湖北某市政桥梁桩基础工程溶洞处理专项施工方案(钻孔灌注桩).doc

目 录1 编制范围及依据11.1 编制目的11.2 适用范围11.3 编制依据12 工程概况22.1 工程简述22.2 设计标准52.3 场地土层分布62.4 主要材料指标62.5 主要设备及操作人员配置63 岩溶地层桩基施工方案73.1 施工准备73.2 岩溶地质钻孔桩施工工艺控制73.2.1 钻机就位73.2.2 钻孔顺序83.2.3 先施工桩长较长、溶洞较多的桩孔83.2.4 确保桩身成孔垂直度83.2.5 成孔检查及第一次清孔83.2.6 钢筋笼制作和吊放93.2.7 导管下放和第二次清孔93.2.8 混凝土灌注103.3 溶洞的判别及危害103.4 溶洞的分类及处理方案113.4.1溶洞的分类113.4.2溶洞处理的各项准备工作123.4.3不同溶洞的处理方案123.4.3.1、 小型溶洞的处理：常规回填粘土冲孔固壁法123.4.3.2、中型溶洞的处理：片石粘土堵洞筑壁法133.4.3.3、大型溶洞处理溶洞143.4.3.4.特大型溶处理：153.5 施工中常见问题的处理163.6溶洞处理方案选择、工作流程及处理溶洞工程量的确认184 桩基质量检验205 质量保证措施215.1 混凝土215.2 混凝土的运输215.3 质量保证措施216 安全保证措施247 文明施工与环保措施258 应急救援预案271 编制范围及依据1.1 编制目的为保证某某市某某区某某大街东线桥梁工程钻孔灌注桩基础的顺利完成，保证溶洞处桩基的顺利成孔、成桩并满足承载力要求，杜绝桩基施工中安全事故的发生，保证施工过程对水土及环境无污染，特制定本专项施工方案。1.2 适用范围本方案适用于某某市某某区某某大街东线桥梁工程的钻孔灌注桩基础溶洞处理的施工。1.3 编制依据施工组织设计、设计施工图纸及岩土工程施工勘察报告；公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011；公路工程质量检验评定标准JTG F80-2004；其它现行的相关施工质量验收规范；现有的技术装备、管理水平和类似工程的施工经验。2 工程概况2.1 工程简述某某市某某区某某大街东线桥梁工程包括K1+952.50大桥（K1+514.5K2+390.5）和K8+382.50大桥（K7+889.0K8+875.0）两座桥梁（分别简称1#桥和2#桥）。两座桥梁均跨越大片鱼塘藕塘，1#桥在桥梁终点处附近跨越阳光西路。全长876.00m，2#桥在桥梁终点处附近跨越梁子湖大道，梁子湖大道现宽14m，规划加宽至24.0m。桥梁与梁子湖大道的斜角角度为57度，全长986m。除2#桥在跨越梁子湖大道处采用一联（40+60+40）m钢箱梁外，两座桥均采用5跨一联或4跨一联的预应力预制小箱梁，预制小箱梁先简支后结构连续。两座桥桥面布置均为3.0m人行道+23.0m车行道+3.0m人行道，桥梁总宽29.0m ，预制小箱梁横桥向布置10片。其中，1#桥共计29跨，290片预制小箱梁；2#桥共计31跨，3跨钢箱梁，28跨预制小箱梁，280片预制小箱梁。两座桥均采用钻孔灌注桩基础，根据地质勘察报告显示两座桥分别位于中风化砂砾岩和中分化红砂岩上，属可溶性岩，其中2#桥共计有44根桩需要穿过溶洞，溶洞总高度为284.2m。主要集中在16#墩28#墩，溶洞的标高分布带为019.00m处。主要形式为溶洞（大）、溶孔（小）及溶蚀裂隙。溶洞填充物多为软塑状粘性土夹碎石全填充（或半填充），少量溶洞无填充物。溶洞分布情况见表2.1-1所示。表2.1-1溶洞分布情况一览表序号桩号溶洞顶位置（m）溶洞底位置（m） 溶洞厚度（m）溶洞岩层描述10-612.213.31.1由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块21-314.815.91.1由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块35-414.325.511.2由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块416-124.525.61.1由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块516-221287串珠状溶洞，进尺时快时慢，岩芯为少量25cm柱状及块状，溶蚀现象发育636.539.12.6由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块716-327.127.90.8由