精心整理冲孔桩施工溶洞处理方案一、根据溶洞等不良地质情况在冲孔桩施工过程中易出现的主要影响如下:(1)漏浆。
在遇见溶洞时,泥浆急剧流失,部分无法及时补回到正常水位;(2)不可遇见性漏浆。
施工过程中,在桩孔回填块石、黏土后继续钻进,泥浆液面连续下降情况;在灌注混凝土过程中,出现泥浆液面连续下降情况;(3(4(5(6(7)二、处理方案概述根据本工程地质报告资料,工程地质情况较复杂,溶洞分布较广泛,桩基持力层一般为微风,结合溶洞等不良地质对桩基施工的影响,综合考虑质量要求和工期要求,经过归纳整理,具体可以划分为溶洞、裂隙、斜面岩等三类情况,拟进行施工前的预处理和施工过程中的过程处理。
1、处理目的及必要性1.1保障桩基施工工期因本工程桩基工期非常紧张,综合考虑桩基施工所遇到的问题,通过施工前预处理和过程处理,保证成桩速度与质量,确保桩基施工工期满足要求。
1.2确保桩基施工成孔安全溶洞填充物多为半充填,部分为全充填或无充填,充填物呈褐黄色黏土,软塑~可塑,饱和,局部含少量灰岩碎石;以及超前勘察钻进过程中出现过漏浆的地层。
承1.31.4求。
2(1)根据地质勘察,灰岩强度较高,结合工期要求及现场实际情况,桩基施工采用冲击钻成孔。
(2)对工程中所有出现的溶洞或出现超前钻漏浆、漏水等现象的地层,为了防止成孔中漏浆、塌孔,减少成孔困难,进行预注浆处理。
预注浆以水泥浆为主,注浆量大时可采用双液浆或采用分次压注水泥浆的方案。
注浆加固的次序,考虑地下水的影响,确保注浆效果,减少注浆损失。
(3)遇有斜面岩时,根据斜面岩竖向高度不同,可以填充混凝土、硬质岩片石(如闪长岩、辉绿岩)反复冲击为主,特殊情况下采用孔内爆破的方案。
回填高度一般高于出现偏孔处1.5~2m米处,如此反复填充,反复冲击成孔,直至孔壁垂直度满足设计要求。
(4)尽量避免采用钢套管护壁的高造价、低效率护壁方案;必须采用时,宜采用单(5止。
(6单位。
33.13.24、裂隙的判别4.1工前判断(资料判别)依据超前钻资料,桩位不存在溶洞,但超前钻柱状图岩体描述中含“节理裂隙(一般)发育”时,一般有存在裂隙的可能;如果描述中含“钻进过程中漏水”时,则可能存在裂隙或较大破碎岩体孔隙。
4.2施工过程中判断(泥浆液面判别)施工过程中出现了漏浆,但超前钻资料中显示不存在溶洞时,一般是存在裂隙的可能;如果出现了浆液面较大幅度的下降,地质勘查报告和超前钻资料中显示无溶洞存在时,可能存在较大裂隙和邻近溶洞击穿的情况。
另外,在桩基钻进过程中泥浆浓度下降,甚至出现桩孔返水等现象时,表明桩孔击穿了承压水带,可以视为岩层裂隙处理。
55.1(1问题。
(2(35.2现象。
态数量较多,无充填情况稍少。
根据地质条件,综合考虑施工工期、桩基质量、场地安全、施工场地情况,从技术、经济等方面经过比较,对已知溶洞采用桩基施工前进行注浆法预处理,施工过程中进行过程处理,对未知溶洞采用灌注混凝土填充法、抛填法、护筒跟进法进行过程处理。
1、溶洞的分类根据已掌握的地勘资料,将当前揭示的溶洞情况进行整理分析,确定溶洞的不同类型如下:(1)小型溶洞:单个高度H≤2m以内的填充式溶洞或虽显示不只1个溶洞,但都小于2m且间隔距离大于2m以上;(2)中型溶洞:单个溶洞高度2m<H≤4m;或多个溶洞虽单个小于2m但属全空溶洞,或多溶洞间距较小(实际冲孔过程中将会被击穿形成一体溶洞)其累加溶洞达到2m以上;(3(4(522.1(1(2(3)目的:为了加固孔护壁及溶洞填充物,并达到一定的强度(20MPa以上),防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生,保障成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完成。
