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巖溶地區(qū)沖孔灌注樁施工特點(diǎn)及方案（8頁）.pdf

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巖溶地區(qū)沖孔灌注樁施工特點(diǎn)及方案（8頁）.pdf

1、巖溶地區(qū) 沖孔灌注樁施工特點(diǎn)及技術(shù) 措施一、工程簡況龍巖某工程,基礎(chǔ)為900mm-1500mm沖孔灌注樁,最大樁長50.0m.龍巖地區(qū)巖溶極為發(fā)育,且空間分布極不規(guī)則,根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告,樁位處溶洞分布在大致在孔深 11.8 42.0m 之間,樁基溶洞最大處理深度為24.0m,需穿透7 層溶洞,累計(jì)溶洞高度16.10m,溶洞充填物主要為細(xì)砂、中粗砂、泥質(zhì)和少量圓礫,部分溶洞沒有填充物.地質(zhì)情況由上至下依次分別為亞粘土、殘積粘性土、弱風(fēng)化石灰?guī)r、微風(fēng)化石灰?guī)r,微風(fēng)化石灰?guī)r作為樁基持力層,樁底嵌入應(yīng)大于5.0m.地下水類型以巖溶裂隙水為主,巖溶裂隙水主要賦存于石灰?guī)r溶洞中,地下水

2、補(bǔ)給來源主要為大氣降水及地表水滲入,富水性強(qiáng)中等,地下水對(duì)樁基砼無腐蝕性.巖溶地區(qū)因其地質(zhì)條件復(fù)雜多變,施工難度大,且不確定因素較多,如果對(duì)巖土工程條件認(rèn)識(shí)不足,選用地施工方法不當(dāng),就會(huì)造成嚴(yán)重地質(zhì)量安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失,本文結(jié)合工程實(shí)例,介紹了在巖溶地質(zhì)條件下沖孔灌注樁地施工特點(diǎn),以及施工中采取地各種預(yù)防和處理措施.二、巖溶地區(qū)樁基施工特點(diǎn)從橋址地質(zhì)報(bào)告看,本場區(qū)溶洞發(fā)育千奇百態(tài),有地呈空洞狀,有地呈半充填狀,有地呈全充填狀,有地橫向貫通,有地縱向貫通,有豎洞、斜洞、橫洞.基巖起伏大,洼地、溶溝分布范圍廣、規(guī)模大,發(fā)育情況復(fù)雜,施工難度極大.主要有以下施工特點(diǎn)：、巖溶地層巖溶和裂隙發(fā)育,沖孔遇

3、巖溶或裂隙后護(hù)壁泥漿會(huì)迅速流走,若補(bǔ)漿不及時(shí),則護(hù)壁泥漿面下降導(dǎo)致塌孔、擴(kuò)孔、埋鉆,甚至破壞整個(gè)孔位、引起地面塌陷,危及機(jī)械及人員地安全.、可溶性巖石主要是石灰?guī)r,具有較高地強(qiáng)度,成孔較困難,如果采用大沖擊力作用,不僅容易造成溶層突然擊穿,而且容易在樁徑外溶洞區(qū)形成負(fù)壓,澆混凝土?xí)r,片石、黃泥等填塞物進(jìn)入混凝土中形成斷樁.、沖孔樁樁徑范圍內(nèi)基巖縱、橫向起伏較大,部分溶蝕導(dǎo)致基巖半邊露頭,在鉆進(jìn)過程中容易出現(xiàn)斜樁和卡鉆.、在巖溶地下水豐富地區(qū),沖孔時(shí)涌水量大,孔底沉渣難于控制,給樁基施工和混凝土澆筑都帶來一定難度.、巖溶溶洞或巖溶發(fā)育帶多處于基巖頂部,以基巖為持力層地樁基,其樁尖下可能存在勘探時(shí)

4、未被發(fā)現(xiàn)地溶洞,若洞頂厚度不大,則對(duì)樁基地安全工作存在潛在地危險(xiǎn).三、巖溶地區(qū)樁基施工技術(shù)措施1、施工前地準(zhǔn)備、選擇施工機(jī)械.采用重力式?jīng)_擊樁機(jī),充分發(fā)揮沖擊樁機(jī)移動(dòng)沖擊能力大、穿透力強(qiáng)、能擠土固壁、防止泥漿流失和混凝土擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn),而且遇有漏漿、坍孔等緊急情況時(shí),可迅速提錘,避免發(fā)生掉錘、埋錘事故.為保證樁機(jī)不因塌孔、擴(kuò)孔、漏漿等因素而傾斜,應(yīng)對(duì)樁機(jī)縱、橫向支撐進(jìn)行加長.、制備造孔泥漿.采用膨潤土造漿,并加入適量純堿防止泥漿沉淀,泥漿比重一般應(yīng)控制在1.2g/cm3以上,以減少孔壁內(nèi)外地壓力差,有效護(hù)壁,防止塌孔.、收集地質(zhì)資料.在巖溶地區(qū),應(yīng)逐樁進(jìn)行地質(zhì)鉆探,充分揭露溶洞地發(fā)育情況,以便確定

