复杂溶洞施工方案wj.doc

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溶洞施工方案

一、工程概况

中信山语湖花园C1区工程，基础采用冲孔灌注桩，整体工程桩共873根。

根据地质勘测资料24#、25#楼128钻孔。

在桩中心处表明有溶洞的点位共有57个，占总钻孔44.5%。

地质情况由上至下依次分别为人工填土层（Qml）、冲积土（Qal）、残积土层（Qel）及石炭系（C）基岩。

溶洞大概可分为4类：

即充填式溶洞（46个、其中有少数为半充填式溶洞）、无充填式溶洞（6个）、串珠状溶洞（5个）、其中大型溶洞（H＞9m有12个）。

类型主要以有填充物溶洞为主，其充填物主要有充填粉质粘土、细砂。

建筑处在岩溶较发育地区。

根据溶洞地质勘测资料显示溶洞类型主要为有填充物及半填充可塑状粉质粘土用石块、黄泥等回填物充填已满足溶洞施工要求。

二、施工方案1（钢护筒跟进法施工）

1、钢护筒跟进施工方法

孔深5米以上时钢护筒壁厚δ=10㎜的钢板，在厂家用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口，每节制作长度为4.5～7.5米，制作内钢护筒的内径D′=d+20cm（d为设计桩径）。

下置钢护筒的目的：

主要是防止贯通溶槽的漏浆而造成砂质覆土层以及地表层的塌孔，首先将原设计的钻头扩大0.2m，正常钻进至溶洞上方约1m处，采用汽车吊辅助振动锤等打入设备，将钢护筒分节打入土层中至岩面。

钢护筒的作用是防止漏浆、塌孔和防止混凝土向外泄到另外的桩内或其它地方,为的是减少损失和保证桩混凝土质量。

2、桩基内护筒跟进的施工工艺：

（1）场地平整定位埋设外钢护筒冲孔至溶洞顶（回填片石或黄泥等溶洞顶部处理下放内钢护筒正常成孔至桩底标高（终孔）。

（2）钢护筒制作：

外钢护筒的内直径为D=d+40cm（d为设计桩径），壁厚δ=12㎜，长度为2米；采用机械卷制加工制作；

内钢护筒：

采用壁厚δ=10㎜的钢板，在厂家用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口，每节制作长度为4.5～7.5米，制作内钢护筒的内径D′=d+20cm（d为设计桩径）。

制作好后运至施工现场。

（3）全程钢护筒跟进施工

本工程下置内钢护筒的目的：

主要是防止贯通溶槽的漏浆而造成砂质覆土层的塌孔，通过下置内护筒的作用，即可顺利穿越溶槽层至设计桩底标高，达到顺利终孔的要求；同时避免砼超灌甚至无法灌注至设计桩顶标高等情况。

将原设计的钻头扩大0.2m，正常钻进至溶洞上方约1m处，采用25T汽车吊辅助20T振动锤，先将内钢护筒分节打入土层中至岩面，再进行回钻成孔。

在下沉钢护筒的施工过程中，振动锤必须平稳，牢固的焊在内钢护筒顶部，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成护筒产生偏斜。

同时采用水平尺严格控制好各节护筒连接的垂直度，不得超过施工规范要求的1/200，力求钢护筒垂直入土。

若一旦发现有偏斜的趋势，马上进行纠正，将可能发生偏斜的不利因素消除在萌芽状态中。

内护筒沉入岩面后，先采用冲锤进行成孔一定深度后（注：

进尺为1.5～2米），及时采用25T汽车吊辅助振动锤将内护筒下沉至进尺岩面标高处；然后再进行冲孔、下内刚护筒；与之循环反复进行至桩底设计标高处；同样，在施工过程中严格测量、控制好各节护筒连接的垂直度，不得超过施工规范要求的1/200。