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块816-424.528.23.7由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块935.536.81.3由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块1017-126.726.90.2无填充，具掉钻现象1117-324.330.25.9由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块1234362由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块1317-425.130.25.1由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块1433.835.82由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块1518-229.3399.7由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块1619-127.7291.3由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块1743.445.11.7由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块1819-224.7305.3串珠状溶洞，进尺时快时慢，钻进中响声异常，岩芯为少量砂砾岩块，溶蚀现象发育193639.83.8由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块2019-420.221.71.5由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块2122.823.91.1由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块222730.43.4由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块2332.534.62.1由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块2420-130.233.63.4由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块2520-22324.51.5由灰褐色可塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块2621-117.220.73.5由软塑状性粘土全充填2722.927.14.2由软塑状性粘土半充填2821-21919.50.5由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块2925.627.92.3由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块3021-317.5191.5由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块3121.2220.8由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块3223.3295.7由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块334141.80.8由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块3421-428.7356.3由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块3544.546.52由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块3622-212.217.25由软塑状性粘土半充填3722-319.721.82.1由软塑状性粘土半充填3822-419.625.35.7由软塑状性粘土半充填3923-244.350.46.1由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块4023-317.723.45.7由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块4125.2260.8由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块4223-417.222.95.7由软塑状性粘土半充填，夹少量砂砾岩碎块4324-116193由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块4430.7354.3由褐红色软塑状性粘土全充填，其中33m34m夹大量砂砾岩碎块，钻进中响声异常4524-224.83611.2由粘性土全充填，其中24.8m28m呈软塑状，28m36m呈可塑状，底部35m36m夹少量砂砾岩碎块4640.541.20.7由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块4724-319.8255.2由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块4826.431.45由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块4933.5384.5由褐红色软塑状性粘土全充填，36.537m夹少量砂砾岩碎块5024-412.713.50.8由褐红色软塑状性粘土全充填，36.538m夹少量砂砾岩碎块511826.58.5由褐红色软塑状性粘土全充填，36.537m夹少量砂砾岩碎块5227292由褐红色软塑状性粘土全充填，36.538m夹少量砂砾岩碎块5325-123.532.38.8由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块5425-333.934.20.3由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块5525-427.930.42.5由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块5625-722.229.97.7由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块5726-119.522.22.7由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块5826-21616.80.8由软塑状性粘土全充填5919.121.82.7由软塑状性粘土全充填6026-516.317.81.5由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块6126-616.8181.2由软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块6227-122.43411.6为串珠状溶洞，进尺时快时慢，多由粘性土填充，局部见少量短柱状砂砾岩，溶蚀现象发育6339401为串珠状溶洞，进尺时快时慢，多由粘性土填充，局部见少量短柱状砂砾岩，溶蚀现象发育6427-218.419.20.8由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块6522.8296.2为串珠状溶洞，进尺时快时慢，多由粘性土填充，局部见少量短柱状砂砾岩，溶蚀现象发育6627-427.333.25.9由褐红色软塑状性粘土全充填6728-431.431.90.5由粘性土全填充，夹大量砂砾岩碎块，钻进中声响异常，进尺稍快6831-137.843.86无填充，具掉钻现象6931-234.138.34.2由褐红色软塑状性粘土全充填，夹少量砂砾岩碎块2.2 设计标准道路等级：城市主干道；汽车荷载：城-A级；人群荷载：5.0kN/； 设计洪水频率：1/100；桥梁设计安全等级：一级地震动峰值加速度：0.05g；环境类别：类；通航等级：不通航横坡：车行道横坡1.5%，人行道横坡2.0%。2.3 场地土层分布桥位属灰岩地质，在勘探所揭穿的深度范围内，沿线地层变化较大，地勘钻孔出现多处溶洞，在桩基础施工前，在每个桩位处进行了超前钻孔。资料显示施工现场土层分为三大类，第一大类为（1）层素填土（Qml）；第二大类为第四系全新统冲积成因（Q4al）的淤泥质粘土及中更新统冲积成因（Q2al ）的粉质粘土、含角砾粉质粘土含粉质粘土角砾等（(2)层-（4）层）；第三大类为白垩第三系东湖群（K-E）dn）基岩，根据其岩性及风化程度可分为（5）层中风化砂砾岩、（6-a）层强风化粉砂质泥岩及（6）层中风化粉砂质泥岩。