内容发布更新时间 : 2024/12/27 17:12:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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冲孔桩施工溶洞处理方案

一、根据溶洞等不良地质情况在冲孔桩施工过程中易出现的主要影响如下：

（1）漏浆。在遇见溶洞时，泥浆急剧流失，部分无法及时补回到正常水位；

（2）不可遇见性漏浆。施工过程中，在桩孔回填块石、黏土后继续钻进，泥浆液面连续下降情况；在灌注混凝土过程中，出现泥浆液面连续下降情况；

（3）塌孔。在冲孔遇见溶洞，特别是在溶洞部分或无充填情况下，泥浆急剧流失，无法及时补充泥浆导致塌孔，此种情况亦可导致埋锤现象；

（4）偏斜。钻进过程中遇见斜面岩、溶洞壁（半边岩）等，导致冲锤向低的一边或软的一边偏斜，无法继续正常钻进；

（5）卡锤。冲孔进入溶洞时，由于溶洞顶破裂而形成“天窗”，使冲锤掉进溶洞，出现卡锤现象。

（6）不可遇见性溶洞。在地勘资料显示无溶洞的情况下，钻进过程中遇见溶洞，可采用回填混凝土处理。灌注混凝土过程中遇溶洞后，混凝土严重超方，且其他桩位地勘孔有大量泥浆冒出，表明其他桩基范围有大型溶洞且为无充填或部分充填，并与该溶洞串通。

（7）大型溶洞过程处理漫长。针对在特大型溶洞，冲击钻成孔过程中反复回填黏土、块石，反复冲击处理。 二、处理方案概述

根据本工程地质报告资料，工程地质情况较复杂，溶洞分布较广泛，桩基持力层一般为微风，结合溶洞等不良地质对桩基施工的影响，综合考虑质量要求和工期要求，经过归纳整理，具体可以划分为溶洞、裂隙、斜面岩等三类情况，拟进行施工前的预处理和施工过程中的过程处理。

1、处理目的及必要性 1.1保障桩基施工工期

因本工程桩基工期非常紧张，综合考虑桩基施工所遇到的问题，通过施工前预处理和过程处理，保证成桩速度与质量，确保桩基施工工期满足要求。 1.2确保桩基施工成孔安全

溶洞填充物多为半充填，部分为全充填或无充填，充填物呈褐黄色黏土，软塑～可塑，饱和，局部含少量灰岩碎石；以及超前勘察钻进过程中出现过漏浆的地层。承载力很低、稳定性差。通过对其处理，使溶洞得到充填、稳定、固结，增加护壁强度，避免冲击钻成孔施工时造成漏浆、塌孔等意外事故的发生，确保桩基成孔质量与安全。 1.3防止地表塌陷和过大沉降

部分溶洞距离地表较深，上顶距离地面一般在20～25米左右，溶洞多为半充填，部分为全充填或无充填，通过处理，使溶洞周边地层和工作面土体能保持稳定，防止坍塌，土体流失，减少地表沉降。 1.4满足永久结构的承载力

溶洞填充物和灰岩地层承载力有很大的差别。通过对地层处理，提高该处地层的承载力，减小不同地层之间的差异沉降，增加桩基摩阻力，以满足对桩基耐久性的需求。 2、处理原则

（1）根据地质勘察，灰岩强度较高，结合工期要求及现场实际情况，桩基施工采用冲击钻成孔。

（2）对工程中所有出现的溶洞或出现超前钻漏浆、漏水等现象的地层，为了防止成孔中漏浆、塌孔，减少成孔困难，进行预注浆处理。预注浆以水泥浆为主，注浆量大时可采用双液浆或采用分次压注水泥浆的方案。注浆加固的次序，考虑地下水的影响，确保注浆效果，减

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少注浆损失。

（3）遇有斜面岩时，根据斜面岩竖向高度不同，可以填充混凝土、硬质岩片石（如闪长岩、辉绿岩）反复冲击为主，特殊情况下采用孔内爆破的方案。回填高度一般高于出现偏孔处1.5～2m米处，如此反复填充，反复冲击成孔，直至孔壁垂直度满足设计要求。

（4）尽量避免采用钢套管护壁的高造价、低效率护壁方案；必须采用时，宜采用单套管护壁方案。

（5）裂隙处理主要采用3:7土石混合料反复抛填，反复冲击，直至泥浆不再下降为止。 （6在桩基施工前，原则上对大型、特大型溶洞进行注浆预处理，对于中型串通型溶洞，根据现场实际情况决定是否注浆，实施中需及时通知业主、审计、监理等相关单位。 3、溶洞的判别

3.1工前判断（资料判别）

依据地质勘查报告和超前钻资料，可以明确判定桩位存在溶洞的位置。 3.2施工过程中判断（泥浆液面判别）

冲击钻成孔作业过程中，出现了浆液面较大幅度的下降，地质勘查报告和超前钻资料中显示无溶洞存在时，可能存在较大裂隙和邻近溶洞击穿的情况。 4、裂隙的判别

4.1工前判断（资料判别）

依据超前钻资料，桩位不存在溶洞，但超前钻柱状图岩体描述中含“节理裂隙（一般）发育”时，一般有存在裂隙的可能；如果描述中含“钻进过程中漏水”时，则可能存在裂隙或较大破碎岩体孔隙。

