桩基溶洞施工方案

1、水汲江大桥工程桩基溶洞处理专项方案长沙市桔洲建筑工程有限公司水汲江大道大桥工程项目经理部二0一一年一月目 录一、工程概况1二、桩基溶洞处理方法1三、施工注意事项5四、一般事件处理7五、施工组织8一、 编制依据1、本工程现场情况及勘探资料、设计图纸；2、我单位类似工程施工经验；3、2010年8月-12月溶洞处理方案专项会议中各单位意见。二、 工程概况水汲江大桥钻孔灌注桩48根，已施工桩基31根，本桥处于岩溶发育区，地质情况复杂，除0#台、1#墩无溶洞，其余6排36根桩都不同程度，有溶洞、溶槽、流砂、地下河等特殊地质情况。根据本工程情况、勘察资料、设计图及我部已施工的23根桩基的溶洞处理情况和施工

2、情况（投入了大量片石、粘土、水泥，混凝土超灌量较大，充盈系数达2.5）。特制定桩基溶洞处理专项方案，以指导溶洞段桩基施工。三、 桩基溶洞处理方法根据桥位地质情况，本桥桩基施工全部采用冲击钻孔方法施工。1、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，在注意不卡钻的情况按照正常的地质情况施工成孔。但须注意以下两点：较大溶洞要注意投入片石固壁，避免混凝土超灌量过大，保证成桩质量。如桩基为摩擦桩，溶洞深度超过1米时,提请设计单位增加桩长。2、无充填或半充填小溶洞施工2.1、溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以

3、内，但存在严重漏水,护筒内水头高度不能保持时，拟采用片石粘土水泥筑壁法，既投入片石、粘土、水泥方法处理：2.1.1在孔位附近准备大量粘土、片石和适当数量的袋装水泥，设置2个容量较大的泥浆池，保证桩孔一旦出现漏浆，能及时补浆和回填桩孔。2.1.2在接近溶洞顶板1m左右时，加大泥浆比重，小冲程冲击，逐渐击穿顶板，同时加强对孔内泥浆面变化的监测，发现孔内泥浆面明显下降，立即提起冲锤，及时补充泥浆，回填粘土、片石和袋装水泥（重量比1:1:0.2），停置一段时间（一般24h）。在停置期间，若孔内泥浆继续下降，应随时补充泥浆和回填混合物，待孔内泥浆稳定后，方可继续冲孔，采用小冲程冲击投下混合物，使其挤入溶

4、洞中，堵塞溶洞通道。2.1.3在冲击过程中，孔内泥浆还会多次下降，每次泥浆下降，都要及时提起冲锤，补充泥浆和回填粘土、片石，并停止冲孔一天，待稳定后继续冲孔。如此循环反复，直到桩孔不再漏浆为止，顺利穿越溶洞。2.2、两层及多层小溶洞施工2.2.1两层及多层小溶洞处理方法同单层小溶洞，采用投入片石、粘土和水泥方法施工。对于两层及多层溶洞，特别是本工程部分两层及以上溶洞间夹层较薄（个别仅有70cm），在接近溶洞顶板1m左右时，加大泥浆比重，换成小冲锤小冲程冲击，逐渐击穿顶板，同时加强对孔内泥浆面变化的监测，冲破顶板后换回原冲锤并反复多次投入片石、粘土和水泥，按上述方法反复冲击直至形成泥石护壁，施工

5、完上层后按同样方法处理下层溶洞。2.2.2施工中应特别注意不能冒进，以防发生卡钻或打穿两层或多层溶洞后水头高度急剧下降而造成的坍孔等事故。3、较大溶洞施工溶洞较大（一般大于3米），洞内无充填物或流塑充填物，漏水很严重，采取片石加粘土反复打密，仍然无法形成泥石护壁的，拟采用以下三种方案处理：3.1 回填法施工中出现上述情况后，先对溶洞进行充填加固，用石块、水泥、粉煤灰浆填满溶洞，并夯实，同时加大孔内泥浆比重，以防已成孔段塌孔，7天后再进行成孔。施工方法同上。3.2 套内护筒施工3.2.1内护筒长度的确定护筒长度lh3（m）（h为地质超前钻确定的溶洞高度）；3.2.2一般钻头外径和钢护筒内径空隙控

6、制在3 5cm，保证冲击钻在护筒内顺利提升或下冲为度。3.2.3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，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。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。3.2.4内护筒的沉放方法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，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的，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）, 利用钻头重量及其震动使内护筒随钻头的钻进而下沉，直到

7、溶洞的底部。3.2.5内、外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部间空隙的处理（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，固结强度要求达到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，同样能起到堵塞空隙的目的。（4）对于需要处理多层溶洞的桩基，一般仍采用上述灌浆法填充固结空隙进行施工。目的是为了增加溶洞底部（同时有可能是下层溶洞的顶部）附近填充物的密度和强度，并且增加内、外护筒

8、间的胶合力。（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。3.3 超前钻孔预灌浆施工3.3.1当以上方案处理溶洞效果不佳时。其他类似桩基采用超前钻孔注浆浆法。因溶洞的不规则，本工程拟采用静压化学灌浆法并兼用喷射灌浆法，促进填充物强度的加强。3.3.2 静压化学灌浆的加固特点为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，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为100，即1m3体积浆材可得1m3结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀土、亚粘土等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的

