岩溶地区钻(冲)孔灌注桩的溶洞处理技术

工程技术　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　一２０１　２　ＮＯ．０４皿圆　岩溶地区钻（冲）孔灌注桩的溶洞处理技术　李贺培　（中铁十五局集团有限公司　河南洛阳４７１　０１　３）　摘要：岩溶地区钻（冲）孔灌注桩施工过程中经常会出现涌水、漏浆，塌孔，卡钻，掉钻等技术问题，本文中介绍的溶洞处理技术方法，　对同类技术问题的处理提供了一定的参考。　关键词：钴（冲）孔灌注桩　溶洞处理　抛填片石　钢护筒　中图分类号：ｕ４４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－－３７９１（２０１２）０２（ａ）－００６１一ｏ２　１工程概况　溶洞较发育，溶洞大小、形状、埋深、充填状　每根桩基开工前，现场工程师及钻机　广乐高速公路起干乐昌小塘镇，终于　况都不尽相同，对桩基础施工的影响程度　施工人员充分掌握地质情况，每个桩位的　广州花都的花东镇，走向大致与京港澳高　较大。　地质柱状图下发给有关人员，使其了解溶　速公路平行，全长约２６０ｋｍ。　（２）入岩后遇到未探出的小溶洞，需要　洞位置、大小和充填情况，提前确定溶洞处　乐昌至广州高速公路樟市至花东段　重新确定入岩标高，为满足入岩及桩端持　理方案。　Ｔ２２合同段位于英德市英城街道办小溪附　力层要求，部分桩基需要重新补堪取样确　３．２．１常规成孔法（按照无溶洞地质考　近（Ｋ１　７６＋５００）与Ｔ２ｌ合同段相接，止于　定桩底标高。　虑）　（Ｋ１　８５＋ｌ００）与Ｔ２３合同段相接，路线全长　（３）地质资料显示无溶洞或只有很小溶　当溶洞内有充填物，是可塑或软塑的　６ｌ３６．７ｌ７ｍ（以右线计）。本合同段包含桥梁　洞，但施工中挤破附近大溶洞的洞壁，突然　亚粘土，并且溶洞不漏水，这时不管溶洞有　５座，桩基均采用冲孔灌注桩，桩径有中　出现大量漏浆的情况。　多大，也不管溶洞竖向数量多少，都可以不　１２００ｍｍ、　１　５００ｍｍ、　１８００ｍｍ三种，桩长　考虑溶洞的存在，而按照正常的地质情况　约为１Ｏｍ～７３ｉｎ，单桩竖向极限承载抗压强　３溶洞处理主要措施　施工。　度为４０ＭＰａ，桩端持力层为微风化石灰岩，　３．１溶洞的分类　３．２．２片石＋粘土筑壁法　为保证入岩深度不小于１Ｄ及桩端持力层厚　根据地质勘察报告及设计图纸，可将　溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不　度不小于３Ｄ（桩径）为完整基岩　部分桩基　本合同段内的溶洞按以下标准分类。　太大，一股在３ｍ以内，但存在严重漏水，护　桩端必须穿越溶洞，全面嵌岩。　（１）按溶洞的大小分：①小溶洞，洞高＜　筒内水头高度不能保持时，可采用片石＋粘　根据超前逐桩地质钻探图纸统计，全　３ｍ｝②中溶洞，１０ｍ＞洞高＞３ｍ，③大溶洞，　土（按１：１体积比）回填冲击，使其形成泥石　线２７５根桩基，揭露溶洞发育的有４５根，见　１０ｍ＜洞高。　护壁。　洞率达ｌ６％，其中部分桩基钻孔揭露２层或　（２）按洞内有无填充物分：①全填充，填　３．２．３钢护筒跟进法。　多层溶洞，单个溶洞高达约１　５．７ｍ，串珠状　充物为粘土（流塑状、软塑状、硬塑状）、砂、碎　遇到溶洞较大，洞内无充填物或流塑　溶洞多大５层，溶洞多呈无填充，部分呈半　石、卵石等；②半填充；③无填充，为空洞。　充填物而采用的方法，该方法就是将钢护　填充或全填充，充填物为软塑、流塑状粘土　（３）按溶洞是否漏水分：①全漏，与其它　筒跟进至溶洞底部，保证桩基施工质量。　及少量砂、碎石、卵石等。　溶洞串联；②部份漏水；③不漏水。　（１）冲锤、外护筒的选择。　（４）按溶洞垂向数量分：①单个溶洞；⑦　遇到需要采用钢护筒跟进法施工的桩　２施工特点及难点　多个溶洞。　基，桩基开始冲孔前，先加大冲锤直径，外　（１）本工程地下石灰岩岩面起伏较大，　３．２成孔过程中溶洞的处理　护筒按照桩径加大４０ｃｍ￣０作，以便于内护　筒下放。　（２）内钢护筒钢板壁厚的选择。　内钢护筒壁厚根据溶洞埋深不同选用　１２ｒａｍ～２０ｍｍ的钢板。当溶洞埋深在１０ｍ以下　时采用１２ｒａｍ厚的钢板，孔深在１０ｍ～３０ｍ时　采用１４ｍｍ厚的钢板，孔深在３０ｍ以上时采　用２０ｍｍ厚的钢板。　（３）桩基内护筒跟进施工工艺。　场地平整、定位一埋设外钢护筒　一大冲锤＃￣－ｆＬ至溶洞顶１ｍ一下内护筒　一凿穿溶洞顶部一回填片石、粘土　一小冲程夯实溶洞内回填的片石、粘土　一边冲进边跟进钢护筒一冲进至溶洞　底板１ｍ一换小冲锤冲进至桩底高度。　