㈠ 樁基在澆築施工時遇到溶洞怎麼處理
鑽孔樁和鑽孔遇到溶洞的處理方法大不一樣,混在一起是不易說得明白的,所以先說鑽孔遇溶洞的處理措施。 p<$z!|7m
一、首先分析一下孔壁是否穩定,會不會出現卡鑽、埋鑽情況。如果肯定不會,就進一步看看沖洗液漏失情況。如果沖洗液漏失不嚴重,可以採用降壓鑽進方法,在溶洞的底部慢慢磨出一個小孔,當小孔的深度達到0.5m左右時,就可以恢復正常鑽進。 md<%Z4+
二、如果孔壁穩定、沖洗液漏失嚴重,可採用投粘土或粘土球的方法堵水。當孔深大於15m時,粘土或粘土球是不容易到底的,可以用鑽具往下壓送。 )2\6 Fy0S
三、如果孔壁雖不穩定,但溶洞高度不大、不會出現嚴重坍塌時,也可用投粘土或粘土球方法進行護壁。 4).q+{#k
四、如果孔壁很不穩定、溶洞高度大,可能出現嚴重坍塌和甚至報廢時,先研究一下溶洞的深度位置。如果深度不大,例如在孔深15m處,就可採用套管護壁,變徑鑽進的方法。原來是110孔徑,可下108套管,再改用89鑽具鑽進。在這里補充一句:有經驗的管理人員在復雜地區施工時,為了預防孔內事故,往往在確定開孔口徑就留了一級、甚至兩級的餘地。 Pj+XKDV]T
五、如果孔壁不穩定且溶洞深度較大,如用套管護壁,變徑鑽進方法。可能會因無法回收套管造成成本過高時,可以採用水泥漿固結後,重新鑽進的方法。為了節約時間,固孔水泥漿可以添加速凝劑,一時沒有速凝劑時,可以用食鹽。
㈡ 挖孔樁時遇到溶洞如何處理
樁基裂隙及溶洞處理專項方案 樁基礎施工中經常碰到溶洞及岩石裂隙等不良地質。 1、裂隙的處理方案 裂隙是地應力釋放在岩石中產生的裂縫,它會導致樁孔的漏漿、掉石塊,甚至卡鑽、掉鑽、塌孔等事故。 現場施工人員事先熟悉該樁位鑽探資料,當進尺達到不良區段時,嚴密監控孔內水頭,當發現水頭出現下降時。判斷是裂隙還是溶洞。當為裂隙時,水頭下降較緩,這時提鑽2-3m ,同時向孔內投入粘土塊和少量水泥,調整泥漿稠度。 當水頭下降較大時,可補入泥漿保證孔內水頭壓力。待孔內水頭穩定後,繼續鑽進。 2、溶洞的處理方案 根據溶洞的洞高和洞內的填充物情況,對溶洞採用不同的處理方法,主要的處理方法有: 拋填法、靜壓化學灌漿法、灌注混凝土填充法、套放大小鋼護筒法等。 1.拋填法 溶洞范圍小,溶洞高度小於1m,對照地質圖,當鑽至溶洞頂板l m左右時,減小沖擊鑽沖程式控制制在1~1.5m ,通過短沖程快頻率沖擊的方法逐漸擊穿溶洞,溶洞一被擊穿,孔內水頭迅速下降,這時立即向孔內補充泥漿,同時提鑽至孔口,並向孔內投入片石、粘土塊和水泥,填充溶洞,當孔內水頭穩定時,用測線測出回填厚度,當回填厚度大於l m時,使溶洞范圍形成護壁後,再繼續施工。穿越溶洞范圍的樁鋼筋籠在溶。發現異常情況及時採用以上方法,反復沖砸,填塞溶洞,擠密護壁,直至順利穿過溶洞。 洞上下各1m范圍在鋼筋籠的定位筋焊接厚4mm的鋼板圓筒,在圓筒外增加四根定位鋼筋 2.(靜壓化學灌漿法)施工方法 主橋樁基精確放樣後,在樁基施工平台上用地質鑽於樁中心進行超前鑽,必要時增加鑽位。根據超前鑽的結果,確定護筒的打入深度。有溶洞的樁位,護筒沉至風化岩層,置於強風化岩面上,這樣可穿過土洞。護筒的底部即為岩層或溶洞的頂部。沒有溶洞的樁,護筒沉放要穿過淤泥質亞粘土、砂礫層,置於砂礫質亞粘土層至少2m深。根據溶洞的不同類型,最後決定兼用兩種不同的施工方案。