冲孔桩溶洞处理专项施工方案之欧阳科创编

欧阳科创编 2021.02.05 星悦湾星悦湾 3#3#、、6#6#楼钻孔灌注楼钻孔灌注 桩工程桩工程 时间：2021.02.05创作：欧阳科 裂隙及溶洞处理裂隙及溶洞处理 专专 项项 方方 案案 二零一七年十一月二零一七年十一月 裂隙及溶洞处理专项施工方案裂隙及溶洞处理专项施工方案 本次施工范围为 3#、6#楼主楼部分冲孔灌注桩，建筑 主体为分别为 29 层和 27 层，主体结构形式为剪力墙结 构，辅房为钢筋混凝土结构。 针对本工程溶洞分布较广，单个溶洞大，施工技术难 度较大，我项目部从严把质量关，确保工程进度，确保施 工安全考虑，把桩基溶洞处理列为重中之重并按设计要求 作相关施工监控。专门组织所有技术人员讨论、研究方案 并学习有关溶洞处理方面的知识。根据本工程溶洞分布的 具体情况，确定先采用冲击钻成孔，然后根据具体情况采 欧阳科创编 2021.02.05 欧阳科创编 2021.02.05 用投放抛填物的方法处理溶洞。 1 1、裂隙的处理方案、裂隙的处理方案 裂隙是地应力释放在岩石中产生的裂缝,它会导致桩孔 的漏浆、掉石块,甚至卡钻、掉钻、塌孔等事故. 现场施工人 员事先熟悉该桩位勘察钻探资料，当进尺达到不良区段 时，严密监控孔内泥浆面，当发现泥浆面出现下降时。判 断是裂隙还是溶洞。当为裂隙时，泥浆面下降较缓，这时 提钻 2-3m，同时向孔内投入粘土块和少量水泥，调整泥浆 稠度。当泥浆面下降较大时，可补入泥浆保证孔内泥浆面 压力。待孔内泥浆面稳定后，继续钻进。 2 2、溶洞的处理方案、溶洞的处理方案 根据溶洞的洞高和洞内的填充物情况，对溶洞采用不 同的处理方法，主要的处理方法有：常规成孔法、片石粘 土筑壁法、灌注混凝土填充法、套放大小钢护筒法等。 （1） 常规成孔法(按照无溶洞地质考虑) 当溶洞内有充填物，是可塑或软塑的亚粘土，并且溶洞 不漏水，这时不管溶洞有多大，也不管溶洞垂向数量多 少，都可以不考虑溶洞的存在，而按照正常的地质情况施 工。采用冲击钻成孔，洞内的土质和溶洞外的土质没有什 么区别，可以按无溶洞的情况施工。 （2）片石粘土筑壁法 溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在 3m 欧阳科创编 2021.02.05 欧阳科创编 2021.02.05 以内，但存在严重漏浆 ,护筒内泥浆高度不能保持时，可采 用片石、粘土按1 m ：1 m 比例，回填冲击，用0．5～0．8 m小冲程，不循环泥浆干打几分钟，使回填物充分密实，再 加浆提高泥浆面到正常高度，让粘土与片石混合物充分挤 入溶洞，将漏浆处堵住后再使用小冲程继续钻进，形成人 工泥石护壁。如此反复多次回填片石、粘土，反复冲击直 至形成泥石护壁并不再漏浆为止。粘土片石筑壁法施工 时，钢护筒必须预埋牢固，这样可以防止由于溶洞漏浆， 水头高度急剧下降而造成孔口塌孔，保证钻孔顺利通过岩 溶区。 （3）在冲击成孔中,由于有的溶洞与地下暗河或其他溶 洞相通,泥浆迅速流走,泥浆高度急剧下降,造成漏浆。施工时 要在孔边备足一定数量的片石和粘土 ,一旦出现漏浆,要及时 回填片石、粘土冲击造壁 ,并马上补水,防止水头高度继续下 降。 （4）意外跑浆：地质资料揭示无溶洞或只有很小的溶 洞，但突然发生跑浆，估计是挤破了旁边大溶洞的洞壁， 或小溶洞与旁边的大溶洞是相连的。采取投放片石、粘土 起到护壁作用，使钻孔顺利通过岩溶区。 （5）遇到较大的土洞、空溶洞时，或连体薄层深洞迅 速跨塌，出现掉锤现象，在快到溶洞项板 2m 距离位置时应 低锤轻冲击、慢冲击，减少溶洞大面积跨塌掉锤现象，保 欧阳科创编 2021.02.05 33 欧阳科创编 2021.02.05 证桩基顺利终孔。 （6）溶洞在采用片石与粘土回填仍不能产生有效护壁 时，采用 C25 混凝土进行灌注填充，保证有效护壁桩基顺 利成孔。 2 2、灌注混凝土填充法、灌注混凝土填充法 溶洞的高度在 1．0～3．0m 之间，且溶洞为填充或半填充 的，则先向抛填片 (碎)石、砂混合物（或商砼）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，24 小时后，待水泥的强度达到 2．5MPa 后，再继续冲 击，穿过溶洞。 图 3： 3 3、护筒跟进法、护筒跟进法 1、溶洞高在 3．Oh5．Om，对于多层溶洞间距较小的 采用钢护筒穿越处理(见图 4)。先用冲击锤进行冲孔、扩孔 处理，然后采用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部，为 保证钢护筒的强度和刚度，每隔 2m，设置加强钢板箍。 3、溶洞高大于 5．0m(多层)，且溶洞间距较大时，拟 采用套内护筒法施工，即用内护筒穿过溶洞的方法进行施 工。内护筒长度 L=h+2m(h 为地质超前钻确定的多层溶洞 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，第二层溶洞的内护 欧阳科创编 2021.02.05 欧阳科创编 2021.02.05 筒外径比上层内护筒内径小 3~5cm，具体见图 5 1、内护筒长度的确定护筒长度 L＝h＋2（m）（h 为多层 溶洞高度）2、内护筒内径的确定内护筒内径应大于 φ100cm，同时外径应小于外护筒内径 5cm 左右，如果只下 一次内护筒（一层溶洞），内护筒内径选用100cm，壁厚 为 1cm，则 外径为 105cm（桩径为 80cm）。当遇到第二 层溶洞时，第二层溶洞的内护筒（即第三次护筒）选用 110cm 内径。 3、溶洞顶部冲孔 根据超前钻的资料，当钻孔施工接近溶 洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开钻机（ gps－15），采用 冲击钻机 cz－60 冲孔。用冲击钻冲孔时，要求轻锤慢打， 使孔壁圆滑坚固，提升高度一般不超过 50cm，一般进程控 欧阳科创编 2021.02.05 欧阳科创编 2021.02.05 制在 60～80cm/h。所有卡扣及钢丝绳必须先经测试检查， 其它施工工艺及注意 事项与常规相同。4、外护筒的制作 及沉放方法 （1）外护筒的制作 外钢护筒制作时，先勘察地质质料，根据溶洞的层数确 定外钢护筒的直径。钢护筒分节制造，工地拼接。先采用 桩锤进行扩孔，钢护筒采用振动下沉。振动下沉采用振动 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的平面内监测倾斜度，以便随时调 正。护筒下沉至硬土层或岩面后，其倾斜度小于 1％。 （2）内护筒的沉放当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲 锤，在顶部厚度范围