2.4 主要材料指标本标段桥梁桩基砼采用C30水下砼，桩径分为1.2m和1.8m两种，桩基箍筋均采用HPB300级-10，定位钢筋均采用HRB400级-16，1.8m桩基主筋和箍筋加强筋采用HRB400级-28，1.2m桩基主筋和箍筋加强筋采用HRB400级-22。声测管100%布置，每个桩基内均匀布置4根57×3.0热轧无缝钢管。粒径为1P.O0cm片石，硅酸盐P.O42.5水泥，不含杂物及腐蚀物的粘土，10mm、12mm厚钢板。2.5 主要设备及操作人员配置 为了满足溶洞突发事件的处理，现场配备小松220挖掘机1台，司机2名，运输车1台，司机2名，装载机1台，司机2名，备用水泵5台，200kw发电机1台。3 岩溶地层桩基施工方案针对本工程溶洞分布较广，桩基施工技术难度大的特点，我部专门组织技术人员讨论、研究。根据本工程溶洞分布的具体情况，确定不同方法处理溶洞。3.1 施工准备了解地质情况，测定桩位，平整场地详细了解桩基桩位地质、水文资料，掌握溶洞出现的位置，并大致推断其范围、大小以及充填情况，并根据逐根超前钻结果为每个溶洞桩基制定合适的施工方案和施工技术保障措施。每个孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出，发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案。根据现场的地形地貌整理出成片施工场地，以便于堆放材料，桩基施工区地表要建截、排水及防护设施；对桩顶坡土清刷减载；雨季施工，孔口要搭设雨蓬。机械材料准备桩孔附近要备足回填材料和挖掘机、铲车、水泵等机械。钻机钻进时泥浆要稍稠，现场泥浆池内尽量多备些泥浆，在溶洞穿孔后及时补浆。 安全设施准备准备好各工序所需要的安全防护器材和相关排水、通风、照明设施，并设置滑坡变形、位移的标志。3.2 岩溶地质钻孔桩施工工艺控制成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量若控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身混凝土灌注质量和造成桩承载力下降。因此，在岩溶地区钻孔桩成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。3.2.1 钻机就位钻架应焊接牢固，基底应平稳，采用枕木沙袋进行铺垫，地基松软时应远离桩孔，以免造成侧压力而导致塌孔；钢护筒采用钢板制作，高度需大于2.5m，为增加刚度防止护筒变形，在护筒上、中、下部各焊一道箍筋进行加固。在护筒定位后应及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm，并认真检查回填土是否密实，以防止钻孔过程中发生漏浆或下坠的现象。护筒埋设应高出原地面30cm。钻机就位后复核钻机平整度及钢护筒顶面标高，并作好记录，以便成孔后校验成孔深度。3.2.2 钻孔顺序对同一墩台上不同桩位钻孔应采用对角钻孔，隔孔施工，且下一根桩基施工时上一根桩基强度需达到2.5MPa以上才能施工，以防冲击钻孔时造成已灌注混凝土桩剪切破坏，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。3.2.3 先施工桩长较长、溶洞较多的桩孔施工中应根据设计图纸及地质报告，对同一墩台上不等桩长设计时应先行施工桩长较长、溶洞较多、施工较难的桩孔。钻孔桩中有溶洞的桩第一根桩孔施工时一般较困难，一定要保证上一层溶洞处理好了才能继续下钻，保证所遇到的溶洞都处理好了之后才能进行混凝土灌注。3.2.4 确保桩身成孔垂直度为了保证成孔垂直度满足设计要求（小于1%），应采取扩大钻机支承面积使钻机稳固，施工过程中经常进行测量检查，校核钻架及钢丝绳的垂直度，校对护桩等措施，并于成孔后下放钢筋前作用验孔器对桩孔孔径、倾斜度进行检查。3.2.5 成孔检查及第一次清孔在冲击钻孔过程中应做好钻孔记录，应每两小时记录一次，标明各类土石层所处位置及厚度，特别是应记录好遇到溶洞时的位置及深度。根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，并描绘出地质剖面图。当钻头达到土石分界线后冲击进尺会明显减小，一般土层冲击进尺为0.4m/h，进入岩层一般为0.1m/h或更小，对刚进入岩层时应采用小冲程钻孔，对在施工中发现岩面与钻头是倾斜面的应回填片石进行纠偏处理，片石回填高度应达到3m以上。