冲孔桩溶洞处理专项工程施工组织设计方案

. . . 星悦湾3#、6#楼钻孔灌注桩工程裂隙及溶洞处理专项方案二零一七年十一月裂隙及溶洞处理专项施工方案本次施工围为3#、6#楼主楼部分冲孔灌注桩,建筑主体为分别为29层和27层,主体结构形式为剪力墙结构,辅房为钢筋混凝土结构。针对本工程溶洞分布较广,单个溶洞大,施工技术难度较大,我项目部从严把质量关,确保工程进度,确保施工安全考虑,把桩基溶洞处理列为重中之重并按设计要求作相关施工监控。专门组织所有技术人员讨论、研究方案并学习有关溶洞处理方面的知识。根据本工程溶洞分布的具体情况,确定先采用冲击钻成孔,然后根据具体情况采用投放抛填物的方法处理溶洞。 1、裂隙的处理方案裂隙是地应力释放在岩石中产生的裂缝,它会导致桩孔的漏浆、掉石块,甚至卡钻、掉钻、塌孔等事故. 现场施工人员事先熟悉该桩位勘察钻探资料,当进尺达到不良区段时,严密监控孔泥浆面,当发现泥浆面出现下降时。判断是裂隙还是溶洞。当为裂隙时,泥浆面下降较缓,这时提钻2-3m,同时向孔投入粘土块和少量水泥,调整泥浆稠度。当泥浆面下降较大时,可补入泥浆保证孔泥浆面压力。待孔泥浆面稳定后,继续钻进。2、溶洞的处理方案根据溶洞的洞高和洞的填充物情况,对溶洞采用不同的处理方法,主要的处理方法有：常规成孔法、片石粘土筑壁法、灌注混凝土填充法、套放大小钢护筒法等。1 常规成孔法<按照无溶洞地质考虑>当溶洞有充填物,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,而按照正常的地质情况施工。采用冲击钻成孔,洞的土质和溶洞外的土质没有什么区别,可以按无溶洞的情况施工。2片石粘土筑壁法溶洞无充填或半充填,溶洞高度不太大,一般在3m以,但存在严重漏浆,护筒泥浆高度不能保持时,可采用片石、粘土按1 m3：1 m3比例,回填冲击,用0508 m小冲程,不循环泥浆干打几分钟,使回填物充分密实,再加浆提高泥浆面到正常高度,让粘土与片石混合物充分挤入溶洞,将漏浆处堵住后再使用小冲程继续钻进,形成人工泥石护壁。如此反复多次回填片石、粘土,反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止。粘土片石筑壁法施工时,钢护筒必须预埋牢固,这样可以防止由于溶洞漏浆,水头高度急剧下降而造成孔口塌孔,保证钻孔顺利通过岩溶区。3在冲击成孔中,由于有的溶洞与地下暗河或其他溶洞相通,泥浆迅速流走,泥浆高度急剧下降,造成漏浆。施工时要在孔边备足一定数量的片石和粘土,一旦出现漏浆,要及时回填片石、粘土冲击造壁,并马上补水,防止水头高度继续下降。4意外跑浆：地质资料揭示无溶洞或只有很小的溶洞,但突然发生跑浆,估计是挤破了旁边大溶洞的洞壁,或小溶洞与旁边的大溶洞是相连的。采取投放片石、粘土起到护壁作用,使钻孔顺利通过岩溶区。5遇到较大的土洞、空溶洞时,或连体薄层深洞迅速跨塌,出现掉锤现象,在快到溶洞项板2m距离位置时应低锤轻冲击、慢冲击,减少溶洞大面积跨塌掉锤现象,保证桩基顺利终孔。6溶洞在采用片石与粘土回填仍不能产生有效护壁时,采用C25混凝土进行灌注填充,保证有效护壁桩基顺利成孔。2、灌注混凝土填充法 溶洞的高度在1030m之间,且溶洞为填充或半填充的,则先向抛填片<碎>石、砂混合物或商砼和注水泥浆,然后用小冲程冲击片石挤压到溶洞边形成泥浆碎石外护壁 <见图3>,水泥砂浆将片石空隙初步堵塞后,停止冲击,24小时后,待水泥的强度达到25MPa后,再继续冲击,穿过溶洞。图3：3、护筒跟进法 1、溶洞高在3O<h<5Om,对于多层溶洞间距较小的采用钢护筒穿越处理<见图4>。先用冲击锤进行冲孔、扩孔处理,然后采用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部,为保证钢护筒的强度和刚度,每隔2m,设置加强钢板箍。