為保證巖溶發(fā)育地段鉆孔灌注樁施工過程中不漏漿,或漏漿但不發(fā)生坍孔,保證樁孔順利成孔、成樁并滿足承載力要求,施工時(shí)應(yīng)根據(jù)已探測的地質(zhì)情況判別溶洞地層情況、空洞大小、溶洞填充物情況。
溶洞樁基處理方案:
片石回填
采用正常成孔方法施工,當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時(shí),反復(fù)投入黃土和片石,利用鉆頭沖擊將黃土和片石擠入溶洞和巖溶裂隙中,還可摻入水泥、燒堿和鋸末,以增大孔壁的自穩(wěn)能力。
(1)摻加比例:為有效利用片石,片石與粘土比例為3:7,參加水泥時(shí),摻加比例為2包/m,摻加鋸末時(shí),摻加比例為粘土的10%。
(2)摻加方法:片石采用強(qiáng)度≥30MPa石灰?guī)r,石塊粒徑以15~50cm為宜。摻加粘土采用水泥袋包裝后投放效果更佳。水泥投放方法為以整袋投放為佳。摻加方法為:片石、粘土袋(可選擇添加水泥、鋸末,也可不添加)分層間隔摻加,回填高度為溶洞頂板以上1m處。
(3)施工注意事項(xiàng):密切注意觀察鉆機(jī)工作情況、周圍地表沉降和護(hù)筒內(nèi)水位變化,防止不正常情況發(fā)生,發(fā)生漏漿現(xiàn)象,立即處理。根據(jù)地質(zhì)資料,在接近溶洞時(shí)勤觀察、勤檢查,憑手握沖擊主繩的手感,沖擊巖層的響聲,抽取的巖樣判斷是否接近巖溶地層。接近巖溶時(shí)主繩松繩量應(yīng)為1~2cm,防止穿巖殼時(shí)卡鉆。鉆穿巖溶地層上殼時(shí),一旦漏漿,要及時(shí)投放粘土塊、片石并補(bǔ)水,以保持孔內(nèi)水位高度。
(4)主要適用范圍及優(yōu)勢:適用于較小溶洞(溶洞高度小于3m),無填充物或半填充,施工方法簡單,造價(jià)較低。
素混凝土回填
采取正常成孔方法施工,當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時(shí)或遇到傾斜顏面時(shí)填入低強(qiáng)度等級混凝土,間隔一定時(shí)間后采用沖擊鉆成孔。
(1)混凝土強(qiáng)度等級及配合比混凝土可采用C20(C15、C10也可)素混凝土,為盡快提高混凝土強(qiáng)度,節(jié)約施工時(shí)間,應(yīng)在混凝土中摻加一定早強(qiáng)劑,提高素混凝土的早期強(qiáng)度。
(2)摻加方法:對于傾斜巖面,為校正孔位,回填素混凝土應(yīng)與斜巖面頂面平齊,對于溶洞處,回填頂面高于溶洞頂板50cm。
(3)施工注意事項(xiàng):回填48h后回填混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后,且應(yīng)在樁基范圍取芯檢驗(yàn)填充效果,待溶洞完全填充且強(qiáng)度達(dá)到后方可進(jìn)行樁基施工。
(4)主要適用范圍及優(yōu)勢:適用于中、小溶洞,有無填充物均可采用此方案。施工方法簡單,造價(jià)相對較高。
注漿加固
通過對照地質(zhì)資料,對樁穿過的溶洞進(jìn)行填充和加固。
(1)注漿孔布設(shè):根據(jù)鉆孔柱狀圖,找出最大溶洞,如果溶洞為連通溶洞,只需對其中最大的溶洞進(jìn)行注漿加固。
(2)注漿壓力控制:用注漿泵注漿,注漿壓力不宜太大,具體壓力值現(xiàn)場試驗(yàn)確定。注漿速度為15~20L/min,其目的是使?jié){液滲透到填充物內(nèi)(包含灌入的砂和碎石),然后固結(jié),滲透最小直徑定位3.0m,以保證沖鉆成孔是有足夠的固結(jié)體。注漿時(shí)注漿管必須插入填充物底部,邊注漿邊緩慢上提,提管速度不宜太快。