钻头直径的大小将直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超过10mm就要及时调换或修补钻头，以免造成孔径变小或卡钻现象。在离孔底2m时应放慢冲进速度，小进程冲孔可将孔内渣块磨碎以便清孔。终孔后测绳复核成孔深度，测绳使用前要预湿后重新标定，并在使用中经常用钢尺进行复核。钻孔到达深度后应进行第一次清孔，清孔时应按先清渣后清浆原则进行，即先不降泥浆比重，保证泥浆比重在1.3以上，先将孔内的渣粒清除至沉淀池内，清渣过程中应经常用钻头对孔底进行搅动，保证孔底不沉渣。桩长较长时第一次清孔时间应达到10小时以上。3.2.6 钢筋笼制作和吊放用于钢筋笼制作的钢筋必须经检验合格后才能使用。在钢筋加工场对钢筋笼逐节验收，对质量不符合要求的焊缝、焊口则要进行补焊，验收合格后，编号待用。在钢筋笼吊放过程中，注意钢筋笼不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。需要预埋声测管的钻孔桩一定按设计位置预埋声测管，声测管的接头一定要连接紧密不漏浆，确保检测顺利进行。3.2.7 导管下放和第二次清孔等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制，不能就地取材，而要专门采取泥浆制备，选用高塑性粘土或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越的土层进行，配合比设计。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，使用前需对导管做密水性试验，以防止漏气漏浆而影响灌注。导管出现变径或缩径及管壁出现凹槽时不得使用。导管距离孔底高度为3050cm。混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口泥浆粘度测定在1822s；含砂率不大于2；泥浆比重不大于1.1；胶体率不小于95%时，沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下混凝土的灌注工作。在浇筑混凝土时拆除泥浆泵及安装漏斗过程中需要一定时间（一般不超过10分钟），这段时间内孔底有可能会形成一部分沉渣，所以当漏斗安装好放入混凝土时应采用高压风机对孔底沉渣进行翻动上浮，时间为35分钟。严禁采用加深孔深代替清孔。3.2.8 混凝土灌注混凝土在拌和站集中拌和，混凝土运输车运输至灌注现场，直接升导管法灌注混凝土成桩。用于灌注混凝土的原材料必须经检验合格后方可使用，拌和站严格按试验室出具的施工配合比进行拌和，每盘拌和时间不得少于60s。混凝土运输到现场后现场每车检测混凝土的坍落度，坍落度控制在1822cm，坍落度不合格时，严禁使用，以防灌注混凝土时发生堵管。浇筑首盘混凝土时应注意：导管下口距孔底的距离一般为3050cm；漏斗底口处必须设置严密、可靠的隔水装置，该装置必须有良好的隔水性能并能顺利从管底口排出，可采用比导管直径稍小的充气皮球或袋装混凝土做隔水装置；首斗混凝土浇筑后导管埋入深度不小于1m。封底砼灌入后应仔细检查封底情况，确认封底成功后进行正常浇注。浇注要连续有序地进行，尽可能缩短拆除导管的时间，中途不得停顿，每根桩的浇筑时间不应太长，宜在6h内浇筑完成；当漏斗内或导管内砼不满时，徐徐地浇注，防止在导管内造成高压空气囊，压漏导管。混凝土灌注过程中应随时掌握导管的埋入深度。混凝土灌注应连续灌注成桩，导管埋入深度一般宜保持在2m6m，不宜大于8m和小于1m，严禁把导管底端提出混凝土面。向上抽拔导管的力度要适中，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，这种现象称为“包饺子”，尤其在砂层厚的地方比较容易发生。在灌注过程中要认真做好记录。灌注中导管提升时，要根据溶洞情况确定导管埋深，避免灌注过程中挤破溶洞混凝土面突然下降，造成断桩事故发生，在混凝土灌注中在遇有溶洞处应适当把导管埋深加大，并随时观察混凝土下落速度、孔内泥浆面及泥浆溢出量。当混凝土面接近钢筋骨架时，使导管保持稍大的埋深，并放慢浇注速度；当井孔砼面进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋骨架在砼中有一定的埋深，稳定钢筋笼，防止钢筋笼上浮。为确保桩顶质量，桩顶灌注标高应比设计标高超灌1m以上，灌注完成后观察30分钟左右，如果混凝土面没有变化才拔出导管。