沖孔樁溶洞處理專項施工組織方案

..星悅灣3#、6#樓鉆孔灌注樁工程裂隙及溶洞處理專項方案二零一七年十一月裂隙及溶洞處理專項施工方案本次施工范圍為3#、6#樓主樓部分沖孔灌注樁,建筑主體為分別為29層和27層,主體結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu),輔房為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。針對本工程溶洞分布較廣,單個溶洞大,施工技術(shù)難度較大,我項目部從嚴把質(zhì)量關(guān),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并按設(shè)計要求作相關(guān)施工監(jiān)控。專門組織所有技術(shù)人員討論、研究方案并學(xué)習(xí)有關(guān)溶洞處理方面的知識。根據(jù)本工程溶洞分布的具體情況,確定先采用沖擊鉆成孔,然后根據(jù)具體情況采用投放拋填物的方法處理溶洞。1、裂隙的處理方案裂隙是地應(yīng)力釋放在巖石中產(chǎn)生的裂縫,它會導(dǎo)致樁孔的漏漿、掉石塊,甚至卡鉆、掉鉆、塌孔等事故.現(xiàn)場施工人員事先熟悉該樁位勘察鉆探資料,當進尺達到不良區(qū)段時,嚴密監(jiān)控孔內(nèi)泥漿面,當發(fā)現(xiàn)泥漿面出現(xiàn)下降時。判斷是裂隙還是溶洞。當為裂隙時,泥漿面下降較緩,這時提鉆2-3m,同時向孔內(nèi)投入粘土塊和少量水泥,調(diào)整泥漿稠度。當泥漿面下降較大時,可補入泥漿保證孔內(nèi)泥漿面壓力。待孔內(nèi)泥漿面穩(wěn)定后,繼續(xù)鉆進。2、溶洞的處理方案根據(jù)溶洞的洞高和洞內(nèi)的填充物情況,對溶洞采用不同的處理方法,主要的處理方法有：常規(guī)成孔法、片石粘土筑壁法、灌注混凝土填充法、套放大小鋼護筒法等。〔1常規(guī)成孔法<按照無溶洞地質(zhì)考慮>當溶洞內(nèi)有充填物,是可塑或軟塑的亞粘土,并且溶洞不漏水,這時不管溶洞有多大,也不管溶洞垂向數(shù)量多少,都可以不考慮溶洞的存在,而按照正常的地質(zhì)情況施工。采用沖擊鉆成孔,洞內(nèi)的土質(zhì)和溶洞外的土質(zhì)沒有什么區(qū)別,可以按無溶洞的情況施工。〔2片石粘土筑壁法溶洞內(nèi)無充填或半充填,溶洞高度不太大,一般在3m以內(nèi),但存在嚴重漏漿,護筒內(nèi)泥漿高度不能保持時,可采用片石、粘土按1m3：1m3比例,回填沖擊,用0．5～0．8m小沖程,不循環(huán)泥漿干打幾分鐘,使回填物充分密實,再加漿提高泥漿面到正常高度,讓粘土與片石混合物充分擠入溶洞,將漏漿處堵住后再使用小沖程繼續(xù)鉆進,形成人工泥石護壁。如此反復(fù)多次回填片石、粘土,反復(fù)沖擊直至形成泥石護壁并不再漏漿為止。粘土片石筑壁法施工時,鋼護筒必須預(yù)埋牢固,這樣可以防止由于溶洞漏漿,水頭高度急劇下降而造成孔口塌孔,保證鉆孔順利通過巖溶區(qū)?！?在沖擊成孔中,由于有的溶洞與地下暗河或其他溶洞相通,泥漿迅速流走,泥漿高度急劇下降,造成漏漿。施工時要在孔邊備足一定數(shù)量的片石和粘土,一旦出現(xiàn)漏漿,要及時回填片石、粘土沖擊造壁,并馬上補水,防止水頭高度繼續(xù)下降?！?意外跑漿：地質(zhì)資料揭示無溶洞或只有很小的溶洞,但突然發(fā)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。采取投放片石、粘土起到護壁作用,使鉆孔順利通過巖溶區(qū)?！?遇到較大的土洞、空溶洞時,或連體薄層深洞迅速跨塌,出現(xiàn)掉錘現(xiàn)象,在快到溶洞項板2m距離位置時應(yīng)低錘輕沖擊、慢沖擊,減少溶洞大面積跨塌掉錘現(xiàn)象,保證樁基順利終孔?！?溶洞在采用片石與粘土回填仍不能產(chǎn)生有效護壁時,采用C25混凝土進行灌注填充,保證有效護壁樁基順利成孔。2、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〔或商砼和注水泥漿,然后用小沖程沖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后,停止沖擊,24小時后,待水泥的強度達到2．5MPa后,再繼續(xù)沖擊,穿過溶洞。圖3：3、護筒跟進法1、溶洞高在3．O<h<5．Om,對于多層溶洞間距較小的采用鋼護筒穿越處理<見圖4>。先用沖擊錘進行沖孔、擴孔處理,然后采用振動錘將鋼護筒振動下沉至溶洞底部,為保證鋼護筒的強度和剛度,每隔2m,設(shè)置加強鋼板箍。3、溶洞高大于5．0m<多層>,且溶洞間距較大時,擬采用套內(nèi)護筒法施工,即用內(nèi)護筒穿過溶洞的方法進行施工。內(nèi)護筒長度L=h+2m<h為地質(zhì)超前鉆確定的多層溶洞高>內(nèi)護筒內(nèi)徑應(yīng)比設(shè)計樁徑大20cm左右,外徑應(yīng)小于外護筒內(nèi)徑5cm左右,若遇第二層溶洞,第二層溶洞的內(nèi)護筒外徑比上層內(nèi)護筒內(nèi)徑小3~5cm,具體見圖51、內(nèi)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(nèi)護筒內(nèi)徑的確定

