樁基溶洞處理專項方案
一、 編制依據
1、高速公路xx合同段工程施工合同。
2、高速公路xx合同段工程施工招標檔案。
3、國家及交通部現行橋涵施工技術規範及驗收標準等。
4、高速公路xx合同段施工圖。
5、高速公路xx合同段樁基地質補勘圖。
二、 工程概況
xx高速公路xx合同段主線起點k100+850，終點k104+600，主線全長約3.75 km。
本標段屬綏江沖積平原區，地層由第四系沖積層亞粘土、亞砂土、碎石及上泥盆統天子嶺組砂岩、灰岩及其風化層組成，區域性可見侵入體花崗岩風化層。
初步勘察資料顯示統計橋位鑽孔為41個，揭露發育溶洞的鑽孔 5個，見洞率為12％．有3個鑽孔揭露兩層溶洞或多層溶洞，佔揭露岩溶鑽孔的60％，說明場地內岩溶較為發育。在勘探深度範圍內溶洞最小高度0.2m，洞體最大高度可達4.
2 m。
三、 施工前的準備
1、人員組織: 專案部專門組織有關技術人員研究學習有關溶洞處理的措施，並且成立了溶洞處理應急小組。施工現場派4名技術人員分兩班在工地24小時輪流值班，發現問題及時上報處理。
專案部還組織樁基隊鑽機機長學習溶洞處理的知識，使他們對溶洞處理做到心中有數。總之，在人員組織方面，明確分工，各負其責。
見後附表《現場主要管理人員一覽表》
2、材料準備 : 片石80 m3，粘土120 m3，水泥10t，編織袋200條，鋼護筒30m。
3、機械配備 : 裝載機50型一台，25t吊車一台，1m3挖掘機一台。
四、 溶洞的分類
根據地質勘察報告，可將我合同段內的溶洞按以下標準分類：
4.1按溶洞的大小分：a：小溶洞，洞高<3m。b:大溶洞，洞高》3m。
4.2按洞內有無添充物分：a: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。b:半充填，有一半左右充填。c:無充填物，為空洞。
4.3按是否漏水分：a:全漏水，與其它溶洞相連。b:半漏水。c:不漏水。
4.4按溶洞垂向數量分：a:單個溶洞。b:多個溶洞。
五、 溶洞樁基施工方案：
針對本工程溶洞分布較廣，施工技術難度較大，本工程又為省重點工程，我專案部從嚴把質量關，確保工程進度，確保施工安全考慮，把樁基溶洞處理列為重中之重並按設計要求作相關施工監控。專門組織所有技術人員討論、研究方案並學習有關溶洞處理方面的知識。根據本工程溶洞分布的具體情況，確定先採用衝擊鑽成孔，然後根據具體情況採用投放拋填物的方法處理溶洞，後考慮採用下放鋼護筒的方案。
5.1 常規成孔法(按照無溶洞地質考慮)
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，這時不管溶洞有多大，也不管溶洞垂向數量多少，都可以不考慮溶洞的存在，而按照正常的地質情況施工。採用衝擊鑽成孔，洞內的土質和溶洞外的土質沒有什麼區別，可以按無溶洞的情況施工。
5.2 片石粘土築壁法
a 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，座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。
對於一些溶槽、溶溝、小裂隙等，沖孔時採取投放片石、粘土，整袋水泥堵塞起到護壁作用，保證泥漿不流失，使鑽孔順利通過岩溶區。
5.3 鋼護筒跟進法
溶洞較大（洞高》3m，單層或多層溶洞成垂直串珠裝）採取鋼護筒跳進法施工。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，並且均已成功造壁，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溶洞位置堵漏。
a:鋼護筒選擇。內護筒長度和內徑的確定：
護筒長度l=(h+h)m(h為地質超前鑽確定的溶洞高度,h為溶洞頂到地面加30cm的高度)；單層護筒內徑大於樁直徑10cm,多層護筒最內層護筒內徑大於樁直徑10cm，其外面一層護筒內徑大於內層護筒外徑10cm，並以此類推。鋼護筒孔徑要準確，連線要順直，用捲板機成型。鋼護筒要有一定的剛度，鋼板厚為9mm為宜，單個大溶洞用單層護筒，兩個大溶洞用雙層護筒，並以此類推。