當溶洞內有填充物填滿或有流砂的,或當溶洞為空洞或填充物不滿(水洞)且深度在1~3m的,在鑽孔樁施工前先進行預處理,採用靜壓化學灌漿法固結填充物和流砂,或用此法填滿溶洞,在固結體達到一定強度以後再鑽孔施工。 2.1.1技術要求 溶洞預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間並達到一定的強度(20mpa以上),防止鑽孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發生,保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。溶洞預處理施工,在鑽孔樁施工之前進行,相當於在樁基礎施工過程中,於鑽孔樁施工工序之前加入一道預處理工序,與樁基施工的各工序一起形成流水作業。 2.1.2施工方案 (1)處理方法選擇由於溶洞埋藏較深,不能用爆破或填充混凝土等一般方法處理,有效的處理方法是灌漿法。而在眾多的灌漿法中,因溶洞的不規則性,決定了其處理的最有效和比較經濟的方法是靜壓化學灌漿法。因此,採用靜壓化學灌漿法,同時也可兼用噴射灌漿法,促進填充物強度的加強。 (2)靜壓化學灌漿的加固特點漿材可在幾秒或在幾十秒內瞬間凝固,可控制漿液灌注在一定范圍內且不流失,材料的利用率高,比較經濟。漿材的結石率為100%,即1m3體積漿材可得1m3結石體。對溶洞中的砂、礫等土體,漿液是通過滲透作用板結砂和礫的;對於溶洞中的稀土、亞粘土等土體,漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的;對於無填充物和半填充溶洞的空間,漿液是通過充填作用填滿溶洞的。漿液在土體中的滲透擴散方向是往小主應力面方向,漿液固化後,小主應力面得到加固,而原次小主應力面變成小主應力面。這樣,通過對小主應力面反復不斷的加固,一方面滲透、擠密溶洞中的土體的空隙,充填溶洞的空間,在樁體周圍形成防水帷幕,防止流砂和保證護壁泥漿不流失;另一方面,提高溶洞中土體的承載力和抗剪力形成擋土牆,防止坍孔。靜壓化學灌漿的關鍵在於漿材的配方和工藝。 (3)工藝設計 布孔:在超前鑽有溶洞的樁位四周均布4個灌漿孔鑽孔:孔徑80mm,孔深要求達到最深溶洞的底部。 材料:普硅425#水泥(新標准為普硅32.5mpa水泥)與化學漿。 工藝:採用雙液灌漿系統進行全孔灌漿,要求少量多次、反復灌漿,如溶洞空間容積大、倒 水性強,則在混凝土乾料中添加一定量水玻璃。 2.1.3主要施工機械設備 主要機械設備有:bw250泥漿泵,bw150泥漿泵,100型鑽機,泥漿攪拌機和貯漿槽,高壓灌漿管及其配件。 3、灌注混凝土填充法 1、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 混合物和注水泥漿,然後用小沖程沖擊片石擠壓到溶洞邊形成泥漿碎石外護壁,水泥砂漿將片石空隙初步堵塞後,停止沖擊,24小時後,待水泥的強度達到2.5MPa後,再繼續沖擊,穿過溶洞。 2、護筒跟進法 1.溶洞高在3.0<h<5.0m,對於多層溶洞間距較小的採用鋼護筒穿越處理。先用沖擊錘進行沖孔、擴孔處理,然後採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,設置加強鋼板箍。 