樁基裂隙及溶洞處理專項方案
樁基礎施工中經常碰到溶洞及岩石裂隙等不良地質。
1、裂隙的處理方案
裂隙是地應力釋放在岩石中產生的裂縫,它會導致樁孔的漏漿、掉石塊,甚至卡鑽、掉鑽、塌孔等事故.
現場施工人員事先熟悉該樁位鑽探資料，當進尺達到不良區段時，嚴密監控孔內水頭，當發現水頭出現下降時。判斷是裂隙還是溶洞。當為裂隙時，水頭下降較緩，這時提鑽2-3m，同時向孔內投入粘土塊和少量水泥，調整泥漿稠度。
當水頭下降較大時，可補入泥漿保證孔內水頭壓力。待孔內水頭穩定後，繼續鑽進。
2、溶洞的處理方案
根據溶洞的洞高和洞內的填充物情況，對溶洞採用不同的處理方法，主要的處理方法有：拋填法、靜壓化學灌漿法、灌注混凝土填充法、套放大小鋼護筒法等。
1、拋填法
溶洞範圍小，溶洞高度小於1m，對照地質圖，當鑽至溶洞頂板 l m 左右時，減小衝擊鑽衝程，控制在1 ～ 1 ．5 m， 通過短衝程快頻率衝擊的方法逐漸擊穿溶洞，溶洞一被擊穿，孔內水頭迅速下降， 這時立即向孔內補充泥漿，同時提鑽至孔口，並向孔內投入片石、 粘土塊和水泥，填充溶洞，當孔內水頭穩定時，用測線測出回填厚度，當回填厚度大於 l m 時，使溶洞範圍形成護壁後，再繼續施工。穿越溶洞範圍的樁鋼筋籠在溶）。
發現異常情況及時採用以上方法,反覆衝砸，填塞溶洞，擠密護壁，直至順利穿過溶洞。洞上下各1m範圍在鋼筋籠的定位筋焊接厚4mm的鋼板圓筒，在圓筒外增加四根定位鋼筋（見圖1
2．（靜壓化學灌漿法）施工方法
主橋樁基精確放樣後，在樁基施工平台上用地質鑽於樁中心進行超前鑽，必要時增加鑽位。根據超前鑽的結果，確定護筒的打入深度。有溶洞的樁位，護筒沉至風化岩層，置於強風化巖面上，這樣可穿過土洞。
護筒的底部即為岩層或溶洞的頂部。沒有溶洞的樁，護筒沉放要穿過淤泥質亞粘土、砂礫層，置於砂礫質亞粘土層至少2m深。根據溶洞的不同型別，最後決定兼用兩種不同的施工方案。
當溶洞內有填充物填滿或有流砂的，或當溶洞為空洞或填充物不滿（水洞）且深度在1～3m的，在鑽孔樁施工前先進行預處理，採用靜壓化學灌漿法固結填充物和流砂，或用此法填滿溶洞，在固結體達到一定強度以後再鑽孔施工。
2．1．1技術要求
溶洞預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間並達到一定的強度（20mpa以上），防止鑽孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發生，保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。溶洞預處理施工，在鑽孔樁施工之前進行，相當於在樁基礎施工過程中，於鑽孔樁施工工序之前加入一道預處理工序，與樁基施工的各工序一起形成流水作業。
2．1．2施工方案
（1）處理方法選擇由於溶洞埋藏較深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法處理，有效的處理方法是灌漿法。而在眾多的灌漿法中，因溶洞的不規則性，決定了其處理的最有效和比較經濟的方法是靜壓化學灌漿法。因此，採用靜壓化學灌漿法，同時也可兼用噴射灌漿法，促進填充物強度的加強。
（2）靜壓化學灌漿的加固特點漿材可在幾秒或在幾十秒內瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定範圍內且不流失，材料的利用率高，比較經濟。漿材的結石率為100％，即1m3體積漿材可得1m3結石體。對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結砂和礫的；對於溶洞中的稀土、亞粘土等土體，漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的；對於無填充物和半填充溶洞的空間，漿液是通過充填作用填滿溶洞的。
