岩溶采空区桩基施工技术.docx

岩溶采空区桩基施工技术惡辿下尊£摘要:根据岩溶、采空地区的特点选择桩基主要施工方法，采取必要的措施保证工程质量关键词:岩溶区 桩基 施工某立交桥工程,工程地质相当复杂,有采煤的采空区,有发育的岩溶区, 又有粉砂和粘土层,表层覆盖厚度不等的可液化、严重液化粉砂层桥梁 桩基施工时,根据岩溶、采空地区的特点选择桩基施工方法,采取相应技 术措施,以顺利穿过岩溶和采空区,保证工程质量一、 工程概况立交桥下部为柱式桥墩,桩基穿过覆盖层后入岩,入岩深度为嵌入微 风化岩 1.5m 以上工程地质为第四系松散覆盖层上部12.0~17.0m为可液化、严重液 化粉砂层，局部夹有淤泥质粘土;下部18.0〜26.6m粘土为主，间夹有亚粘 土、亚砂土以下溶蚀现象严重,岩溶发育受沉积时间和地质环境的影响,沉积的砂土均为松散状,颗粒间无粘 聚性,钻孔桩成孔期间由于施工和孔内泥浆流失等因素影响,造成水头降 落,孔内泥浆向下流动,容易导致孔壁坍塌,成孔质量差,严重时会导致钻 孔失败二、 钻机选型及钻孔方法的确定根据工程的地质情况及工程造价,综合了以下几种思路:①采用深埋 护筒,投入大，施工安全性高;②采用旋转钻机,不能有效地克服溶洞、软岩 夹层等地质，容易扭断钻杆,但成孔速度慢，对地面冲击小;③采用冲击钻, 冲击钻施工的孔壁比较稳定,处理溶洞和裂缝漏浆时,更能防止塌孔,但施 工速度慢。

综合以上优缺点,决定根据覆盖层的厚度和地质状况选取当覆盖层厚度不太大时,小型钻机可以满足施工要求;选用转速快的 钻机,对护壁可以起到更好的加固作用,小型钻机重量轻、振动小,振动能 量经过2 层枕木的隔离、消散,对地面的影响小旋转钻机钻到岩面后,对孔内泥浆进行调整使其密度加大,以利于浮 起沉渣,换为冲击钻施工岩层在换冲击钻时,为了防止冲击钻机架振动 而使地面液化,在机架支点处铺垫石子垫层而在其上铺2 层枕木,这样 可以有效地消散机架传来的冲击能,从而避免地表液化,引起塌孔三、桩基施工技术钻孔桩基施工在穿过液化砂土层时,首选钻机为重量轻、转速快的正 确循环旋转钻,钻进时,控制进尺,加大泥浆比重成孔的关键是防止由于 钻机及其它施工机械的影响而导致粉砂土层液化引起缩径甚至塌孔 ,并 为调换冲击钻施工溶蚀严重的底部岩层做好充分准备工艺流程为:平整场地―测设桩位中心―埋置护筒―安装钻机对中心就位一投泥、开孔造浆冲孔至设计标高一验孔深一换浆清孔一下检孔器检孔―下钢筋笼及导管―二次清孔―灌注水下混凝土―桩基检测1、钢护筒作用护筒有固定位置,隔离地面水,,保证孔口不坍塌、导向钻头、成桩后, 不致出现桩位偏差超限的作用,其埋设情况对成孔、成桩的质量有重大影 响。

护筒采用=8mm钢板制作，内径大于设计桩径0.20m采用挖埋和振 动下沉相结合的方法埋设1.5米深护筒顶面高出地面50cm以上2、泥浆护壁技术措施施工前必须准备好充足的塑性指数大、粘性好的膨胀性粘土或大量 黄泥球,并且准备一定量的水泥、膨润土、烧碱和锯木屑1)泥浆指标 采用拌浆机在泥浆池拌制足够的护壁泥浆穿过液化砂土层时,泥浆 的好坏将直接关系到成孔的质量通过多次试验 ,按比例(质量比)粘土: 水泥:膨润土:烧碱=1:0.2:0.1:0.03,锯木屑按粘土体积的 10%掺入,形成的 泥浆各项指标较好好的泥浆能够促进不透水膜在孔壁的形成,增强泥膜 的韧性,在孔内泥浆流失量不太大时,起到一定支撑外部压力的作用,利于 及时采取处理措施2) 为了使护壁效果更好,加高钻头护壁圈(俗称腰带)也很重要护圈 通过钻头旋转对孔壁起到压实作用,使孔壁上附着的泥浆挤压密实,减少 护壁漏水的可能性,从而起到加强护壁的效果采用这种方法,还可以起 到钻进导向作用,使井孔垂直,防止出现斜孔3) 泥浆循环系统的设置 泥浆循环系统主要由泥浆池、高压泵、出浆管和进浆管四大部分组成 1,泥浆从孔口经由出浆管进入泥浆池,经过沉淀,再由泥浆泵将泥浆经 由进浆管送回孔底(进浆管的下管口是1节长约0.6m的特制钢管,钢管上 焊接 1 个圆环,套在钻头顶部钢丝绳上,上下用卡环夹住,使钢管上下移动 又能绕钢丝绳转动 ,避免在钻孔过程中进浆泵与钢丝绳缠绕在一起 ),含 渣泥浆再从孔底上翻至孔口,经出浆管进入泥浆池通过泥浆循环,孔底的 钻渣即可在泥浆池中沉淀下来,再人工将钻渣清除,达到清渣的目的。