(4)优点:由于溶洞、裂隙埋藏较深,不能用爆破或填充混凝土等一般方法处理,有效的处理方法是注浆法。
而在众多的注浆法中,因溶洞的不规则性,决定了其处理的最有效和比较经济的方法是静压注浆法。
因此,采用静压注浆法,同时也可兼用喷射注浆法,促进填充物强度的加强。
(5)施工时间: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,与桩基施工的各工序一起形成流水作业。
2.2施工方案2.2.1注浆设计1m32.2.2注浆施工工艺流程注浆施工工艺流程为:场地平整→定桩孔位和钻孔编号放样→钻机就位→钻孔至设计标高→提升钻头→注浆→检验→封孔。
2.2.3静压注浆设计(1)工艺设计布孔:在超前钻有溶洞的桩位四周均布4个注浆孔钻孔:孔径80mm,孔深要求达到最深溶洞的底部材料:水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,水灰比水:水泥=0.6:1~1:1,一般情况下采用0.8:1,特殊情况下采用1:1:1水泥与水玻璃双浆液。
工艺:采用注浆系统进行全孔注浆,要求少量多次、反复注浆,如溶洞空间容积大、透水性强,则在混凝土干料中添加一定量水玻璃,形成水泥水玻璃双液浆。
(22.2.4。
2.2.5采用浆。
2.2.6注浆注浆材料:水、P.O42.5普通硅酸盐水泥。
注浆液配合比:水:水泥=0.8:1。
注浆速度:50~100L/min。
注浆压力:由试验确定。
注浆花管:注浆花管采用内径38mm,壁厚不小于5mm的钢管制成;管尖是呈圆锥体,上部带有丝扣与花管连接;花管底端1m长度范围内应有60~80个孔眼,沿管中心线方向分四排呈梅花形布置,孔眼直径1mm~3mm。
注浆设备及配套设施:注浆泵、泥浆搅拌机、泥浆泵、贮浆槽等。
正式注浆前,先注入清水,以疏通注浆花管孔眼,保证注浆顺利进行。
(130min。
(2(3(42.2.70.5:1的浓水泥浆。
3、溶洞过程处理3.1适用条件(1)地勘资料显示无溶洞,实际钻进中遇见溶洞浆液面下降,或钻进过程中出现浆液面下降的情况;(2)对已知溶洞进行注浆预处理后,任出现泥浆液面下降的情况。
3.2溶洞处理准备工作(1)选择合适的实心钻机机型,其能有效地穿过紧密砾卵石层,坚硬漂石层或岩层;冲击锥提升速度快,不易卡钻,遇到溶洞时能够迅速提起钻头,以免埋钻;冲击成孔能形成坚实孔壁,成孔质量高。
(2)备好充足的处理溶洞材料。
准备好足够的黏土、片石、麻袋、袋装水泥、砂石砾石1:1(3可为~28s。
(4(5(6成损伤。
(7)施工前对施工作业班组进行溶洞处理相关技术、安全交底。
3.3小型溶洞处理方案(H≤2m)(1)在冲击钻钻进施工过程中,在正钻进时密切注意护筒内泥浆面的水平位置变化情况,当泥浆面迅速下降时,首先要立即补充泥浆。
(2)在钻孔前在桩机旁储备足够块石、黏土,发现泥浆面下降时,迅速采用挖掘机(1m3)将施工前准备好的黏土、块石(比例3:7)向钻孔中投入,回填至溶洞顶2m 以上。
然后采用低提慢进的方法重新冲孔,通过冲孔堵住溶洞并重新造浆。
(3)当再次漏浆时,仍按上述方法处,反复回填冲孔,达到填充溶洞及固壁,至设计桩底标高。