3、溶洞高大於5.0m(多層),且溶洞間距較大時,擬採用套內護筒法施工,即用內護筒穿 過溶洞的方法進行施工。內護筒長度L=h+2m(h為地質超前鑽確定的多層溶洞高)內護筒內徑應比設計樁徑大20cm左右,外徑應小於外護筒內徑5cm左右,若遇第二層溶洞,第二層溶洞的內護筒外徑比上層內護筒內徑小3~5cm。 1、內護筒長度的確定護筒長度:L=h+2(m)(h為多層溶洞高度) 2、內護筒內徑的確定:內護筒內徑應大於φ220cm,同時外徑應小於外護筒內徑5cm左右,如果只下一次內護筒(一層溶洞),內護筒內徑選用233cm,壁厚為1cm,則外徑為235cm(主橋外護筒內徑為240cm)。當遇到第二層溶洞時,第二層溶洞的內護筒(即第三次護筒)選用220cm內徑。 3、溶洞頂部沖孔 根據超前鑽的資料,當鑽孔施工接近溶洞頂部時,提起鑽頭、鑽桿,移開鑽機(gps-30),採用沖擊鑽機ykc-30沖孔。用沖擊鑽沖孔時,要求輕錘慢打,使孔壁圓滑堅固,提升高度一般不超過50cm,一般進程式控制制在60~80cm/h。所有卡扣及鋼絲繩必須先經測試檢查,其它施工工藝及注意事項與常規相同。 4、外護筒的製作及沉放方法 4-1外護筒的製作 外鋼護筒製作時,先勘察地質質料,根據溶洞的層數確定外鋼護筒的直徑。鋼護筒分節製造,工地拼接。先採用樁錘進行擴孔,鋼護筒採用振動下沉。振動下沉採用振動打拔錘,其振動動力為1600KN以上。鋼護筒下沉時,用兩台經緯儀在兩個垂直的平面內監測傾斜度,以便隨時調正。護筒下沉至硬土層或岩面後,其傾斜度小於1%。 4-2 內護筒的沉放 (1)當沖擊穿過溶洞頂部時要反復提升沖錘,在頂部厚度范圍上下慢放輕提,沖錘不明顯受阻礙,說明頂部已成孔並且是圓滑垂直的,此時用鋼絲繩活扣綁住內護管,用吊機(或沖機自吊)把內護筒放入外護筒內至孔底。到孔底後,內護筒不會靠自重沉到溶洞底部(因溶洞底有沉渣、沉澱物等)。此時,GPS-30鑽機重新就位。 (2)護筒沉設利用GPS-30鑽機進行,在鑽機的鑽桿上附加壓架,利用鑽機的鑽進壓力和鑽桿、鑽頭的重量,使內護筒隨鑽頭的鑽進而下沉,直到溶洞的底部。 2.2.5 內、外護筒間空隙及內護筒與溶洞底部間空隙的處理 (1)在內護筒底部及頂部100cm范圍內回填砂、碎石,中部回填中砂。 (2)用高壓噴射灌漿法(施噴法)對回填體進行灌漿處理。灌漿後,內護筒上下兩端空隙被砂、碎石及漿液沖填固結,固結強度要求達到30mpa,其抗滲系數可達10-7m/s 。灌漿
㈢ 樁基礎下面有地下河、暗溝、溶洞等情況下如何處理
樁基礎下面有地下河、暗溝、溶洞等情況下,採取方法比較多,諸如注漿,填土石,砂漿,下護筒等。
其中地下河的分布深度常和當地侵蝕基準面相適應,由於不透水層的阻擋,或者第四紀地殼上升幅度大於溶蝕深度,地下河則高於當地侵蝕基準面,形成懸掛式的地下河。
測試技巧
1、聲波透射法:混凝土灌注樁的聲波透射法檢測是在結構混凝土聲學檢測技術基礎上發展起來的。到20世紀70年代,聲波透射法開始用於檢測混凝土灌注樁的完整性。
2、鑽孔取芯法:20世紀80年代鑽孔取芯法主要應用於鑽孔灌注樁的檢測,同時在技術條件成熟的地區也用在檢測地下連續牆的施工質量。鑽芯法是一種微破損或局部破損的檢測方法,具有科學、直觀、實用等特點。