四、岩溶区及漏浆的处理1、岩溶区处理方法(1) 技术人员及钻机人员充分掌握地质资料情况,每个孔位的地质柱 状图列在钻机上,让施工人员随时都知道岩溶的位置、大小、充填情况;(2) 将钻至溶洞时(距顶部约 1m 左右),改用小冲程缓慢钻进(冲程控 制在1〜1.5m),逐渐将溶洞顶击穿,防止突然打穿溶洞顶板,造成卡钻3) 击穿溶洞后,把做成泥球的粘土和片石按 1:1 的比例投入,加大泥 浆的相对密度到1.4 左右,如果出现漏浆情况,随时准备补浆,并小冲程冲 砸,当泥浆漏失现象全部消失后才正常钻进2、裂缝漏浆的处理 地质资料表明,桥址处有一条南北走向的断裂带,在冲孔过程中,得到 了进一步的验证,漏浆采取的主要措施为:①入岩前，准备充足的水源和 水泵;②准备足够的粘土，并将粘土做成泥球，直径20cm左右;③准备充足 的片石;④密切注意护筒内泥浆面的变化情况，当泥浆面在迅速下降时, 证明在漏浆,首先尽快补水，然后投入泥球和片石高度为2m,在反复小 冲程冲砸,形成泥壁,堵塞洞内的通道五. 施工注意事项1、对岩面高低不平,或一面有岩石,一面有粘土的情况,必须多次抛填 粘土、片石,用低冲程冲砸,反复循环,多次修整,防止卡钻和斜孔,保证成孔 质量。

2、备足粘土、片石,碎石、水泥、草袋等材料漏浆时,马上用粘土、 碎石、水泥混合料装袋回填,溶洞较大时,掺加填入片石,以小冲程反复冲 砸,形成泥石壁,堵塞漏浆的通道保持孔内水头,防止塌孔同时,加大备 浆池,备足优质泥浆,发现漏浆及时补给,保持住水头,防止液化砂土层的 坍塌3、遇到卡钻时,应尽可能探明钻头倾斜方向,在相反方向反复提拉尝 试,吊正钻头,以利于钻头提出;有时需要用钢轨束焊成小冲锤在桩孔一 恻冲击,并配合高压空气或高压水冲射,使卡点松动后提出钻头六、主要施工事故的与预防和处理1、掉钻掉钻事故主要是主绳断裂和钻头转向鼻子断裂引起的 ,因此要经常 检查两部位情况,遇到钻头提不起来时,不要强行提拉,要摸清情况,采取 相应的措施,钻头上要装有保险绳,保险绳要牢固、可靠,当发生掉钻后, 要及时处理,时间越长,打捞难度越大处理办法为:根据不同情况,采用能 够适宜的打捞工具;条件允许时,可采用潜水员潜入桩孔打捞2、埋钻埋钻也有两种情况:一是沉渣埋钻,其次是塌孔埋钻要避免沉渣埋 钻,钻头不能长时间留在孔底不动,要经常上、下活动,泥浆不停止地循环 如果发生塌孔埋钻,最主要的是将主绳保住,利用回转钻机扫孔和反冲发 将钻头提出。

3、灌注时避免混凝土进入溶洞根据地质情况，在下钢筋笼时，在溶洞处的钢筋笼周围包1圈2mm的铁皮,高度上、下都超过溶洞口 0.5m,有效地避免了混凝土流入溶洞七、结束语在厚砂层和溶洞发育地段钻孔,上部砂层施工应缓慢钻进,反复冲砸, 确保护壁质量,不可急于求进,防止下部岩溶层施工出现隐患在液化砂 土层覆盖的岩溶、采空区施工桩基,选择合适的钻机是基础,控制泥浆指 标和进尺是关键在砂土液化区施工钻孔桩基,用碎石、枕木等介质扩散 钻机的振动能量,对减轻液化是有效方法。