(4)在钻孔过程中,发生大面积塌孔、或泥将快速流走,钻孔原泥浆面下降超过2m3.4(1(2(3(4(528s。
(67的比(7)采用小冲程进行钻进,让钻锤击碎黏土和片石并挤入溶洞内壁发挥护壁作用。
(8)直至孔中的泥浆面停止下降,并慢慢上升,此后可加大冲程进行钻进,对投入的填充物进行冲击式挤压,确保溶洞被堵死。
若溶洞内进尺过快,则继续投入片石、粘土,投入量根据进尺速度确定,少量多次。
(9)若同一溶洞封堵后再次塌孔,则证明溶洞空隙较大,原粘土片石未能有效封堵住溶洞,为增加堵洞固结强度,降低灌注桩时塌孔风险,需要在再投入粘土时分批投放袋装水泥(50Kg/袋),以整袋投入。
(10)当泥浆漏失现象全部消失后,转入正常钻进,如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。
(11)击穿溶洞顶、底板后,要用钻锤将溶洞顶、底板处的桩孔修理圆滑,以防卡钻及钢筋笼。
3.5大型溶洞处理方案(4<H≤6m),防止3.5.1(1(2(3(4(5)水泥、黏土和片石并挤入溶洞内壁发挥护壁作用。
(6)冲孔到漏浆部位的时间宜控制在水泥终凝时间之前,然后停止钻机4h左右,直到凝固后的水泥粘土浆把漏浆源堵死为止。
3.5.2灌注混凝土护壁二次成孔钻进法对于空孔大型溶洞、填充物为流塑状溶洞、溶洞内有涌水等大型溶洞,因其泥浆的侧向压力较大、自稳性较差,采用灌注混凝土护壁二次成孔钻进法。
(1)按上述大型溶洞冲孔后,在击穿溶洞顶板后,加大泥浆比重,防止涌水、涌浆稀释泥浆,导致泥浆护壁能力下降,发生孔壁坍塌。
(2)钻至溶洞底板后,不用清孔,即向孔内灌注水下C30水下混凝土到溶洞顶2.0m 以上。
(3)待混凝土达到70%强度后,重新钻进。
3.6对于H3.6.1(1)15-30m 采用度要求(2顶3m左右时,更换能满足设计桩径的常规钻头,同时埋入钢护筒,然后边打边跟进钢护筒。
(3)护筒的沉放:下放长护筒时,其位置必须准确,下放完成后,检查其高程、垂直、护筒顶面水平度。
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,冲锤不明显受阻,说明顶部已成孔并且圆滑垂直的,此时用钢丝绳活扣绑住内护筒,用吊车将护筒放入沉至孔底,必要时用振动锤下沉。
用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工时,施工中充分利用冲击钻的扩孔性能,使钢护筒能顺利下沉。
(4)为保证钢护筒顺利下滑,要求桩孔竖直,无歪斜、缩颈。
(5)钢护筒根进至溶洞顶板以下,根据溶洞情况进行处理。
3.6.2溶洞处理护筒下放到溶洞顶板以下后,泥浆可能急剧下降,但受到护筒保护作用,泥浆流(1(2甚至卡裂隙时,水头下降较缓,这时提钻,同时向孔内投入粘土、块石(3:7)和少量水泥,调整泥浆稠度。
当水头下降较大时,可先补入泥浆保证孔内水头压力,同时向孔内投入粘土、块石(3:7)和少量水泥,或者C30混凝土,调整泥浆稠度,待孔内水头稳定后,继续钻进。
如后续继续出现泥浆下降,则重复上述抛填,直至裂隙处理完成,并最终成孔。
五、斜面岩处理方案出现偏孔并判定为斜面岩后(包括半边岩),采用强度略高于岩层的闪长岩、辉绿岩回填,回填高度超过溶洞顶板、出现偏孔处或高出探头石1.5米以上,如此反复填充,反复冲击成孔。
开始冲程要适当降低,待块石冲实后,冲锤冲击时受力均匀,换用较高冲程,将斜面岩及回填的闪长岩、辉绿岩一起击碎,若此后还有偏孔,重复上述方法继续修正。