1、1溶洞的處理1.1材料準備在鉆孔樁施工之前,必須準備充足的溶洞處理材料,包括片石、碎石、粘土、鋼護筒等。為保證鉆機不因塌孔、擴孔、地面沉陷等因素而傾斜,鉆機縱、橫向支撐應加長。 1.2溶洞處理方案的選定根據擬建場地溶洞發育的情況,可采取如下4種方案相結合使用來進行溶洞處理。(1)回填造壁法。出現溶洞時回天片石粘土,打密擠實造壁,必要時還應回填混凝土或水泥。(2)巖溶注漿預處理。在鉆孔樁施工前,對溶洞進行注漿填充處理。(3)混凝土灌注。出現大溶洞時,采取跟樁身同標號混凝土灌注的方法,待混凝土凝固后再開始鉆進。(4)套內護筒法。套筒法一般適用于流沙層處于地表3-12米處。先采用大鉆頭鉆進,大護筒跟
2、進,至溶洞頂板后采用與設計樁徑對應的鉆頭鉆進,采用配套的較小直徑的護筒跟進至溶洞底對溶洞進行防護。2溶洞處理方法2.1回填造壁法對于溶槽、溶溝、全充填的溶洞,該類溶洞當鉆頭穿過覆蓋層或頂板時,鉆孔內會出現漏漿,在及時補漿的同時提起鉆頭,采用挖掘機往孔內填片石和粘土以及泥質強風化巖等,待孔內泥漿面基本穩定后,恢復鉆進;減小鉆機鉆進速率,利用鉆頭將其擠入溶洞及裂隙中,完成護壁和成孔工作。(1)填料的選擇填料直接關系到造壁后孔壁的穩定性,因此在填料的選擇上要做多項選擇對比:粘土摻片石、粘土摻水泥加片石、混凝土、砂漿、泥質強風化巖。根據巖溶發育復雜情況及現場材料運輸便利情況選擇合適的填料。(2)回填方
3、式溶洞擊穿漏漿后,應立即采用挖掘機回填填料并補漿,回填高度應根據溶洞的大小來確定,一般為回填至泥漿不再流失后再回填23m,鉆頭小行程打密擠實。如漏漿現象反反復復,則可在回填打密時,反復回填擠密,使溶洞能更好填充,若成孔后溶洞處孔壁不穩定,應對溶洞處灌注C20商品混凝土,初凝后再繼續沖孔。(3)及時發現一般情況下,鉆機鉆進過程中,鉆機操作手無法看見孔內情況,溶洞漏漿時很難及時發現并處理。針對這種情況,可在孔口加一浮標,浮標高度以鉆機操作手能看見為宜,同時浮標可采用繩線懸掛在鉆機上,溶洞出現漏漿時,鉆機操作手能及時發現,同時浮標也不會隨泥漿下沉。2.2灌注混凝土法遇到較大溶洞、無較多充填物溶洞(施
4、工時掉鉆)時灌注C20商品混凝土封堵溶洞。利用導管將混凝土灌注到孔底,待混凝土達到初凝后再繼續沖孔。灌注混凝土采用直升導管法灌注水下砼。導管上設漏斗,漏斗下設隔水栓。開始時漏斗中儲備足量的砼拌和物,其數量要保證在切斷隔水栓首批砼灌注下去后,使導管下口埋入砼中13m。以后盡量采用連續快速灌注,砼拌和物通過導管進入已灌好的砼中,并始終保證導管口埋在砼中(控制在2m6m范圍內)。讓灌好的砼頂托著上面的泥漿和水逐步上升。為使灌注工作順利進行,應盡量縮短灌注時間,使混凝土在同時間段完成初凝。2.3鋼護筒跟進法(1)對于較大單層無填充溶洞,孔口鋼護筒打入長度視灰巖頂板以上土層性質而定,容易受鉆孔內漏漿引起