(3)施工注意事項(xiàng):防止?jié){液流失太遠(yuǎn)造成浪費(fèi),采用間歇注漿方式,使得先注入漿液與砂子(或碎石)初步達(dá)到膠結(jié)后再注漿,循環(huán)注漿多次,直至達(dá)到規(guī)定的注漿量和注漿壓力控制值為止。注完一個孔后,繼續(xù)對其余孔進(jìn)行注漿,后注漿壓力必須調(diào)高,最后封孔。注漿順序由現(xiàn)場自行掌握。且應(yīng)在樁基范圍取芯檢驗(yàn)填充效果,待溶洞完全填充且強(qiáng)度達(dá)到后方可進(jìn)行樁基施工。
(4)主要適用范圍及優(yōu)勢:多適用于小型(高度小于1m)或多層溶洞(多層串珠狀小溶洞),也可用于各種有填充物的溶洞,但造價(jià)較高。
鋼護(hù)筒跟進(jìn)加固
采用鋼護(hù)筒跳進(jìn)法:一面沖孔,一面接鋼護(hù)筒,并且將其壓到或振動下沉至已鉆成的孔內(nèi)。
(1)鋼護(hù)筒的選擇。鋼護(hù)筒孔徑要準(zhǔn)確,連接順直,用卷揚(yáng)機(jī)成型。鋼護(hù)筒要有一定的剛度,單個大溶洞用單層護(hù)筒,2個大溶洞用雙層護(hù)筒,并以此類推。
(2)內(nèi)護(hù)筒的沉放:當(dāng)沖擊穿過溶洞頂部時(shí)要反復(fù)提升沖錘,在頂部厚度范圍上下慢放輕提,沖錘不明顯受阻時(shí)用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護(hù)筒,用吊機(jī)(或樁機(jī)自身重量)把內(nèi)護(hù)筒放入外護(hù)筒內(nèi)沉至孔底,必要時(shí)用振動錘下沉。 用沖擊鉆成孔鋼護(hù)筒跟進(jìn)法施工時(shí),施工中應(yīng)充分利用沖擊鉆的擴(kuò)孔性能,使鋼護(hù)筒能順利下沉。如果沖擊鉆在堅(jiān)硬巖石中的擴(kuò)孔系數(shù)較小,不能滿足鋼護(hù)筒下沉要求的,回填并加大鉆頭直徑二次沖孔,以保證鋼護(hù)筒順利下沉。為保證鋼護(hù)筒順利下滑,要求樁孔豎直,無歪斜、縮頸。
(3)主要適用范圍及優(yōu)勢:適用于特大溶洞(溶洞高度大于3m)、無填充溶洞、半填充溶洞或溶洞上方有較厚的沙礫層時(shí)。
溶洞樁基施工要點(diǎn):
溶洞形態(tài)較為復(fù)雜,在施工中還易存在一定問題,需采取一定處理措施。
1.在對小溶洞進(jìn)行處理的時(shí)候,可以采用注漿的辦法,經(jīng)過成孔處理穿過小溶洞,如果遇到洞內(nèi)沒有碎石或者干沙等填充物的情況,需要進(jìn)行填充以后再進(jìn)行注漿處理!
2.對空的溶洞進(jìn)行填充時(shí),可選擇適合的孔位,通過鋼套管將砂子和碎石進(jìn)行灌注,灌注后需要用壓風(fēng)機(jī)把干砂進(jìn)行處理,可以利用其他孔作為減壓途徑,使填充更穩(wěn)定。填充后達(dá)到施工要求在進(jìn)行灌漿處理!
3.對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等,沖孔時(shí)可采取投放片石、粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到護(hù)壁作用,保證泥漿不流失,使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。