各节内刚护筒的连接焊缝全部采用双面开坡口进行满焊，两节护筒的接缝除施焊外，还需在接缝处焊接50mm宽、δ=10㎜的加强钢带。

以保证其尺寸准确，使护筒体顺直度达到要求，整个内护筒的竖向壁成一直线。

对其控制好质量的环节上起到关键的作用。

（4）钢护筒垂直度控制

下落过程中通过外部专门支架和预埋外护筒之间的卡具控制，并用经纬仪辅助控制垂直度，具体如下图：

两节钢护筒焊接过程中的控制：

下部钢护筒用垫铁调平（用吊车调节），用水平尺检测达到水平要求后，在外部卡具范围内将上部钢护筒初步就位，接口对齐，用经纬仪测量垂直度，如垂直度超规范要求，则接口部位采用垫铁调平，然后将两节钢护筒点焊，初步稳定后，再进行满焊。

在焊缝冷却后，进行钢护筒的下落施工，上述工序循环进行。

（5）内钢护筒下至溶槽处的处理

由于施工处不良地质溶洞的深度大同时有可能存在贯通的溶洞存在。

对于此处的处理更不得马虎，若处理不当有可能出现卡锤的情况出现。

需根据补勘探的地质资料，详细了解各溶槽顶标高的准确位置后，严格按照以下进行处理：

内钢护筒的下放位置：

根据其地质资料或原成孔桩基已施工的标高位置处（或溶槽顶100cm处）；

冲击锥锤冲至溶槽顶部范围做到上下轻提慢放，做到缓慢的进尺至溶槽处形成一小的裂口，不得高提进行强烈的冲击；以防止卡锤的危险。

进入溶槽后，根据我公司桩基施工的经验总结情况看，孔内的泥浆势必全部漏失。

因此需单独进行溶槽的处理：

孔内浆漏失完后，尽快用25T汽车吊将冲击锥锤吊开。

将拼装备好的水下砼导管放入孔内，采用C20砼进行封堵，砼须多次进行，且每次灌入的砼不宜过多，同时砼需在待前面砼达到初凝后进行，砼的塌落度控制在30～50mm，通过砼的低流动性达到暂时封堵的目的；待砼凝固产生一定强度后，再用冲击锥锤进行重复回钻、跟进内钢护筒。

也可采用回填片石进行反复冲砸。

通过挤压旁边的溶洞空间，孔桩周围形成护壁，再跟进内钢护筒。

同一桩孔内若有多层溶洞、溶槽或空洞，需分层按上方法处理、跟进下放内钢护筒。

（6）接近岩溶地段,采取轻锤冲击、加大泥浆密度的方法成孔,以防止卡锤和掉锤。

若遇卡锤时应该交替紧、松绳,将冲头缓缓吊起,不得硬提猛拉,必要时可以使用打捞钩、千斤顶、爆破等辅助工具助提。

若遇掉锤,应立即打捞,用打捞钩钩住锤头预设的打捞环,把锤打捞上来。

（7）在冲孔前和冲孔施工过程中都应该用经纬仪及钢尺复核桩位置,以防出现偏桩。

（8）质量保证措施：

钢护筒的加工尺寸必须严格控制，护筒上下节的连接缝除焊接外，还需在接缝处焊50mm宽的加强钢带，护筒水平接缝所成平面与护筒竖向垂直，使整个钢护筒的垂直度符合要求，振动锤与护筒顶面焊接牢固，无松动；并要求振动锤位置居护筒顶面中，各节下沉的护筒必须严格控制垂直度。

、在施工过程中,由于其不确定因素很多,加上地质条件的变化,经常可能遇到突发事件,造成溶洞高度在5m以下的部分桩采用本方案仍不能满足灌注桩混凝土施工质量要求时,可根据具体情况进行变更施工方案,

二、施工方案2

1、冲孔过程中石块、粘土等回填法复冲

（1）当溶洞高度在5m以内有充填物时,冲孔时应低锤密击,待孔内泥浆比重符合要求后方可适当提高落锤高度,施工中要常观察孔内泥浆水头高度,发现有漏浆现象要及时补充泥浆,并适当增大孔内泥浆比重,当孔内泥浆下沉时,可判定为漏浆,突然下沉或孔内没有泥浆时可判定为遇到溶洞。