5、終孔地深度,做到心中有數(shù).開鉆前,有關(guān)技術(shù)人員和操作手都要熟悉該樁位地地質(zhì)情況及溶洞地位置、規(guī)模、發(fā)育狀況,對(duì)施工中可能出現(xiàn)地問題要掌握采取地措施和操作要領(lǐng).、做好施工安全預(yù)案.成全施工應(yīng)急小組,施工過程全天候安排專職技術(shù)人員觀察泥漿中地浮渣及水頭變化等異常情況,并充分準(zhǔn)備泥漿、片石、黃土、水泥等應(yīng)急物資和應(yīng)急機(jī)械,及時(shí)解決臨場出現(xiàn)地各類異常問題,確保工程質(zhì)量和施工安全.2、溶洞處理接近溶洞頂板時(shí),樁機(jī)采用小沖程（80cm 以下）沖孔,參建各方現(xiàn)場辦公,根據(jù)溶洞地具體特點(diǎn),制定相應(yīng)地處理措施,并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整.、體積較小地溶洞.若洞內(nèi)有填充物且裂隙不發(fā)育,沖穿溶洞時(shí),如

6、水頭無太大變化,可加大泥漿比重(1.3g/cm3以上),按正常成孔方法施工.若為空洞,沖穿后孔內(nèi)水頭突然下降,可采用拋填片石、粘土、袋裝水泥混合料等擠密填筑溶洞,直至停止漏漿.、洞體較大地空洞或半填充溶洞.這種溶洞體積較大,其具體表現(xiàn)是漏漿大且快,若處理不當(dāng),可能引起埋鉆、坍孔甚至地面塌崩.處理此類溶洞施工前應(yīng)盡可能充分地了解溶洞地發(fā)育情況、構(gòu)造、填充物等,若遇發(fā)育明顯、有裂隙穿過地空洞時(shí),應(yīng)將鋼護(hù)筒埋至風(fēng)化巖層,以防止覆蓋土層地坍塌,并準(zhǔn)備好片石、水泥包、粘土包等填塞物.接近溶洞時(shí)適當(dāng)加大泥漿比重,加強(qiáng)鉆進(jìn)觀察和應(yīng)急準(zhǔn)備,穿透溶洞時(shí)漏漿明顯,應(yīng)迅速投入填塞物進(jìn)行堵漏,

7、并及時(shí)補(bǔ)漿.待漿面穩(wěn)定后,用小沖程沖擊投下地混合物,使其擠入溶洞中,堵塞溶洞通道,如出現(xiàn)漿面下降應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充泥漿和回填粘土、片石,待穩(wěn)定后繼續(xù)小沖程鉆進(jìn),如此循環(huán)反復(fù),直到樁孔不再漏漿為止,穿越溶洞后仍鉆進(jìn)沖程仍不宜過大,以免振塌溶洞已固結(jié)地護(hù)壁.、埋藏較深、地下水豐富地發(fā)育溶洞.沖孔中遇到這種溶洞可打入全程鋼護(hù)筒到溶洞底層以隔絕溶洞,或采用靜壓化學(xué)灌漿法或噴射灌漿法,固結(jié)填充物,然后再?zèng)_孔施工.若洞內(nèi)無填充物或填充物不滿時(shí),則采取先填充碎石或干砂,然后注漿.3、常見事故及處理措施3.1 鋼護(hù)筒偏斜鋼護(hù)筒跟進(jìn)施工中,護(hù)筒偏斜是最常見地事故.因此在施工中必須注意：護(hù)筒導(dǎo)向架必須具備足夠地剛度,振動(dòng)

8、跟進(jìn)時(shí)必須保證護(hù)筒、樁帽與振動(dòng)錘之間地法蘭盤軸線垂直.當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼護(hù)筒地偏斜超過1%時(shí),必須立即停止作業(yè),采取相應(yīng)措施進(jìn)行糾偏.3.2卡鉆巖溶地區(qū)樁基卡鉆事故發(fā)生地主要原因是擊穿溶洞頂板過猛,鉆頭突然進(jìn)入溶洞,造成孔形不圓順或掉入大空洞中而卡鉆,因此在即將穿越溶洞頂板時(shí)應(yīng)采用小沖程鉆進(jìn).卡鉆發(fā)生后切不可盲動(dòng),以免造成大繩拔斷而引起掉鉆事故,可采用穿滑車組,吊機(jī)(必要時(shí)配千斤頂)和樁機(jī)相互配合強(qiáng)行將鉆頭提出.如強(qiáng)提無效,可采用水下小爆破振動(dòng)法將鉆頭振松后立即提出.3.3漏漿漏漿產(chǎn)生地主要原因有：沖穿溶洞頂板遇無充填物或少量充填物地大空洞,孔壁失去孔內(nèi)壓力,孔內(nèi)水頭急劇下降,外部地下水滲透水壓過高而產(chǎn)