㈣ 溶洞和土洞的地基處理
岩溶區存在溶洞和土洞或岩溶塌陷,將嚴重影響建築地基的穩定性,降低地基的承載能力及加大地基的沉降變形。若對存在的溶洞、土洞或岩溶塌陷進行地基處理,可避免其對建築地基的所造成的不利影響。
5.1.1 岩溶地基處理的一般原則
在岩溶地區進行地基處理時,對於溶洞、土洞或岩溶塌陷地基,一般應遵循以下原則[46]:
(1)重要建築物宜避開岩溶強烈發育區;
(2)當地基含石膏、岩鹽等易溶岩時,應考慮溶蝕繼續作用的不利影響;
(3)不穩定的岩溶洞隙應以地基處理為主,並可根據其形態、大小及埋深,採用清爆換填、淺層楔狀填塞、洞底支撐、梁板跨越、調整柱距等方法處理;
(4)岩溶水的處理宜採取疏導的原則;
(5)在未經有效處理的隱伏土洞或地表塌陷影響范圍內不應作天然地基,對土洞和塌陷宜採用地表截流、防滲堵漏、挖填灌填岩溶通道、通氣降壓等方法進行處理,同時採用梁板跨越。對重要建築物應採用樁基或墩基;
(6)應採取防止地下水排泄通道堵截造成動水壓力對基坑底板、地坪及道路等不良影響以及泄水、涌水對環境的污染的措施;
(7)當採用樁(墩)基時,宜優先採用大直徑墩基或嵌岩樁,並應符合下列要求:①樁(墩)以下相當樁(墩)徑的3倍范圍內,無傾斜或水平狀岩溶洞隙的淺層洞隙,可按沖剪條件驗算頂板穩定;②樁(墩)底應力擴散范圍內,無臨空面或傾向臨空面的不利角度的裂隙面可按滑移條件驗算其穩定;③應清除樁(墩)底面不穩定石芽及其間的充填物。嵌岩深度應確保樁(墩)的穩定及其底部與岩體的良好接觸。
此外,在建築結構措施中,應選用有利於與上部結構共同工作,並可適應小范圍塌落變位、整體性好的基礎形式,如配筋的十字交叉條形基礎、筏形基礎、箱形基礎等,同時採取必要的結構加強措施,如磚石結構加強圈樑設置、單層廠房基礎梁與柱連成整體,並加強柱間支撐系統等。
5.1.2 溶洞地基的處理方法
對地基穩定性有影響的岩溶洞隙,應根據其位置、大小、埋深、圍岩穩定性和水文地質條件綜合分析,因地制宜採取下列處理措施[21]:
(1)對洞口較小的洞隙,宜採用鑲補、嵌塞與跨蓋等方法處理;
(2)對洞口較大的洞隙,宜採用梁、板和拱等結構跨越。跨越結構應有可靠的支承面。梁式結構在岩石上的支承長度應大於梁高1.5倍,也可採用漿砌塊石等堵塞措施;
(3)對於圍岩不穩定、風化裂隙破碎的岩體,可採用灌漿加固和清爆填塞等措施;
(4)對規模較大的洞隙,可採用洞底支撐或調整柱距等方法處理。
5.1.3 土洞地基的處理方法
土洞一般埋藏淺,發育快,頂部強度低,發展到一定程度就會塌陷,對建築物威脅較大,特別是對高層建築,由於基礎埋置深,上部荷載大,造成的危害更大。有時建築物施工時,由於地質勘察布孔有限而未發現土洞,但在建築物使用後,由於改變了地下水的條件,如人工降低地下水位,就會產生新的土洞和地表塌陷。土洞對建築物的影響有時比溶洞還要大,因此在岩溶地段進行建設時,應查清土洞的分布、形狀、深度,以及它們的發育程度,可採用釺探的方法(桂林岩溶區採用釺探進行驗槽,對查清土洞或塌陷的分布很有成效)。
對地基中存在的土洞,應根據土洞在地基中所處的位置、土洞大小及形狀、埋深、水文地質條件等,綜合採取處理措施[15,47,48]:
(1)挖填法:清除洞內軟土後,鋪填塊石,上做碎石層,其上部用灰土或粘土夯實。一般對地下水形成的土洞,多以疏導為宜,避免堵截,又形成新的土洞,或使原土洞擴大。一般適用於淺層土洞。
