樁基遇到溶洞處理方案及注意事項

2021-03-04 09:42:39 字數 3881 閱讀 2414

樁基遇到溶洞處理及應急預案

一、 概述

岩溶形成主要為溶洞、豎井、漏斗、及溶溝(槽),以垂直方向發育為主,豎井、漏斗

既有消水作用,同事又具備溢水功能。深部岩溶形態主要韋溶溝(槽),地下暗河通道以水位方向發育為主,是地下水流動的主要通道。

鋪以超前鑽勘測溶洞,挖孔進尺到溶洞頂面1m時,先分鑽鑽小孔,查明溶洞內是否有承壓水,有承壓水時應等水位穩定後進行抽水,才能繼續開挖。洞內有較軟塑狀粘土時,注意及時護壁,必要時,可採用固結灌漿,待充填物基本固結後再實施開挖。岩溶發育區挖孔到達設計深度後,必須進行孔底檢測,為查明孔低以下的地質情況是否滿足設計要求,要求用小風鑽查明樁底一下4公尺範圍內德地質條件。

(1)承壓水:承壓水是充滿兩個隔水層指尖的含水層中的地下水

承壓水的處理:

a. 如果能獲得地下水的**方向,就在其上游打一排堵水帷幕空,採用高壓灌漿,封堵地下水。

b. 根據地下水的**和水量,打乙個或幾個降水孔,其深度一定要大於基樁最大深度。

(2)溶洞分分類:

a. 按大小分可分為:1.小溶洞(洞高小於3m),2.大溶洞(洞高大於3m)

b. 按有無填充物可分為:1.有充填、已填滿,包括亞砂土和亞粘土充填,有可塑、軟塑、和流塑之分。2.半充填。3.無充填物,為空溶洞。

c、按是否漏水可分為:1.全漏水(與其他溶洞相連),2.半漏水,3.不漏水

d、按溶洞垂向數量可分為:1.單個溶洞,2.多個溶洞

二、 溶洞樁基施工方案

1. 片石粘土築壁法

溶洞內無充填或半充填,溶洞高度不太大,一般在3m以內,但存在嚴重漏水,護筒內水頭高度不能保持時,可採用片石、粘土和整包水泥(按1 m3:3 m3:0.75 t比例,順序為袋裝水泥、袋裝粘土、片石)回填衝擊,用0.5~0.8 m小衝程,不迴圈泥漿幹打幾分鐘,使回填物充分密實,再加漿提高水頭到正常高度,等水泥初凝具有一定強度,將漏漿處堵住後再使用小衝程繼續鑽進,形**工泥石護壁。

如此反覆多次回填片石、粘土和整包水泥,反覆衝擊直至形成泥石護壁並不再漏漿為止,這也是個比較成熟的施工方法。粘土片石築壁法施工時,鋼護筒必須穿透砂礫及卵石層等透水層,坐落在不透水的亞粘土層上,這樣可以防止由於溶洞漏水,水頭高度急劇下降而造成的坍孔。嚴禁因為鋼護筒短,沒座在亞粘土層上,造成坍孔,導致鑽頭被埋在孔內,護筒埋置採用鋼護筒跟進法。

2. 常規成孔法

當溶洞內有充填物,是可塑或軟塑的亞粘土,並且溶洞不漏水的情況下,這時不管溶洞有多大,也不管溶洞垂直數量有多少,都可以不考慮溶洞的存在,而按照正常的位址情況施工,採用衝擊鑽成孔,洞內的圖紙和溶洞外的圖紙沒有什麼區別,可以按無溶洞的情況施工

3. 鋼護筒跟進法

溶洞較大,單層或者多層溶洞成垂直穿珠帶狀情況下,採用鋼護筒跳進法施工,該方法就是一面沖孔,一面接高護筒,並且將其壓到或震動下沉至已鑽成的孔內,當樁孔穿過多個溶洞並且成功造壁,在下面沖孔時,上面已形成的泥石護壁坍塌漏水並且無法解決時,可以鋼護筒跟進到這個位置堵漏。

4. 注漿法

溶洞層數較多,為串珠狀,溶洞位置勘測準確,溶洞大於0.5m小於3m,土層中有較厚的砂層,溶洞漏漿會引起坍方的情況下,採用預先壓注水泥漿,待水泥漿壓注工作完成24小時後開始鑽進。壓注時壓力控制不大於0.

4mpa,並直到穩定兩秒後再進行下乙個孔的注漿,或相鄰孔冒漿為止。

5. 帷幕注漿法

針對高度大於8m的溶洞,採用帷幕注漿法,注漿採用水泥砂漿注漿,單管注漿,注漿壓力為0.5—1.0mpa,注漿範圍為整個溶洞高度,帷幕的範圍以樁中心以外5m,每隔一公尺提管一次,注漿孔間距3—5m,根據測量放樣成梅花形布置。

在距離樁周邊5公尺的範圍布置鑽孔位置,鑽孔位置不得隨意調整,鑽孔位置需設定護樁。選用合適地質鑽機或者潛孔鑽機並配置好壓漿機,保證注漿工作與鑽樁工作同步,成孔空閒時間不宜過長。鑽孔採用隔行跳打,不得漏鑽,要求孔壁垂直。

成孔後,及時安放注漿管,連線注漿機,調整裝置,拌合水泥漿,拌合好的漿液中不得有結塊,確保裝置工作正常。先將注漿管位置設定在距離孔底0.5m處,注漿開始採用0.