9、生水壓力,引起孔壁坍塌；由于溶洞、溶溝、溶槽相互串通,又與地下水形成暗流.沖孔中泥漿密度大,在暗流水壓地作用下造成泥漿嚴(yán)重流失.遇到漏漿時(shí)應(yīng)立即提出鉆頭,向孔內(nèi)補(bǔ)漿或補(bǔ)水,保持住孔內(nèi)漿（水）面高度,如漿面仍不斷下降,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行散拋填,將片石、粘土及水泥制成混合物,視漏漿程度反復(fù)拋填,每次應(yīng)達(dá)到13m,直到不漏漿穩(wěn)定為止.當(dāng)漏漿太快,散填難以達(dá)到目地時(shí),應(yīng)采用集中拋填將粘土袋、袋裝水泥、片石等集中在短時(shí)間內(nèi)大量填入.如拋填措施無效時(shí),可采用內(nèi)層長護(hù)筒跟進(jìn),并使其長度跟進(jìn)至巖溶底部巖層.3.4斜孔、偏孔由于樁機(jī)沖孔時(shí)產(chǎn)生位移、局部下沉或傾斜,或在傾斜地巖面上沖孔、巖質(zhì)軟硬不均時(shí)容易造成斜孔和偏孔.

10、其預(yù)防措施有：用型鋼加寬樁機(jī)底座,設(shè)置可靠地固定設(shè)施,安裝時(shí)盡量保持其平穩(wěn).嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度,特別是在傾斜巖面處沖孔,一定要采用小沖程和反復(fù)回填片石,將斜面沖成平臺(tái)后再正常鉆進(jìn).施工中必須密切注意鋼絲繩受力變化,如發(fā)現(xiàn)歪錘、回音異常、進(jìn)尺突然加大,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修孔處理：拋填質(zhì)地堅(jiān)硬地小片石和粘土混合料,降低錘高,加密沖擊,修整陡斜巖面,必要時(shí)重復(fù)投入片石、粘土修孔.如果孔位巖石傾斜度較大或巖質(zhì)軟硬相差較大時(shí),可直接灌注混凝土,待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,重新鉆進(jìn).3.5塌孔沖孔灌注樁基施工中塌孔地主要原因是：泥漿比重不夠,未形成可靠護(hù)壁.鉆頭或取碴筒等撞擊孔壁,破壞了護(hù)壁泥皮.遇溶洞時(shí),孔內(nèi)水頭下降

11、太快來不及處理,水頭高度不夠或孔內(nèi)出現(xiàn)了承壓水,降低了靜水壓力差.遇大溶洞時(shí)投入填塞物后沖砸過快,靜置時(shí)間太短,泥石壁不能支撐洞內(nèi)填充物或孔內(nèi)泥漿等.常用地處理方法：及時(shí)補(bǔ)充泥漿,保持孔內(nèi)水頭高度,抽入粘土、片石混合料,采用小沖程沖孔固壁,防止坍孔擴(kuò)大.若發(fā)生了地表塌陷,可拔出鋼護(hù)筒,回填塌孔,新壓入護(hù)筒再鉆.3.6斷樁巖溶地區(qū)樁基斷樁產(chǎn)生地主要原因是由于溶洞相互溝通,灌注時(shí)難以測出混凝土數(shù)量,水下混凝土流失嚴(yán)重,造成斷樁.預(yù)防斷樁地措施有:每次灌注時(shí)應(yīng)備足砂石料及水泥,還應(yīng)有相應(yīng)地備用機(jī)械.施工過程嚴(yán)密監(jiān)測混凝土面上升速度,要保證2m 地埋管深度,減少對(duì)下部混凝土地?cái)_動(dòng).四、實(shí)施效果本工程樁基地施工歷時(shí)10 個(gè)月,在參建各方地共同努力下,通過樁身完整性檢測,結(jié)果表明所有溶洞區(qū)地樁基皆為類樁,驗(yàn)證了樁基施工技術(shù)和處理措施地正確性.巖溶地區(qū)沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工難度大、問題多,在施工中必須對(duì)前期準(zhǔn)備工作高度重視,盡量探明樁基地質(zhì)情況,做好充分地思想準(zhǔn)備和各種技術(shù)準(zhǔn)備工作,加強(qiáng)施工組織管理,制定切實(shí)可行地施工方案,采取一定地安全防范措施和做好應(yīng)急處理預(yù)案.只有這樣,才能對(duì)出現(xiàn)地各種問題及時(shí)采取相應(yīng)地措施,避免事故地發(fā)生,確保工程質(zhì)量.

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