3.3 溶洞的判别及危害主要通过以下方法进行判断：准确的地质资料图；听声音，看气泡：如遇岩溶空洞时能听到咚咚的声音，并能看到有大量气泡往上冒；孔内水位突然下降；与其相邻的孔内水位下降至同一个水平面：下部岩溶已连成一体形成空洞；钻孔钻进速度，遇有溶洞时钻进速度较快；当击穿面超过中心面，钻头突然倾斜、突然下落；地面沉降、塌方。溶洞的危害造成卡钻、掉钻、埋钻等事故；造成漏浆、塌孔等事故；处理不当造成桩基砼灌注失败；造成桩端承载力不满足设计要求或桩基失稳等质量事故。3.4 溶洞的分类及处理方案3.4.1溶洞的分类根据已完的超前勘探结果，我们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：A、小型溶洞：单个高度H2m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。B、中型溶洞：单个溶洞高度2m<H4m；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。C、大型溶洞：单个溶洞高度4m<H6m；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。D、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。E、虽超前勘探结果本桩未揭示有溶洞，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。3.4.2溶洞处理的各项准备工作A、选择合适的实心钻机机型，其能有效地穿过紧密砾卵石层，坚硬漂石层或岩层；冲击锥提升速度快，不易卡钻，遇到溶洞时能够迅速提起钻头，以免埋钻；冲击成孔能形成坚实孔壁，成孔质量高。B、备好充足的处理溶洞材料。准备好足够的泥土、片石、麻袋、袋装水泥、砂石料、及处理溶洞所需要钢护筒，片石采用强度30MPa石灰岩，片石粒径为1550cm；袋装水泥选用普通硅酸盐水泥，50kg/袋；砂石料采用中粗砂+粒径大不大于15cm砾石1：1配置并拌合均匀，无集料窝。片石粘土水泥混料每桩桩备用量要以超前勘探溶洞深度的两倍以上体积计算。C、配置泥浆，严格控制粘土的选择，选择并备足良好的造浆粘土，入孔泥浆比重可为1.11.3，入孔泥浆黏度，一般地层为1622s，接近溶洞地层调制为1928s。 D、便道畅通。保证设备移走的线路平整畅顺无阻碍物，紧急情况要令人、机迅速撤离现场。 E、作好随时处理溶洞所需的机械：确保现场吊机、挖掘机、装载机、自卸车完好待命状态；吊装和拖拉设备在有足够吨位，可及时采取措施，预防损失扩大。 F、准备钢网架（槽钢或工字钢纵横制作而成）。钢网架用于冲击成孔作业时，垫设在钻机下，以防止因钻至地下大型溶洞而导致坍塌孔对冲击钻钻机及施工人员造成损伤。 G、施工前对施工作业班组进行溶洞处理相关技术、安全交底。H、在溶洞发育地段进行桩基施工时，应调整施工顺序，采用间隔施工，同一墩位的桩基严禁同时施工，必须待一根桩基混凝土浇筑完成后，且混凝土强度达到70%时，才可进行下一根桩基钻孔施工。3.4.3不同溶洞的处理方案3.4.3.1、 小型溶洞的处理：常规回填粘土冲孔固壁法目前超前勘探已揭示的有：0#-6、1#-3、16#-1、16#-3、17#-1、20#-2、25#-3、26#-5、26#-6、28#-4。 （1）、在冲击钻钻进施工过程中，在正钻进时密切注意护筒内泥浆面的水平位置变化情况，当泥浆面迅速下降时，首先要赶快补水。 （2）、在钻孔前在桩机旁准备了不少于10m3黄粘土，发现泥浆面下降时，迅速采用大型挖掘机（1m3）将施工前准备好的粘土向钻孔中投入，回填高度大于2m以上。然后采用低提慢进的方法重新冲孔，通过冲孔堵住溶洞并重新造浆。（3） 、当再次漏浆时，仍按上述方法处,反复回填冲孔，达到填充溶洞及固壁，至设计桩底标高。（4） 、在钻孔过程中，发生大面积塌孔、或泥将快速流走，钻孔原泥浆面下降超过2m以上，则表明钻孔过程中将原超前勘探未揭示的溶洞击破并已形成中型以及上溶洞，则需按下述方案处理。 3.4.3.2、中型溶洞的处理：片石粘土堵洞筑壁法 根据目前超前勘探已揭示的有：20#-1、22#-3、25#-4、26#-1、26#-2。 （1）、根据地质勘察资料及超前钻资料，有此类溶洞的桩基施工时要配置专人密切注意桩机地盘水平、岩样和护筒内泥浆面的变化，熟记图纸、资料中标注的溶洞位置。 （2）、在钻孔过到击穿洞顶之前，采用小冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡冲击锤。 （3）、一旦发现泥浆面下降、孔内水位变化较大、泥浆稠度、颜色发生变化或钻进速度明显加快又无偏孔现象时，表明已穿越溶洞顶进入溶洞。 （4）、首先应迅速用大功率泥浆泵补浆补水，同时及时提冲击锤，防止埋冲击锤。 （5）、应适当增加泥浆中的粘土数量，提高泥浆密度。泥浆粘稠度控制在1928s。（6）、然后用装载机配合大型挖掘机（1m3）及时将准备好的片石、粘土按3：7的比例抛入。投入量按溶洞竖向高度加2m以上，少量多次进行投放。 （7）、采用小冲程进行钻进，让钻锤击碎黏土和片石并挤入溶洞内壁发挥护壁作用。（8）、直至孔中的泥浆面停止下降，并慢慢上升，此后可加大冲程进行钻进，对投入的填充物进行冲击式挤压，确保溶洞被堵死。若溶洞内进尺过快，则继续投入片石、粘土，投入量根据进尺速度确定，少量多次，每次投放在5m³以上。（9）、若同一溶洞封堵后再次塌孔，则证明溶洞空隙较大，原粘土片石未能有效封堵住溶洞，为增加堵洞固结强度，降低灌注桩时塌孔风险，需要在再投入粘土时分批投放袋装水泥，水泥量以回填深度每米不少于3包，以整袋投入。 （9）、当泥浆漏失现象全部消失后，转入正常钻进。 （10）、如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。 （11）、击穿溶洞顶、底板后，要用钻锤将溶洞顶、底板处的桩孔修理圆滑，以防卡钻及钢筋笼。3.4.3.3、大型溶洞处理溶洞1、片石水泥土造浆法：对于由多层小型溶洞组成的大型溶洞、单层填充式溶洞采取此预案进行施工。 根据目前超前勘探已揭示的有：16#-4、17#-3、19#-1、22#-2、23#-4、 27#-4、31#-2。 （1）、在此类溶洞的桩基施工时更要配置专人密切注意桩机地盘水平、岩样和护筒内泥浆面的变化，熟记图纸、资料中标注的溶洞位置。 （2）、在钻孔过到击穿洞顶之前，采用小冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡冲击锤。发现漏浆后，即表明已穿孔，立即使用泥浆泵向孔中补充泥浆以防止孔壁坍塌。（3）、同时立即向孔中抛袋装水泥5t左右。（4）、然后向孔中投入35m厚粘土、片石混合物（土石比1：1，桩径1.8m的孔单次投入量约为12m³左右），以填充至溶洞顶以上不少于3m为准。（5）、待漏浆现象停止后重新进行钻进。钻进时仍采用小冲程进行钻进，让钻锤击碎、水泥、黏土和片石并挤入溶洞内壁发挥护壁作用。（6）、冲孔到漏浆部位的时间宜控制在水泥终凝时间之前，然后停止钻机4h左右，直到凝固后的水泥粘土浆把漏浆源堵死为止。2、采用灌注混凝土护壁二次成孔钻进法。 对于空孔大型溶洞、填充物为流塑状溶洞、溶洞内有涌水等大型溶洞，因其泥浆的侧向压力较大、自稳性较差，可采用灌注砼护壁二次成孔钻进法。根据目前超前勘探已揭示的有31#-1等。（1）、按上述大型溶洞冲孔后，在击穿溶洞顶板后，加大泥浆比重，防止涌水、涌浆稀释泥浆，导致泥浆护壁能力下降，发生孔壁坍塌。（2）、钻至溶洞底板后，不用清孔，即向孔内灌注水下混凝土到溶洞顶1.0m 以上。（3）、待混凝土达到70%强度后，重新钻进。3.4.3.4.特大型溶处理：1、对于填充式特大型溶洞及多层中小型溶洞组成的特大型溶洞，仍可以采用上述3.1粘土水泥片石造浆法。根据目前超前勘探已揭示的有5#-4;16#-2；17#-4；18#-2;19#-2、19#-4、21#-1、21#-2、21#-3、21#-4、22#-4、23#-2、23#-3、24#-1、24#-2、24#-3、24#-4、25#-1、25#-7、27#-1、27#-2、31#-1。2、钢护筒跟进法：对于空孔式且溶洞顶上基岩厚度小于3m特大型溶洞溶、或洞顶板高程距地面高差在10m以内的大型溶洞，为避免造成大的塌孔事故，同时为确保成桩风险，拟采用护筒跟进法。且利于同墩位下一根桩施工溶洞处理难度，当同墩位两极桩中，优先施工护筒跟进法的桩基。具体方案如下：（1）、提前加工好钢护筒：孔深在15m钢护筒采用12mm厚钢板加工；孔深在15-30m采用14mm厚钢板加工采，每节度4m左右，护筒内直径比设计桩径+10cm。钢护筒总长度要求L（h+H）米，h为超前勘探溶洞高度，H为溶洞顶至地面以上1.50cm。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，还在接缝处焊5cm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；并要求振动锤位居护筒顶面中，各节下沉的护筒必须严格控制垂直度。 （2）、扩大钻机钻头直径，设计1.8m桩,采用2.0m钻头成孔。在超前勘探确定的溶洞顶以上3m按常规冲孔成孔。