3、溶洞高大于50m<多层>,且溶洞间距较大时,拟采用套护筒法施工,即用护筒穿过溶洞的方法进行施工。护筒长度L=h+2m<h为地质超前钻确定的多层溶洞高>护筒径应比设计桩径大20cm左右,外径应小于外护筒径5cm左右,若遇第二层溶洞,第二层溶洞的护筒外径比上层护筒径小35cm,具体见图51、护筒长度的确定护筒长度Lh2mh为多层溶洞高度  2、护筒径的确定  护筒径应大于100cm,同时外径应小于外护筒径5cm左右,如果只下一次护筒一层溶洞,护筒径选用100cm,壁厚为1cm,则 外径为105cm桩径为80cm。当遇到第二层溶洞时,第二层溶洞的护筒即第三次护筒选用110cm径。  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,提起钻头、钻杆,移开钻机gps15,采用冲击钻机cz60冲孔。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,一般进程控制在6080cm/h。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。  4、外护筒的制作及沉放方法  1外护筒的制作外钢护筒制作时,先勘察地质质料,根据溶洞的层数确定外钢护筒的直径。钢护筒分节制造,工地拼接。先采用桩锤进行扩孔,钢护筒采用振动下沉。振动下沉采用振动打拔锤,其振动动力为1600KN以上。钢护筒下沉时,用两台经纬仪在两个垂直的平面监测倾斜度,以便随时调正。护筒下沉至硬土层或岩面后,其倾斜度小于1。2护筒的沉放当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤,在顶部厚度围上下慢放轻提,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护管,用吊机或冲机自吊把护筒放入外护筒至孔底。到孔底后,护筒不会靠自重沉到溶洞底部因溶洞底有沉渣、沉淀物等。此时,GPS15钻机重新就位。  3护筒沉设利用GPS15钻机进行,在钻机的钻杆上附加压架,利用钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量,使护筒随钻头的钻进而下沉,直到溶洞的底部。  4、故障及处理  1>卡钻如果钻进过程中被卡钻 <见图6>,可采用以下方法：一 是水下割护筒底口挡住钻头部分,二是将钢护筒上拔或顶起一定高度,腾出空间,将钻头拉出。如是因为护筒底变形而引起的卡钻,可抛填片石反复冲砸,将变形部位挤出,或水下切割变形部位,将钻头斜拉上来。<2>斜孔、弯孔：产生斜孔、弯孔的原因有三：是斜面开孔,通过溶洞时,未按正确的施工方法,如抛填粘土不及时,溶洞的位置测量不准确,以致钻头沿着软的部位下滑,造成斜孔；是出现没有预见的溶洞；是隔层相向的探头石,在钻进时相互扩孔,使钻纠正斜孔、弯孔的方法：回填片石、粘土重钻,反复数次；灌注水下素砼至弯曲部分以上的一定高度,待强度合格后重新施钻。<3>清孔漏浆：由于覆盖层和溶洞之间相互串通,在地下水的作用下产生动压力,导致溶洞钻孔所形成的人工造壁坍塌,清孔时泥浆流失。其处理方法如下：探明泥浆流失的孔洞高程,在初步清基的基础上,在钢筋笼上焊接钢护筒,钢护筒上下口扩成喇叭形,在其上设止水带。当钢筋笼带着堵漏护筒初步就位后,进行正循环泥浆清孔。如孔弯斜严重,钢筋骨架插不下去,此时可接高钢护筒,尽力振下,然后灌注水下素混凝土至洞底,待达到规定的强度后,再装上钻机重新施钻清孔。对于揭露有溶洞、裂隙等不良情况的桩基,也本着先易后难的原则,先施工裂隙发育较差的、溶洞较小的、溶洞层次较少的；最后施工溶洞大的、溶洞层次较多的等情况较复杂的桩基。9 / 9