內(nèi)護筒內(nèi)徑應(yīng)大于φ100cm,同時外徑應(yīng)小于外護筒內(nèi)徑5cm左右,如果只下一次內(nèi)護筒〔一層溶洞,內(nèi)護筒內(nèi)徑選用100cm,壁厚為1cm,則

外徑為105cm〔樁徑為80cm。當遇到第二層溶洞時,第二層溶洞的內(nèi)護筒〔即第三次護筒選用110cm內(nèi)徑。

3、溶洞頂部沖孔

根據(jù)超前鉆的資料,當鉆孔施工接近溶洞頂部時,提起鉆頭、鉆桿,移開鉆機〔gps－15,采用沖擊鉆機cz－60沖孔。用沖擊鉆沖孔時,要求輕錘慢打,使孔壁圓滑堅固,提升高度一般不超過50cm,一般進程控制在60～80cm/h。所有卡扣及鋼絲繩必須先經(jīng)測試檢查,其它施工工藝及注意

事項與常規(guī)相同。

4、外護筒的制作及沉放方法

〔1外護筒的制作外鋼護筒制作時,先勘察地質(zhì)質(zhì)料,根據(jù)溶洞的層數(shù)確定外鋼護筒的直徑。鋼護筒分節(jié)制造,工地拼接。先采用樁錘進行擴孔,鋼護筒采用振動下沉。振動下沉采用振動打拔錘,其振動動力為1600KN以上。鋼護筒下沉?xí)r,用兩臺經(jīng)緯儀在兩個垂直的平面內(nèi)監(jiān)測傾斜度,以便隨時調(diào)正。護筒下沉至硬土層或巖面后,其傾斜度小于1％?！?內(nèi)護筒的沉放

當沖擊穿過溶洞頂部時要反復(fù)提升沖錘,在頂部厚度范圍上下慢放輕提,沖錘不明顯受阻礙,說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的,此時用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護管,用吊機〔或沖機自吊把內(nèi)護筒放入外護筒內(nèi)至孔底。到孔底后,內(nèi)護筒不會靠自重沉到溶洞底部〔因溶洞底有沉渣、沉淀物等。此時,GPS－15鉆機重新就位。

〔3護筒沉設(shè)利用GPS－15鉆機進行,在鉆機的鉆桿上附加壓架,利用鉆機的鉆進壓力和鉆桿、鉆頭的重量,使內(nèi)護筒隨鉆頭的鉆進而下沉,直到溶洞的底部。

4、故障及處理〔1>卡鉆如果鉆進過程中被卡鉆<見圖6>,可采用以下方法：一是水下割護筒底口擋住鉆頭部分,二是將鋼護筒上拔或頂起一定高度,騰出空間,將鉆頭拉出。如是因為護筒底變形而引起的卡鉆,可拋填片石反復(fù)沖砸,將變形部位擠出,或水下切割變形部位,將鉆頭斜拉上來。<2>斜孔、彎孔：產(chǎn)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,以致鉆頭沿著軟的部位下滑,造成斜孔；②是出現(xiàn)沒有預(yù)見的溶洞；③是隔層相向的探頭石,在鉆進時相互擴孔,使鉆糾正斜孔、彎孔的方法：回填片石、粘土重鉆,反復(fù)數(shù)次；灌注水下素砼至彎曲部分以上的一定高度,待強度合格后重新施鉆。<3>清孔漏漿：由于覆蓋層和溶洞之間相互串通,在地下水的作用下產(chǎn)生動壓力,導(dǎo)致溶洞內(nèi)鉆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(chǔ)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(shè)止水帶。當鋼筋籠帶著堵漏護筒初步就位后,進行正循環(huán)