在达到接近溶洞顶3左右时，更换能满足设计桩径的常规钻头，同时埋入钢护筒，然后边打边跟进钢护筒。（3） 、护筒的沉放：下放长护筒时，其位置必须准确，下放完成后，检查其高程、垂直、护筒顶面水平度。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，说明顶部已成孔并且圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机（或桩机自生重量）把护筒放入沉至孔底，必要时用振动锤下沉。用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工时，施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。（4）、护筒跟进至最下层溶洞底1.0m以上。护筒到位后钻头改为满足成孔要求的钻头直径。如果冲击钻在坚硬岩石中的扩孔系数较小，不能满足钢护筒下沉要求的，回填并加大钻头直径二次冲孔，以保证钢护筒顺利下沉。为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔竖直，无歪斜、缩颈。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。进入溶洞后，孔内的泥浆势必全部漏失，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3050mm，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。（5）、钢护筒根进至超前勘探溶洞底以下2m左右，按常规方案钻孔到设计桩底。3.5 施工中常见问题的处理钻孔桩在施工中需对对桩径、桩长、桩位偏差及桩倾斜度进行严格控制。在施工中要随时对桩位进行测量，检查护桩。对发现有偏孔的应及时进行处理。钻孔桩常见故障及处理如下：3.5.1 坍孔 坍孔是溶洞区钻孔成孔过程中最常见的事故。如果有透水层,当冲击到溶洞后,由于突然漏浆造成水头高度急剧下降,透水层失稳,形成漏斗状坍孔。 预防坍孔的方法: 采用冲击钻冲孔施工时,可将钢护筒坐落在亚粘土层上,再继续冲击成孔; 发现漏浆及时补水。坍孔的处理方法: a. 当成孔深度不大时,可全孔回填粘土,暂停一段时间后再深埋钢护筒到不透水层,方可重新钻孔; b. 当成孔深度较大时,可将钢护筒一直坐落在坍孔的剌叭口下缘的亚粘土层上,护筒周围回填粘土,挤实,再重新钻孔3.5.2 卡钻 卡钻的原因和处理方法: 冲击钻刃脚磨钝、孔径变小造成卡钻,应经常对冲击钻进行补刃; 孔不圆,形成梅花孔,用五刃和四刃钻头打圆孔,不用一字钻; 十字孔、探头石、落石等物卡钻，或钻头卡在溶洞内，上下提动无效时，用“一”字形或半月形小钻头沿孔壁障碍物处冲击将障碍物击破或挤走，提出钻头。钻头在冲击填充的片石时,冲击后弹起的石块将钻头和孔壁的空隙挤住,钻头不能上下,可用小冲击钻冲动,或用冲吸的方法将卡在钻头上的石碴松动后再提出。钻头被溶洞顶板卡住时，可用漏斗形钢套管顺着大绳下入至钻头顶，导出钻头。钻头提出后用小冲程慢慢修孔，必要时回填片石件，黏土重钻。必要时可以进行水下爆破以振松卡点岩石，在爆破时将钻机钢丝绳拉紧，以在爆破振松时将钻头拉出。 发生卡钻事故后，不宜强提钻头,免得拉坏机械,拉断钢丝绳,掉钻头。当钻头可以上下活动时，利用钻机上下提动钻头，并用撬棍拔动大绳使钻头旋转，反复多次，提出钻头。经水下爆破等仍不能松钻提钻,只能下钢护筒,并在钢护筒保护下派专业潜水员下孔,摸清卡钻部位及原因,由潜水员水下固定起吊点直接吊起,或安置水下爆破点,确保二次爆破将卡点爆掉,将钻头吊起。3.5.3 埋钻埋钻是由坍孔造成的。施工中发现漏浆应立即将钻头提到孔外，如果未及时提钻,漏浆后坍孔,钻头便被埋在孔中。处理方法: 人工挖土钢护筒跟进法。桩孔进尺10m以内,地下水易于控制,没有大的承压力,人可以下到桩孔中去边挖坍落的泥石,边护筒跟进,一直挖到钻头位置,护筒也跟进到钻头位置。 真空吸渣法。将导管置于坍孔的底部,用大型空压机通过5066mm钢管压入空气吸出沉渣，这种方法适用于坍孔石头的粒径不大于25mm的情况。3.5.4 其它：溶岩发育较强区，地下溶洞极其复杂，虽有超前勘探，但也仅只能作为参考，因较多溶洞在钻机冲孔过程中强大冲击作用下，极易将附近的溶洞群等击通，由小形溶洞或多层溶洞形成大型或特大型的溶洞。因此在钻孔过程中只能低提慢进，全程随时观注泥浆变化，并及时调整处理方案。同时在同一桩位多层溶洞中，也可能采用不同的处理方案。3.6溶洞处理方案选择、工作流程及处理溶洞工程量的确认3.6.1、方案选择 桩基冲孔前项目