在冲孔前和冲孔施工过程中都应该用经纬仪及钢尺复核桩位置,以防出现偏桩。

为防止意外,还应在冲孔前备好填充材料,一旦泥浆泄漏,应及时向孔内投放粘土、水泥和片石,依靠冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙,保持孔内泥浆高度,使冲孔顺利进行,如补充泥浆后还继续漏浆,就必须停止冲孔,在泥浆中加放水泥和锯末,待水泥浆凝固后再行冲孔。

（2）提高泥浆质量,加大泥浆密度,采用优质泥浆,当缺少优质粘土时,可在泥浆中渗入适量的水泥和锯末,以提高泥浆胶体率和悬浮能

力。

（3）当岩面的倾斜较大时,冲头摆动撞击护筒或孔壁,这时,必须重新回填片石及粘土,使孔底出现一个平台后再转入正常冲孔。

（4）接近岩溶地段,采取轻锤短冲击、加大泥浆密度不小于1.6g/m3的方法成孔,以防止卡锤和掉锤。

若遇卡锤时应该交替紧、松绳,将冲头缓缓吊起,不得硬提猛拉,必要时可以使用打捞钩、千斤顶、爆破等辅助工具助提。

若遇掉锤,应立即打捞,用打捞钩钩住锤头预设的打捞环,把锤打捞上来。

（5）在施工过程中,由于其不确定因素很多,加上地质条件的变化,经常可能遇到突发事件,造成溶洞高度在5m以下的部分桩采用本方案仍不能满足灌注桩混凝土施工质量要求时,可根据具体情况进行变更施工方案,必要时可采用钢护筒跟进施工方法方案施工。

2、冲孔过程中一般情况的施工方法

项目施工方法

施工方法

备注

在护筒刃脚以下2m内

小冲程1m左右,泥浆比重1.2～1.5,软弱层投入粘土块夹小片石。

土层不好时宜提高泥

浆比重或加粘土块

粘土或粉质粘土层

中小冲程1～2m,泵入清水或湿泥浆,经常清除冲头上的泥块。

防粘冲可投入碎砖石

粉砂或中粗砂层

中冲程2～3m,泥浆比重1.2～1.5,投入粘土块,勤冲勤掏渣。

砂卵石层

中、高冲程2～4m,泥浆比重1.3～1.5,投入粘土块,勤掏渣。

留意打斜孔及卡冲

基岩

高冲程3～4m,泥浆比重1.3左右,勤掏渣。

软弱土层或塌孔回填重冲

高冲程反复冲击,加粘土块夹小片石,泥浆比重1.3～1.5

四、施工方案3（采用注浆处理）

1、对于较大的溶洞（大面积溶洞）或溶洞串孔，可以先填充吹填砂然后注浆；也可以先注砂浆，再注浆填充密实。

吹砂处理的方法在原钻孔附近补钻2个Φ127mm的吹砂孔；先注砂浆应该用专用砂浆泵注浆孔至少Φ150mm，待砂浆注好后再注水泥浆确保溶洞完全被填充好在进行冲孔。

五、冲孔达到设计标高并清孔后，对孔径、孔深、孔形、竖直高和孔底地质是否与设计相符合，孔底泥浆沉淀厚度等进行检查，经监理工程师检查合格后，进行清孔、灌注砼。

六、结束语与建议

1、溶洞地区地质情况复杂，施工过程难度很大。

对于溶洞发育完全地区，施工中会经常遇到漏浆、塌孔、偏位、卡锤等情况，严重影响其工程进度和工程质量。

因此，对有溶洞的施工区域必须在前期做好充分的施工准备，同时必须针对具体溶洞情况拿出具体的解决方案。

2、从经济上考虑建议溶洞高度小于5米以内有充填物时采用本方案2；溶洞高度大于5米以上无充填物时采用本方案1；特大溶洞或溶洞串孔时采用本方案1或本方案3；

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