（４）钢护筒跟进法施工。　当冲孔桩正常冲进至溶洞顶上方１ｍ　处，采用２５Ｔ汽车吊辅助２０Ｔ振动锤，将内护　筒分节打入岩面，再进行破顶施工。在下沉　钢护筒施工过程中，振动锤必须平稳、牢固　的焊在内护筒的顶部，并在护筒顶面的平　面位置一定要居中，尽可能避免因偏心造　ｌ一１剖面　成护筒偏斜。同时采用水平尺严格控制好　图１　井口导向装置图　各节护筒连接的垂直度，不得超过施工规　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥｃＨＮＯＬ０ＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　工程技术　范要求的１／２００，力求钢护筒垂直打入，若　筒顺利下滑．要求桩孔鬻竖直，无歪斜、缩　土后没有挤压密实，在浇筑混凝土时溶洞　一旦发生有偏斜的趋势，马上进行纠正，将　颈．井口导向装置见图１。　受挤压产生漏浆现象。　发生偏斜的因素消除在萌芽状态中。　３．２．４溶洞破顶及回填控制　．针对水下混凝土灌注过程中流失的现　各节内钢护筒的连接焊缝全部采用双　（１）溶洞破顶控制。　象，需采取以下应急措施：（１）提前与拌和站　面满焊，两节护筒的接缝除施焊外，还需在　当冲锤冲至溶洞顶部范围１ｍ时，变换　或商品混凝土厂家沟通，备足材料的同时　接缝处对称焊接４块３００ｒａｍ长、１　００ｒａｍ宽、　小冲程。做雾０上下轻提慢放。冲锤提升高度　加大混凝土生产能力，适当增加罐车数量；　１０ｒａｍ厚的加强钢板带。以保证其尺寸准　不得超过１ｍ．同时加大泥浆比重缓慢将洞　（２）考虑到溶洞的影响，应适当加大第一车　确，使钢护筒达到顺直要求，整个护筒竖向　顶击穿．以防止进尺过快导致卡锤或漏浆　混凝土数量，确保首盘混凝土灌注完成后，　壁成一直线。　过快发生掉锤情况。　导管埋深不小于规范规定埋深深度，（３）灌　钢护筒到达溶洞底部高度后，在内钢　（２）片石＋粘士回填筑壁。　注过程中适当加大导管埋深，避免因混凝　护筒上焊２个　ｌ６圆钢吊环，用于固定内护　凿穿溶洞顶板后，按照以往桩基溶洞　土面突然下降而导致断桩情况发生。　筒不下沉。　施工经验，孔内的泥浆势必会全部漏失。这　如果冲击钻在坚硬的岩石中的扩孔系　时尽快提出冲锤。投放片石十粘土（按１：１体　４结语　数较小，不能使钢护筒下沉时，可采用小药　积比）回填溶洞．同时用小冲程冲击回填的　根据目前所完成的桩基情况，保证以　量电雷管爆破，保证钢护筒顺利下沉，可在　片石，使溶洞回填密实。反复多次回填片　下两点就会取得良好的施工效果：第一，在　井口上部做一个简易导向装置进行控制。　石、粘土，冲击直至形成泥石护壁不再漏浆　施工前对桩基地质情况进行研究分析，选　（５）钢护筒垂直度控制。　为止。　择恰当的溶洞处理方法，做好准备工作。第　钢护筒垂直度采用井Ｉ：１简易导向装置　３．３浇筑水下混凝土过程中溶洞的处理　二，在施工中增强施工人员责任心，加强施　控制，该装置是在井口用４根２０槽钢＋２根环　成孔过程中遇到较大溶洞经投入片石　工过程控制。　形钢筋焊一个井字架，２根环形钢筋内径均　和粘土反复冲砸处理．在浇筑水下混凝土　大干内钢护筒外径３０ｒａｍ，４根槽钢分别与２　过程中混凝土流失量就会减少　但有时仍　参考文献　根环形钢筋等分点处焊接，环形钢筋１根在　会出现混凝土面上升缓慢的情况．有时还　［１】ＪＴＪ　０４１－２０００．公路桥涵施工技术规范［Ｊ］．　孔口位置，１根在距孔口１．５ｍ～２ｍ高度。将　伴有孔内泥浆轻微下降．其实可判断为溶　［２】广乐高速公路．工程建设标准化管理第　井架固定在孔口，使环形钢筋中心与孔中　洞。这可能有两种情况；第一种是由于该溶　二册．　心重合，钢护筒沿２根环形筋下滑。上下钢　洞可能靠近孔壁，钻孔时由于孔内泥浆护　［３】广乐高速公路．樟市至花东段Ｔ１６～Ｔ２４　护筒拼接时２人持垂球在两个垂直方向看　壁等原因，对溶洞没有产生扰动和挤压，浇　合同段施工技术规范【ｓ】．　护简边缘均在竖直线上，护筒是竖直的，拼　筑混凝士室孔壁收到冲击和挤压而使溶洞　好的钢护筒沿导向装置下滑。为保证钢护　显现出来・第二种是由于在回填片石和粘　６２　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ。Ｌ０ＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