漿液在土體中的滲透擴散方向是往小主應力面方向，漿液固化後，小主應力面得到加固，而原次小主應力面變成小主應力面。這樣，通過對小主應力面反覆不斷的加固，一方面滲透、擠密溶洞中的土體的空隙，充填溶洞的空間，在樁體周圍形成防水帷幕，防止流砂和保證護壁泥漿不流失；另一方面，提高溶洞中土體的承載力和抗剪力形成擋土牆，防止坍孔，見圖（2）。
靜壓化學灌漿的關鍵在於漿材的配方和工藝。
內護筒底部及頂部灌漿封縫示意單位：cm
（3）工藝設計
布孔：在超前鑽有溶洞的樁位四周均布4個灌漿孔
鑽孔：孔徑80mm，孔深要求達到最深溶洞的底部。
材料：普矽425＃水泥（新標準為普矽32．5mpa水泥）與化學漿。
工藝：採用雙液灌漿系統進行全孔灌漿，要求少量多次、反覆灌漿，如溶洞空間容積大、倒水性強，則在混凝土乾料中新增一定量水玻璃。
2．1．3主要施工機械裝置
主要機械裝置有：bw250泥漿幫浦，bw150泥漿幫浦，100型鑽機，泥漿攪拌機和貯漿槽，高壓灌漿管及其配件。
圖2：灌漿孔平面布置及剖面圖
3、灌注混凝土填充法
溶洞的高度在1．0～3．0m之間，且溶洞為填充或半填充的，則先向拋填片(碎)石、砂混合物和注水泥漿，然後用小衝程衝擊片石擠壓到溶洞邊形成泥漿碎石外護壁 (見圖3)，水泥砂漿將片石空隙初步堵塞後，停止衝擊，24小時後，待水泥的強度達到2．5mpa後，再繼續衝擊，穿過溶洞。
圖3：3、護筒跟進法
1、溶洞高在3．o3、溶洞高大於5．0m(多層)，且溶洞間距較大時，擬採用套內護筒法施工，即用內護筒穿過溶洞的方法進行施工。內護筒長度l=h+2m(h為地質超前鑽確定的多層溶洞高) 內護筒內徑應比設計樁徑大20cm左右，外徑應小於外護筒內徑5cm左右，若遇第二層溶洞，第二層溶洞的內護筒外徑比上層內護筒內徑小3~5cm，具體見圖5
1、內護筒長度的確定護筒長度l＝h＋2（m）（h為多層溶洞高度）
2、內護筒內徑的確定
內護筒內徑應大於φ220cm，同時外徑應小於外護筒內徑5cm左右，如果只下一次內護筒（一層溶洞），內護筒內徑選用233cm，壁厚為1cm，則外徑為235cm（主橋外護筒內徑為240cm）。當遇到第二層溶洞時，第二層溶洞的內護筒（即第三次護筒）選用220cm內徑。
3、溶洞頂部沖孔
根據超前鑽的資料，當鑽孔施工接近溶洞頂部時，提起鑽頭、鑽桿，移開鑽機（gps－30），採用衝擊鑽機ykc－30沖孔。用衝擊鑽沖孔時，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，提公升高度一般不超過50cm，一般程序控制在60～80cm/h。所有卡扣及鋼絲繩必須先經測試檢查，其它施工工藝及注意事項與常規相同。
4、外護筒的製作及沉放方法
4-1 外護筒的製作
外鋼護筒製作時，先勘察地質質料，根據溶洞的層數確定外鋼護筒的直徑。鋼護筒分節製造，工地拼接。先採用樁錘進行擴孔，鋼護筒採用振動下沉。
振動下沉採用振動打拔錘，其振動動力為1600kn以上。鋼護筒下沉時，用兩台經緯儀在兩個垂直的平面內監測傾斜度，以便隨時調正。護筒下沉至硬土層或岩面後，其傾斜度小於1％。
4-2 內護筒的沉放
（1）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管，用吊機（或衝機自吊）把內護筒放入外護筒內至孔底。到孔底後，內護筒不會靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉澱物等）。此時，gps－30鑽機重新就位。
