冲孔桩溶洞处理专项施工方案

星悦湾3#、6#楼钻孔灌注桩工程

裂隙及溶洞处理

专

项

方

案

二零一七年十一月

裂隙及溶洞处理专项施工方案

本次施工范围为3#、6#楼主楼部分冲孔灌注桩，建筑主体为分别为29层和27层，主体结构形式为剪力墙结构，辅房为钢筋混凝土结构。

针对本工程溶洞分布较广，单个溶洞大，施工技术难度较大，我项目部从严把质量关，确保工程进度，确保施工安全考虑，把桩基溶洞处理列为重中之重并按设计要求作相关施工监控。专门组织所有技术人员讨论、研究方案并学习有关溶洞处理方面的知识。根据本工程溶洞分布的具体情况，确定先采用冲击钻成孔，然后根据具体情况采用投放抛填物的方法处理溶洞。

1、裂隙的处理方案

裂隙是地应力释放在岩石中产生的裂缝,它会导致桩孔的漏浆、掉石块,甚至卡钻、掉钻、塌孔等事故. 现场施工人员事先熟悉该桩位勘察钻探资料，当进尺达到不良区段时，严密监控孔内泥浆面，当发现泥浆面出现下降时。判断是裂隙还是溶洞。当为裂隙时，泥浆面下降较缓，这时提钻2-3m，同时向孔内投入粘土块和少量水泥，调整泥浆稠度。当泥浆面下降较大时，可补入泥浆保证孔内泥浆面压力。待孔内泥浆面稳定后，继续钻进。

2、溶洞的处理方案

根据溶洞的洞高和洞内的填充物情况，对溶洞采用不同的处理方法，主要的处理方法有：常规成孔法、片石粘土筑壁法、灌注混凝土填充法、套放大小钢护筒法等。

（1）常规成孔法(按照无溶洞地质考虑)

当溶洞内有充填物，是可塑或软塑的亚粘土，并且溶洞不漏水，这时不管溶洞有多大，也不管溶洞垂向数量多少，都可以不考虑溶洞的存在，而按照正常的地质情况施工。采用冲击钻成孔，洞内的土质和溶洞外的土质没有什么区别，可以按无溶洞的情况施工。

（2）片石粘土筑壁法

溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以内，但存在严重漏浆,护筒内泥浆高度不能保持时，可采用片石、粘土按1 m3：1 m3比例，回填冲击，用0．5～0．8 m小冲程，不循环泥浆干打几分钟，使回填物充分密实，再加浆提高泥浆面到正常高度，让粘土与片石混合物充分挤入溶洞，将漏浆处堵住后再使用小冲程继续钻进，形成人工泥石护壁。如此反复多次回填片石、粘土，反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止。粘土片石筑壁法施工时，钢护筒必须预埋牢固，这样可以防止由于溶洞漏浆，水头高度急剧下降而造成孔口塌孔，保证钻孔顺利通过岩溶区。

（3）在冲击成孔中,由于有的溶洞与地下暗河或其他溶洞相通,泥浆迅速流走,泥浆高度急剧下降,造成漏浆。施工时要在孔边备足一定数量的片石和粘土,一旦出现漏浆,要及时回填片石、粘土冲击造壁,并马上补水,防止水头高度继续下降。

（4）意外跑浆：地质资料揭示无溶洞或只有很小的溶洞，但突然发生跑浆，估计是挤破了旁边大溶洞的洞壁，或小溶洞与旁边的大溶洞是相连的。采取投放片石、粘土起到护壁作用，使钻孔顺利通过岩溶区。

（5）遇到较大的土洞、空溶洞时，或连体薄层深洞迅速跨塌，出现掉锤现象，在快到溶洞项板2m距离位置时应低锤轻冲击、慢冲击，减少溶洞大面积跨塌掉锤现象，保证桩基顺利终孔。

（6）溶洞在采用片石与粘土回填仍不能产生有效护壁时，采用C25混凝土进行灌注填充，保证有效护壁桩基顺利成孔。

2、灌注混凝土填充法

溶洞的高度在1．0～3．0m之间，且溶洞为填充或半填充的，则先向抛填片(碎)石、砂混合物（或商砼）和注水泥浆，然后用小冲程冲击片石挤压到溶洞边形成泥浆碎石外护壁(见图3)，水泥砂浆将片石空隙初步堵塞后，停止冲击，24小时后，待水泥的强度达到2．5MPa后，再继续冲击，穿过溶洞。

图3：

3、护筒跟进法

1、溶洞高在3．O

3、溶洞高大于5．0m(多层)，且溶洞间距较大时，拟采用套内护筒法施工，即用内护筒穿过溶洞的方法进行施工。内护筒长度L=h+2m(h为地质超前钻确定的多层溶洞高) 内护筒内径应比设计桩径大20cm左右，外径应小于外护筒内径5cm左右，若遇第二层溶洞，第二层溶洞的内护筒外径比上层内护筒内径小3~5cm，具体见图5

1、内护筒长度的确定护筒长度L＝h＋2（m）（h为多层溶洞高度）

2、内护筒内径的确定

内护筒内径应大于φ100cm，同时外径应小于外护筒内径5cm左右，如果只下一次内护筒（一层溶洞），内护筒内径选用100cm，壁厚为1cm，则外径为105cm（桩径为80cm）。当遇到第二层溶洞时，第二层溶洞的内护筒（即第三次护筒）选用110cm内径。

3、溶洞顶部冲孔

根据超前钻的资料，当钻孔施工接近溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开钻机（gps－15），采用冲击钻机cz－60冲孔。用冲击钻冲孔时，要求轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，提升高度一般不超过50cm，一般进程控制在60～80cm/h。所有卡扣及钢丝绳必须先经测试检查，其它施工工艺及注意事项与常规相同。

4、外护筒的制作及沉放方法

（1）外护筒的制作

外钢护筒制作时，先勘察地质质料，根据溶洞的层数确定外钢护筒的直径。钢护筒分节制造，工地拼接。先采用桩锤进行扩孔，钢护筒采用振动下沉。振动下沉采用振动打拔锤，其振动动力为1600KN 以上。钢护筒下沉时，用两台经纬仪在两个垂直的平面内监测倾斜度，以便随时调正。护筒下沉至硬土层或岩面后，其倾斜度小于1％。（2）内护筒的沉放

当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护管，用吊机（或冲机自吊）把内护筒放入外护筒内至孔底。到孔底后，内护筒不会靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等）。此时，GPS－15钻机重新就位。

（3）护筒沉设利用GPS－15钻机进行，在钻机的钻杆上附加压架，利用钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量，使内护筒随钻头的钻进而