4.2施工过程中判断（泥浆液面判别）

施工过程中出现了漏浆，但超前钻资料中显示不存在溶洞时，一般是存在裂隙的可能；如果出现了浆液面较大幅度的下降，地质勘查报告和超前钻资料中显示无溶洞存在时，可能存在较大裂隙和邻近溶洞击穿的情况。另外，在桩基钻进过程中泥浆浓度下降，甚至出现桩孔返水等现象时，表明桩孔击穿了承压水带，可以视为岩层裂隙处理。 5、斜面岩（含半边岩）的判别 5.1工前判断（资料判别）

（1）依据地质勘查报告和超前钻资料，岩层界面走向有大幅度的倾斜或超前钻资料显示同一桩位各钻孔地层资料显示岩层界面有差异时，可以判定桩位存在斜面岩的问题。 （2）如果存在较硬的孤石或探头深入桩基范围时，也应归为斜面岩进行处理。 （3）一般溶洞下底倾斜较大时，在进行溶洞处理的同时，也应考虑斜面岩的处理。 5.2施工过程中判断（偏孔）

冲击钻施工过程中出现了偏孔时，一般可以判定出现了岩层强度不均匀的斜面岩现象。 三、溶洞处理方案

根据地勘资料，溶洞主要有半充填、部分充填、无填充三类，其中以部分充填状态数量较多，无充填情况稍少。根据地质条件，综合考虑施工工期、桩基质量、场地安全、施工场地情况，从技术、经济等方面经过比较，对已知溶洞采用桩基施工前进行注浆法预处理，施工过程中进行过程处理，对未知溶洞采用灌注混凝土填充法、抛填法、护筒跟进法进行过程处理。

1、溶洞的分类

根据已掌握的地勘资料，将当前揭示的溶洞情况进行整理分析，确定溶洞的不同类型如下：

（1）小型溶洞：单个高度H≤2m以内的填充式溶洞或虽显示不只1个溶洞，但都小于2m且间隔距离大于2m以上；

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（2）中型溶洞：单个溶洞高度2m＜H≤4m；或多个溶洞虽单个小于2m但属全空溶洞，或多溶洞间距较小（实际冲孔过程中将会被击穿形成一体溶洞）其累加溶洞达到2m以上； （3）大型溶洞：单个溶洞高度4m＜H≤6m；或多个溶洞虽单个小于4m但属多溶洞间距较小，其累加溶洞达到4m以上；

（4）特大型溶洞：单个溶洞高度H＞6m，或单个小于6m但属多溶洞间距较小，其累加溶洞达到6m以上；

（5）虽地勘资料未揭示有溶洞，但其同墩倒位相邻桩揭示出中型以上溶洞的。在钻机冲孔施工时同样极有可能击穿紧临溶洞而出现中型或大型溶洞的。 2、溶洞注浆预处理 2.1溶洞注浆概述

（1）处理方法：静压注浆法。

（2）适用条件：桩基开孔前，对地勘资料揭示有溶洞且溶洞大小为大型、特大型的桩位全部进行注浆处理，对于中型串通型溶洞，根据现场实际需求决定是否注浆。 （3）目的：为了加固孔护壁及溶洞填充物，并达到一定的强度（20MPa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完成。

（4）优点：由于溶洞、裂隙埋藏较深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法处理，有效的处理方法是注浆法。而在众多的注浆法中，因溶洞的不规则性，决定了其处理的最有效和比较经济的方法是静压注浆法。因此，采用静压注浆法，同时也可兼用喷射注浆法，促进填充物强度的加强。

（5）施工时间：在钻孔桩施工之前进行，相当于在桩基础施工过程中，于钻孔桩施工工序之前加入一道预处理工序，与桩基施工的各工序一起形成流水作业。 2.2施工方案 2.2.1注浆设计

静压注浆以水泥浆为主，水泥浆配合比水：水泥=0.6:1～1:1为宜，一般情况下配合比为水：水泥=0.8:1；注浆量大时可采用双液浆或采用分次压注水泥浆的方案。

注浆加固特点：浆材可在几秒或在几十秒内凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为100％，即1m3体积浆材可得1m3结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀土、亚粘土等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。浆液在土体中的渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这样，通过对小主应力面反复不断的加固，一方面渗透、挤密溶洞中的土体的空隙，充填溶洞的空间，在桩体周围形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁泥浆不流失；另一方面，提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙，防止坍孔。 2.2.2注浆施工工艺流程 注浆施工工艺流程为：场地平整→定桩孔位和钻孔编号放样→钻机就位→钻孔至设计标高→提升钻头→注浆→检验→封孔。 2.2.3静压注浆设计 （1）工艺设计

布孔：在超前钻有溶洞的桩位四周均布4个注浆孔 钻孔：孔径80mm，孔深要求达到最深溶洞的底部

材料：水泥采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥，水灰比水：水泥=0.6:1～1:1，一般情况下采用0.8:1，特殊情况下采用1:1:1水泥与水玻璃双浆液。

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