9、；对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。浆液在土体中一方面渗透、挤密溶洞中的土体的空隙，充填溶洞的空间，在桩体周围形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁泥浆不流失；另一方面，提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙，防止坍孔。3.3.3工艺设计布孔：在超前钻有溶洞的桩位四周均布4个灌浆孔。钻孔：孔径80mm，孔深要求达到最深溶洞的底部。材料：普硅425水泥与化学浆。工艺：采用双液灌浆系统进行全孔灌浆，要求少量多次、反复灌浆。4、溶洞处理程序发现溶洞及时通知监理,并及时按此溶洞施工方案进行初步处理，以防坍孔。程序：监理查看相关情况通知业主业主组织相关单位确定采用何种处理措施处理

10、溶洞并确认处理工程量溶洞区通过后且接近设计标高时，设计、勘察单位确定地质情况及是否增加桩长按设计、勘察单位确定的标高终孔并灌注混凝土监理旁站记录混凝土灌注数量，业主、监理及相关单位确定溶洞区混凝土超灌数量及整根桩基溶洞处理工程量总结处理经验。联系线条为：施工监理业主设计、勘察单位成孔后的工序工艺与常规相同。四、 施工注意事项1、钻头钻至溶顶时，为防止由于溶洞顶板岩层厚度、硬度不均而出现斜孔，除采用抛填片石平衡钻头外，也可采用质量较大的钻头处理。2、溶洞处理时，速度稍微放慢一些或稍停一段时间，可促使片石、粘土和水泥的固结利于固壁。3、充填物的溶洞采用抛填物的方法处理是可行的，但为了避免发生缩孔，

11、可采用大块片石。4、溶洞内泥浆浓度要大，比重不小于1.4。5、孔内泥浆流失时处理：如孔内泥浆流失量较小(泥浆高度下降1m以内)，投入片石、水泥、粘土处理，粘土可不装袋投入。如孔内泥浆流失量较大(泥浆高度下降13m)，投入片石、水泥、粘土处理，粘土、水泥袋装投入并补充泥浆。如孔内泥浆流失量较大(泥浆高度下降3m以上)，投入片石、水泥、粘土处理，粘土、水泥袋装大量投入并及时补充泥浆。6、若溶洞内为流塑状粘土，即使孔内不漏浆，为加大泥浆浓度，增加固壁的牢固性，也要按片石粘土3:1的比例加入。7、当处理住漏浆时或到达溶洞位置但不漏浆，要向孔内抛填片石及粘土进行固壁，小冲程反复冲砸，使抛填片石充分挤入孔

12、壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量过大，保证成桩质量。8、钻头钻至溶顶时，要注意采用轻锤小冲程，以防出现卡钻、掉钻现象发生。9、无论哪一类型的溶洞,在成孔时都不可能完全堵死溶洞,因此,灌注混凝土时应事先拟定灌注方案,配备足够的材料,若溶洞底板离桩底不足1 m时,则在灌注第一斗料时,应充分考虑第一斗料的体积,防止第一斗料灌注下去后,导管埋置深度不足1m,甚至出现导管内有泥浆的现象。在灌注至溶洞区时,应加强检测孔内混凝土的厚度,每一次落料都应进行检测,严格控制导管的埋深,千万不要以理论计算值来确定导管的埋深,以免出现“断桩”现象。五、 一般事件处理1、坍孔1.1 预防坍孔的方法1.1.1溶

13、洞处理时泥浆比重要大；1.1.2发现漏浆及时回填及补浆。1.1.3遇溶洞漏浆，上部卵石层最容易坍孔，施工用钢护筒（直径比桩径大20-30cm,厚度1-2cm,）最好穿过卵石层，支撑在岩石或不透水层上。钢护筒可用冲锤、挖掘机打入，遇困难可用50t-100t振动锤打入。1.2 坍孔的处理方法1.2.1当成孔深度不大时，可全孔回填粘土，并暂停一段时间后，再深埋钢护筒至不透水层方可重新钻孔。1.2.2当成孔深度较大时，可将钢护筒一直座落在坍孔的嗽叭口下缘处，护筒周围回填粘土，挤实，并暂停一段时间后，再重新钻孔。2、卡钻2.2卡钻的原因和处理方法：2.2.1钻头在冲击填充的片石时，进起的石块将钻头和孔壁

14、的空隙挤住，钻头不能上下。可放小炮震活钻头，也可用小冲击钻冲动，或用冲吸的方法将卡在钻头的石碴松动再提出。2.2.2钻头冲破溶洞顶板，掉入溶洞，钻头倾斜，提不出来，应放小炮炸顶板岩。一般用药量为300 500g即可，一次不行可反复几次。2.2.3卡钻时不宜强提，免得拉坏机械，拉断钢丝绳，掉钻头。3、斜孔斜孔是由于岩石表面倾斜或出现探头石，致使钻头沿软的低的部位下滑造成的。解决的方法是回填片石，也可以灌注水下砼，待强度形成后用小冲程打紧绳反复冲击，直至调正过来为止。过大的冲程会成孔不圆，造成斜孔，一般应采用14m为宜。4、坍孔埋钻埋钻的原因是坍孔造成的。施工中发现漏浆应立即将钻头提到孔外，如果未及时提钻，漏浆后坍孔，钻头便被埋在孔中。拟采用真空吸渣法。将导管置于坍孔的底部，用9m3空压机通过钢管压入空气吸出沉渣。这种方法适用于坍孔的石子粒径小于25cm(导管的内径)。