(2)灌填法:在洞體范圍的頂部地基基坑面上鑽孔,可採用多個鑽孔(但至少兩個以上,以便土洞排氣),一般直徑φ100~150mm,將砂或礫石灌入洞內,然後再灌入水泥漿,或直接灌入混凝土。適用於埋藏深、洞徑大的土洞。
(3)梁板跨越法:對埋置較深和直徑較小的土洞,且土洞周邊土體的承載力和穩定性較好時,可在洞頂上部用梁板跨越,對洞體本身不再處理。
(4)樁基法:對重要建築物,當土洞較深時,可用樁穿過土層直抵基岩。也可在土洞中灌注混凝土樁,直至建築物基礎底部,以承受上部結構荷載。
(5)處理地表水及地下水法:由地表水滲入地下而形成土洞,或地表塌陷,做好地表水疏流、防滲等工作是根治土洞的基本措施。對形成土洞的地下水,一般應控制人工降低地下水位。
地基處理應適當考慮地基、基礎與上部結構的共同作用,要適應上部結構的選型,同時結構也要適應地基的變形。例如,在岩溶塌陷灌漿時,是否考慮在灌漿塌陷體的頂部預留10~20cm空間,做成砂墊層(褥墊層),以調整灌漿塌陷體與周圍地基的差異沉降。
5.1.4 岩溶塌陷的治理
5.1.4.1 岩溶塌陷治理的原則
(1)對於土洞和塌陷,除已充分論證其確屬穩定不再發展的以外,一般都需要進行治理,未經治理不宜選作為建築物的天然地基持力層。
(2)治理措施應堅持「標本兼治」,因地制宜。如由於岩溶地下水位升降波動引起的塌陷,一般應疏導地下水流通道;對於地表水滲漏引起的塌陷,應注意完善地表排水系統,防止地表水滲漏等。
(3)由於岩溶塌陷影響因素很多,一般應採取綜合治理措施,如填堵結合灌漿,灌漿結合排水等,以符合既經濟又安全的原則。
(4)在治理階段,應結合監測和地基土測試工作,以檢驗治理措施的效果,以便發現問題及時補救。
5.1.4.2 岩溶塌陷的治理措施
對於岩溶塌陷,一般可採用以下處理措施[9]:
(1)換填法:首先清除塌陷體中的鬆土,填入塊石、碎石或中、粗砂,做成反濾層,然後上覆粘土夯實。對於重要建築物,一般需要將坑底或洞底與基岩面的通道堵塞,可開挖回填混凝土或設置鋼筋混凝土板,也可灌漿處理。
(2)跨越法:用於塌陷坑或土澗較深大,開挖回填有困難的處理方法。一般以梁板跨越,兩端支承在可靠的岩、土體上。據廣西岩溶區的處理經驗,每邊支承長度不小於1.0~1.5m。
(3)強夯法:把10~20t的夯錘起吊到一定高度(10~40m);讓其自由下落,造成強烈的沖擊對土體強力夯實。一方面是夯實塌陷後松軟的土層和塌陷坑或土洞內的回填上,以提高上體強度;另一方面可消除隱伏土洞和軟弱帶,是一種處理結合預防的措施。
(4)灌注法:把灌注材料通過鑽孔進行注漿,其目的是強化土層或洞穴充填物、充填岩溶洞隙、隔斷地下水流通道、加固建築物地基。灌注材料主要是水泥、碎料(沙、礦渣等)和速凝劑(水玻璃、氧化鈣),水泥標號一般應大於450號,灌漿方式可採用低壓間歇定量式或循環式灌注。
(5)深基礎法:對於一些深度較大,跨越結構無能為力的土洞、塌陷,通常採用樁基,將荷載傳遞到基岩上。
(6)旋噴加固法:在淺部用旋噴樁形成一「硬殼層」,在其上再設置基礎。「硬殼層」厚度根據具體地質條件和建築物的設計而定,一般可達5~20m。
(7)地表水的疏、排、圍、改治理:在塌陷的治理階段,對地表水的治理不能忽視或放鬆,應在預防措施的基礎上進一步完善。