其它施工工艺及注意事项和常规相同。 4、外护筒制作及沉放方法 4-1 外护筒制作外钢护筒制作时，先勘察地质质料，依据溶洞层数确定外钢护筒直径。钢护筒分节制造，工地拼接。先采取桩锤进行扩孔，钢护筒采取振动下沉。振动下沉采取振动打拔锤，其振动动力为1600KN以上。钢护筒下沉时，用两台经纬仪在两个垂直平面内监测倾斜度，方便随时调正。护筒下沉至硬土层或岩面后，其倾斜度小于1。4-2 内护筒沉放（1）当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不显著受阻碍，说明顶部已成孔而且是圆滑垂直，此时用钢丝绳活扣绑住内护管，用吊机（或冲机自吊）把内护筒放入外护筒内至孔底。到孔底后，内护筒不会靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等）。此时，GPS30钻机重新就位。 （2）护筒沉设利用GPS30钻机进行，在钻机钻杆上附加压架，利用钻机钻进压力和钻杆、钻头重量，使内护筒随钻头钻进而下沉，直到溶洞底部。 225内、外护筒间空隙及内护筒和溶洞底部间空隙处理 （1）在内护筒底部及顶部100cm范围内回填砂、碎石，中部回填中砂。 （2）用高压喷射灌浆法（施喷法）对回填体进行灌浆处理。灌浆后，内护筒上下两端空隙被砂、碎石及浆液冲填固结，固结强度要求达成30mpa，其抗渗系数可达107ms。灌浆处理后，即可重新冲孔。 （3）在内护筒顶部及底部100cm范围内回填小碎石素水泥混凝土，内护筒中部回填砂，一样能起到堵塞空隙目标。 （4）对于需要处理多层溶洞桩基，通常仍采取上述灌浆法填充固结空隙进行施工。目标是为了增加溶洞底部（同时有可能是下层溶洞顶部）周围填充物密度和强度，而且增加内、外护筒间胶协力。 （5）重新冲钻，直至嵌入完整基岩。当符合设计及规范要求时，经监理工程师同意即可终孔，此桩即成孔。成孔后工序工艺和常规相同，并不赘述。4、 故障及处理 （1)卡钻假如钻进过程中被卡钻 (见图6)，可采取以下方法：一 是水下割护筒底口挡住钻头部分，二是将钢护筒上拔或顶起一定高度，腾出空间，将钻头拉出。如是因为护筒底变形而引发卡钻，可抛填片石反复冲砸，将变形部位挤出，或水下切割变形部位，将钻头斜拉上来。(2)斜孔、弯孔：产生斜孔、弯孔原因有三：是斜面开孔，经过溶洞时，未按正确施工方法，如抛填粘土不立即，溶洞位置测量不正确，以致钻头沿着软部位下滑，造成斜孔；是出现没有预见溶洞；是隔层相向探头石，在钻进时相互扩孔，使钻纠正斜孔、弯孔方法：回填片石、粘土重钻，反复数次；灌注水下素砼至弯曲部分以上一定高度，待强度合格后重新施钻。(3)清孔漏浆：因为覆盖层和溶洞之间相互串通，在地下水作用下产生动压力，造成溶洞内钻孔所形成人工造壁坍塌，清孔时泥浆流失。其处理方法以下：探明泥浆流失孔洞高程，在初步清基基础上，在钢筋笼上焊接钢护筒，钢护筒上下口扩成喇叭形，在其上设止水带。当钢筋笼带着堵漏护筒初步就位后，进行正循环泥浆清孔。如孔弯斜严重，钢筋骨架插不下去，此时可接高钢护筒，尽力振下，然后灌注水下素混凝土至洞底，待达成要求强度后，再装上钻机重新施钻清孔。 对于揭露有溶洞、裂隙等不良情况桩基，也本着先易后难标准，先施工裂隙发育较差、溶洞较小、溶洞层次较少；最终施工溶洞大、溶洞层次较多等情况较复杂桩基。