（2）護筒沉設利用gps－30鑽機進行，在鑽機的鑽桿上附加壓架，利用鑽機的鑽進壓力和鑽桿、鑽頭的重量，使內護筒隨鑽頭的鑽進而下沉，直到溶洞的底部。
2．2．5內、外護筒間空隙及內護筒與溶洞底部間空隙的處理
（1）在內護筒底部及頂部100cm範圍內回填砂、碎石，中部回填中砂。
（2）用高壓噴射灌漿法（施噴法）對回填體進行灌漿處理。灌漿後，內護筒上下兩端空隙被砂、碎石及漿液衝填固結，固結強度要求達到30mpa，其抗滲係數可達10－7m／s。灌漿處理後，即可重新沖孔。
（3）在內護筒頂部及底部100cm範圍內回填小碎石素水泥混凝土，內護筒中部回填砂，同樣能起到堵塞空隙的目的。
（4）對於需要處理多層溶洞的樁基，一般仍採用上述灌漿法填充固結空隙進行施工。目的是為了增加溶洞底部（同時有可能是下層溶洞的頂部）附近填充物的密度和強度，並且增加內、外護筒間的膠合力。
（5）重新衝鑽，直至嵌入完整基岩。當符合設計及規範要求時，經監理工程師同意即可終孔，此樁即成孔。成孔後的工序工藝與常規相同，並不贅述。
4、 故障及處理
（1)卡鑽
如果鑽進過程中被卡鑽 (見圖6)，可採用以下方法：一是水下割護筒底口擋住鑽頭部分，二是將鋼護筒上拔或頂起一定高度，騰出空間，將鑽頭拉出。
如是因為護筒底變形而引起的卡鑽，可拋填片石反覆衝砸，將變形部位擠出，或水下切割變形部位，將鑽頭斜拉上來。
(2)斜孔、彎孔：產生斜孔、彎孔的原因有三：
①是斜面開孔，通過溶洞時，未按正確的施工方法，如拋填粘土不及時，溶洞的位置測量不準確，以致鑽頭沿著軟的部位下滑，造成斜孔；
②是出現沒有預見的溶洞；
③是隔層相向的探頭石，在鑽進時相互擴孔，使鑽糾正斜孔、彎孔的方法：回填片石、粘土重鑽，反覆數次；灌注水下素砼至彎曲部分以上的一定高度，待強度合格後重新施鑽。
(3)清孔漏漿：由於覆蓋層和溶洞之間相互串通，在地下水的作用下產生動壓力，導致溶洞內鑽孔所形成的人工造壁坍塌，清孔時泥漿流失。其處理方法如下：
①探明泥漿流失的孔洞高程，在初步清基的基礎上，在鋼筋籠上焊接鋼護筒，鋼護筒上下口擴成喇叭形，在其上設止水帶。當鋼筋籠帶著堵漏護筒初步就位後，進行正迴圈泥漿清孔。
②如孔彎斜嚴重，鋼筋骨架插不下去，此時可接高鋼護筒，盡力振下，然後灌注水下素混凝土至洞底，待達到規定的強度後，再裝上鑽機重新施鑽清孔。
對於揭露有溶洞、裂隙等不良情況的樁基，也本著先易後難的原則，先施工裂隙發育較差的、溶洞較小的、溶洞層次較少的；最後施工溶洞大的、溶洞層次較多的等情況較複雜的樁基。
溶洞施工方案
中鐵六局玉蒙鐵路第五標段 舊寨隧道出口溶洞施工方案 一 工程概況 1 舊寨隧道dk118 465 dk122 925，全長4460m，中鐵六局隧道三隊所施工段舊寨隧道出口dk120 695 dk122 925，2230m 2 現目前施工為 與 級圍岩變化段dk122 435 dk122 425段巖左...
溶洞處理施工方案
同贛堤防滲牆溶洞 處理施工 方案目錄一 工程概況 二 溶洞補充勘察成果分析 三 溶洞處理目的 處理原則及重點 處理方法及施工工藝 處理目的 處理原則及重點 溶洞處理方法及相關要求 注漿工藝流程 溶洞處理的範圍的確定 四 溶洞處理施工順序及施工注意事項 施工步驟 施工注意事項 五 工期安排 一 工程概...
溶洞處理施工方案
廣州市軌道交通五號線 草暖公園至小北站區間盾構區間溶洞 處理施工 方案目錄一 工程概況 二 溶洞補充勘察成果分析 三 溶洞處理目的 處理原則及重點 處理方法及施工工藝 處理目的 處理原則及重點 溶洞處理方法及相關要求 注漿工藝流程 溶洞處理的範圍的確定 四 溶洞處理施工順序及施工注意事項 施工步驟 ...