b：內護筒的沉放。當衝擊穿過溶洞頂部時要反覆提公升衝錘，在頂部厚度範圍上下慢放輕提，衝錘不明顯受阻礙，說明頂部已成孔並且是圓滑垂直的，此時用鋼絲繩活扣綁住內護筒，用吊機(或樁機自身重量)把內護筒放入外護筒內沉至孔底，必要時用振動錘下沉。
用衝擊鑽成孔鋼護筒跟進法施工時，施工中應充分利用衝擊鑽的擴孔效能，使鋼護筒能順利下沉。鑽頭直徑大於鋼護筒外徑3 ~ 5cm，護筒到位後鑽頭改為滿足成孔要求的鑽頭直徑。
如果衝擊鑽在堅硬的岩石中的擴孔係數較小，不能滿足護筒下沉要求的，回填並加大鑽頭直徑二次沖孔，以保證鋼護筒順利下沉。為保證鋼護筒順利下滑，要求樁孔要豎直，無歪斜、縮頸。
5.4 注漿法
溶洞層數較多，為串珠狀。溶洞位置勘察準確，洞高大於0.5公尺，小於3公尺，土層中有較厚的砂層，溶洞漏漿會引起坍方的情況，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2秒後再進行下乙個孔的注漿，或相鄰孔冒漿為止。
六、施工**現的問題及處理
6. 1 坍孔
如果有透水層,當衝擊到溶洞後,由於突然漏漿造成水頭高度急劇下降,
透水層失穩,形成漏斗狀坍孔。
預防坍孔的方法:
①採用衝擊鑽沖孔施工時,可將鋼護筒坐落在亞粘土層上,再繼續衝擊成孔;
②發現漏漿及時補水。
坍孔的處理方法:
① 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;
②當成孔深度較大時,可將鋼護筒一直坐落在坍孔的剌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。
6. 2 卡鑽
卡鑽的原因和處理方法:
① 衝擊鑽刃腳磨鈍、孔徑變小造成卡鑽,應經常對衝擊鑽進行補刃;
② 孔不圓,形成梅花孔,最好用五刃和四刃鑽頭打圓孔,不用一字鑽;
③十字孔、探頭石、落石等物卡鑽，或鑽頭卡在溶洞內，上下提動無效時，用「一」字形或半月形小鑽頭沿孔壁障礙物處衝擊，將障礙物擊破或擠走，提出鑽頭。
鑽頭在衝擊填充的片石時,衝擊後彈起的石塊將鑽頭和孔壁的空隙擠住,鑽頭不能上下,可用小衝擊鑽衝動,或用沖吸的方法將卡在鑽頭上的石碴鬆動後再提出。
④鑽頭被溶洞頂板卡住時，可用漏斗形鋼套管順著大繩下入至鑽頭頂，匯出鑽頭。鑽頭提出後用小衝程慢慢修孔，必要時回填片石、黏土重鑽。
鑽頭衝破溶洞頂板掉入溶洞,鑽頭傾斜,提不出來,應放小炮炸掉頂板岩,一般用藥量為300～500 g ,一次不行可反覆幾次,在衝擊到岩洞頂板時應採用小衝程打緊錘、打圓孔。
⑤發生卡鑽事故後，不宜強提鑽頭,免得拉坏機械,拉斷鋼絲繩,掉鑽頭。當鑽頭可以上下活動時，利用鑽機上下提動鑽頭，並用撬棍拔動大繩使鑽頭旋轉，反覆多次，提出鑽頭。
6. 3 斜孔
由於溶洞面傾斜或出現探頭石,致使鑽頭沿軟的低的部位下滑造成斜孔。解決辦法是回填片石,三次以上無法調正就上報監理及業主，在取得同意後灌注水下砼,待強度形成後用小衝程打緊錘反覆衝擊,直至調正過來為止。但過大的衝程會導致成孔不圓,造成斜孔,一般以2～4 m 為宜。
6. 4 漏漿
① 在衝擊成孔中,由於有的溶洞與地下暗河或其他溶洞相通,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。
② 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。
6. 5 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。
處理方法:
①人工挖土鋼護筒跟進法。樁孔進尺10my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。
6.7 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。
通過以往的工程的實踐，我們認為：做好超前地質鑽探，重點注意衝樁成孔，控制灌注混凝土，一定能控制好溶洞處理效果，確保工程質量。
施工現場主要管理人員一覽表
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