5、坍塌的飽和粘土層則鋼護筒要穿過易塌地層,或打至溶洞頂板頂面,鉆進過程應注意。根據施工勘察鉆孔柱狀圖掌握鉆進標高或沖擊聲判斷,鉆至距離溶洞頂部11.5m時,變換沖程,慢慢將溶洞頂板擊穿,防止卡鉆。在擊穿頂板時,迅速補漿,只有當漏漿現象全部消失后才能轉入正常鉆進。同時控制好沖程,以免鉆頭突然進入空洞,造成鋼絲繩斷裂。鉆頭穿越溶洞時要密切注意鋼絲繩的情況,以判斷是否鉆歪,如造成彎孔應回填重新鉆進。(2)若為多層空溶洞或半空溶洞,采用多層單層鋼護筒跟進,第一層鋼護筒為孔口開鉆段,根據孔口地質條件,確保穿過易坍層,第二層鋼護筒待鉆至第一層溶洞頂板時,停鉆沉放第二層鋼護筒,第三層鋼護筒待鉆至第二層溶洞頂板
6、時再將鋼護筒沉放至該層溶洞頂板。對于鋼護筒用幾層,在鉆孔根據地質資料對溶洞各層標高、填充物情況做好開鉆孔口直徑和鋼材備料,應盡可能避免坍孔后再采用多層鋼護筒。護筒內徑的選擇最下層鋼護筒內徑應大于鉆孔樁直徑20cm,同時外徑應小于上層護筒內徑10cm左右,壁厚選擇12mm。施工步驟a、測量放樣,正確放出樁位中心。b、埋設護筒,鉆機就位,鉆頭對中,開鉆。c、當鉆進至溶洞頂板之上1m左右時,沉放第二層鋼護筒至孔底,其中心與樁中心重合。d、護筒間空隙及鋼護筒與溶洞底部間空隙使用碎石、水泥漿及粘土充填固結。e、沖穿溶洞后,鋼護筒及時跟進,防止漏漿,并向孔內投放片石、碎石夾粘土,甚至投入整袋水泥堵塞護筒與
7、巖面之間不能密貼的地方。2.4注漿處理對于裂隙、溶蝕明顯的蜂窩狀灰巖碎塊可進場注漿處理,將溶洞完全填充、充滿。(1)鉆探工藝設備就位:注漿孔位確定后,移動鉆機至鉆孔位置,完成鉆機就位。鉆機就位后,用傾斜尺、水平尺等工具調整鉆機角度,安裝牢固,定位穩妥。鉆機鉆進:將鉆桿對準所標孔位,用108mm巖芯管開孔鉆進,保證開孔直徑不小于110mm。開孔時要輕加壓、慢速、大水量,防止將孔開斜。下套管:鉆至基巖0.51.0m后,下入108mm套管,并嵌入基巖;套管出露地表0.20.5m。用75號水泥砂漿固結套管,并將孔口套管四周搗實封閉,防止漿液從套管周圍冒出,影響注漿效果。終孔:根據設計要求確定孔深鉆至樁
8、底頂板3倍樁徑深度,鉆到位置后,擰上孔口蓋,準備注漿。(2)注漿工藝注漿前準備:備足42.5級普通硅酸鹽水泥,做好漿液配比用料。 注漿:選擇注漿機及相應注漿設備。先稀后濃,依吸漿情況逐步加濃漿液,配合比控制在0.8:11:1。注漿結束:單孔注漿結束除遵循規范、符合設計意圖外,綜合以下條件可結束注漿。a、地質條件控制標準:清孔確定漿液已至溶洞下限,達到處理效果時。b、注漿范圍控制標準:冒漿點超過有效范圍,工藝控制無效時。c、特殊條件控制標準:當壓力不高,注漿量不變,地表出現異常,影響地表環境時。3涌水的處理根據勘察資料及附近工程經驗,對冒水量較小非周邊泉群泉水通道的涌水點采用鉆孔注漿法進行封堵,成孔深度為以進入中風化巖1.0m,孔徑為150mm;注漿管采用焊接鋼管,底部包裹,以免在注漿前進入砂石,纏繞滿海帶絲,上部采用水泥砂漿封堵;注漿選用水泥-水玻璃混合漿液,采用 P.O42.5 普通硅酸鹽水泥,水灰比為 0.5;水玻璃采用模數 2.43.4,濃度為 3045 波美度的水玻璃,水玻璃摻入比為 15%,漿液初凝時間控制在 3060min;注漿壓力為 1.01.5MPa,壓力穩定后達到 30min 即可結束注漿,采用自下而上注漿,并封堵密實(大樣詳附圖)。圖1:冒水點注漿孔布置圖