4mpa的注漿壓力,在預定的位置上,採用低壓送漿,在漿液充足後採用1.0mpa的壓力持壓應大於10分鐘,然後提管1m,繼續下一階段的注漿工作。

三、 施工中出現的問題及處理

1坍孔如果有透水層,當衝擊到溶洞後,猶豫突然樓江造成水頭高度集聚下降,透水層失穩,形成漏斗狀坍孔。坍孔的原因有護筒腳底周圍漏水,孔內水位下降,或在潮汐河流中漲潮時,孔內水位差減小,不能保持原有靜水壓力,一級護筒周圍堆放重物或機械震動等,均有可能引起坍孔。

、坍孔的預防:坍孔的預防在於「常看,常補「常看就是要求各地層地質情況做到心數有數,隨時注意鑽進情況,隨時觀察水位情況。「常補」就是當鑽進鬆散粉砂土或者流砂中

時,要及時補充較大的比重,粘度的泥漿,甚至可補充投入參有片石或卵石的粘土,此外,要有專人負責補水,以保證鑽孔內必要的水頭高度

、坍孔後的處理

a當成孔深度不大時,可全孔回填粘土,暫停一段時間後再深埋鋼護筒到不透水層,方可重新鑽孔。

b當成孔深度較大時,可將鋼護筒一直坐落在坍孔的喇叭口下緣的亞粘土層上,護筒周圍回填粘土,擠實再重新鑽孔。

2斜孔原因:猶豫溶洞面傾斜或出現探頭石致使鑽頭沿軟土層部位下滑造成斜孔。

處理方法

a擴孔糾編法:此方法適合於潛孔階段中(一般不超過10m)鑽孔已偏斜嚴重的情況下,採取加長粗徑鑽具,並使用比原鑽具直徑至少大一級的鑽具,從孔口或者從孔口管底部位置擴下去,可以擴大處理符合要求的鑽機,矯正鑽機的方向,防止繼續鑽進中該孔偏斜嚴重發生的情況出現。

b短鑽具法:在鬆軟岩層或者厚度大的覆蓋層中鑽進時,當鑽孔產生一定偏斜後,可利用較短的粗徑鑽具進行矯正,因為在上述地質條件下鑽孔,孔徑一般比較大,而短鑽具在較大孔徑內較易改變方向。主要通過用輕壓力滿轉速的操作方法,鑽具會因自重垂向鑽進。

c換徑法:主要用比原正常鑽具小一級或者兩級直徑長度短於1.5m的鑽具鑽進。因為短細的鑽具可在較大的孔徑內接近垂直狀態。

d掃孔法:此方法是在某一灌漿段鑽孔結束時進行孔斜測量,發現偏斜超過允許值情況下,先補進行糾偏處理,按正常程式繼續灌漿,當快要結束時,用比例為0.5(或者0.

6):1的濃漿置換出孔內稀漿,並待凝24—28小時後掃孔(用鑽具掃除孔壁和孔底的障礙物)。

e補孔法:在灌漿施工中,當發現鑽進孔偏斜嚴重時,為防止嚴重的孔斜對灌漿質量產生影響,可在該孔附近補貼新的漿孔,一般與原灌漿孔的距離不大於50cm此方法用於淺孔階段中較嚴重的偏斜情況下。

3漏漿在衝擊成孔中,由於有的溶洞與地下暗河或其他溶洞相同,泥漿迅速流走,水頭高度急劇下降,造成漏漿,施工時要在孔邊備足一定數量的片石和粘土,一旦出現漏漿,要及時回填片石、粘土衝擊造壁,並馬上補水,防止水頭高度繼續下降。

意外跑漿:地質資料揭示無溶洞或只有很小的溶洞,但突然發生跑漿,估計是擠破了旁邊大溶洞的洞壁,或小溶洞與旁邊的大溶洞是相連的。採取投放片石、粘土,整袋水泥堵塞起到護壁作用,使鑽孔順利通過岩溶區。

4埋鑽埋鑽是由坍孔造成的。施工中發現漏漿應立即將鑽頭提到孔外,如果未及時提鑽,漏漿後坍孔,鑽頭便被埋在孔中。

①人工挖土鋼護筒跟進法。樁孔進尺10m以內,地下水易於控制,沒有大的承壓力,人可以下到樁孔中去邊挖坍落的泥石,邊護筒跟進,一直挖到鑽頭位置,護筒也跟進到鑽頭位置。

②真空吸渣法。將導管置於坍孔的底部,用9 m3 空壓機通過50~66 mm 鋼管壓入空氣吸出沉渣。這種方法適用於坍孔石頭的粒徑不大於25 mm的情況。

還可用強力幫浦沖孔,以求用沖洗液沖散坍塌物 ,並排出孔外,才強力開幫浦的情況下串動鑽具,並逐步擴大串動範圍,此方法可針對於不太嚴重的埋鑽事故。

若填埋很厚,其程度比較嚴重,上述方案都無法實施的情況下,可將填埋物一以上的鑽桿反上來,然後下入同徑鑽具送水鑽進,待將填埋物鑽掉,並沖洗乾淨後用絲錐撈取事故鑽具

5 其它注意問題

① 遇到較大的土洞、空溶洞時,或連體薄層深洞迅速跨塌,出現掉錘現象,在快到溶洞項板2m距離位置時應低錘輕衝擊、慢衝擊,減少溶洞大面積跨塌掉錘現象。

② 混凝土坍落度以18~20cm為宜;澆築導管必須密閉良好,澆築時先放置隔水塞,澆注混凝土必須連續、快速;混凝土灌注比理論計算偏大是孔中有漿浸入溶洞,在溶洞地區澆築樁基混凝土應增加,備料應不少於八十立方公尺。

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