CN110761265A - 一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处置方法 - Google Patents

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郭涛
祁可录
邵军辉
庄心欣
闫兴
刘利刚
王洪毅
白海龙
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
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Abstract

本发明公开了一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处置方法，通过在钻孔灌注桩内部预留注浆管，根据小溶洞和岩溶裂缝位置焊接在钢筋笼上，在钻孔灌注桩浇灌完成后对钻孔壁侧未填充完全的小溶洞和岩溶裂缝进行补充注浆，避免了单独在地面向小溶洞打孔注浆，减少了车道的占用量。本发明在钻孔灌注桩达到规定强度后，直接利用钻孔灌注桩桩内预埋的注浆管对小溶洞和岩溶裂缝的空隙压入水泥浆，操作简单，可大大减少工程量，缩短工期。本发明采用片石和粘土填充较大溶洞；同时根据二次探测确定小溶洞和岩溶裂缝以及因钻机震动造成的孔壁塌落的位置和形状，再利用预留的注浆管使用少量的水泥浆进行精确填充，这样就既简化施工步骤又能大大的降低工程造价。

Description

一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处置方法
技术领域
本发明涉及一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处置方法，属于土木建筑工程技术领域。
背景技术
随着地下工程的发展，在岩溶等复杂地质地区进行基坑施工的情况逐渐增多。岩溶地区的溶洞通常埋藏在地下不同深度，向下钻孔时，溶洞和岩溶裂隙会分布在钻孔设计位置的下方不同位置，有的部分重合，有的紧邻孔壁。目前穿过溶洞的桩基施工通常采用在溶洞段安置钢护筒或者用注浆的方法将溶洞填充，再从地面***注浆管对桩周围岩溶空洞或裂隙注入水泥浆。这种方法存在许多缺点：一是基坑外侧地面***注浆管，注浆设备和施工人员会占用车道，影响交通安全，增大施工风险；二是后期再进行打孔和安装注浆管注浆会增大工程量，延长工期；三是安装钢护筒或溶洞全部注浆的话，费用过高且施工复杂。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种不占用车道、工期较短且造价低的岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处置方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处置方法，包括以下步骤：
A：进行桩位超前钻探，查明桩位处大溶洞分布情况，确定大溶洞形态、大小和位置，大溶洞边界位置的精确度控制在10cm以内，为钻孔贯穿大溶洞的处理做好准备；
B：冲击式钻机钻孔至大溶洞顶板后，采用桩锤上下反复进行钻进，当钻孔出现水位突然变化较大、泥浆稠密度变化较大或者钻进速度明显加快时，表明桩锤已经穿过大溶洞顶部进入大溶洞内部；
C：提起桩锤，向桩基钻孔内抛填粘土和片石，片石的长度选择40±5cm，粘土和片石的质量比例为0.4-0.6，根据大溶洞内地下水的含量进行调整，用桩锤将片石和粘土挤压入大溶洞，填满大溶洞并锤压密实；
D：采用短冲程继续钻孔，每进尺100cm左右，向钻孔内抛填一次粘土和片石，然后再继续钻孔，交替进行抛填和钻孔，直至穿过大溶洞底板；
E：采用孔径仪或井下电视第二次探测钻孔孔壁的岩溶裂缝和小溶洞的大小和位置，为注浆管的长度选择和与钢筋笼焊接的位置提供依据；
F：根据步骤E所记录的岩溶裂缝或小溶洞到地面的距离和数量制作注浆管，注浆管的长度与最低处的岩溶裂缝或小溶洞到地面的距离相等，注浆管的出口数量与需浇注的岩溶裂缝或小溶洞的数量相同，注浆管的出口位置与需浇注的岩溶裂缝或小溶洞的位置对应；注浆管通过管道连接时，管道与管道之间通过丝扣连接；
G：根据岩溶裂缝或小溶洞位置，将所有注浆管焊接在钢筋笼内侧，注浆管的长度和出口角度要保证出口中心与岩溶裂缝或小溶洞的中心位置误差在1cm以内；
H：清孔，下放钢筋笼到钻孔中并进行混凝土浇灌；
I：混凝土浇灌完成3-5天后通过注浆管对桩孔侧壁的小溶洞和裂缝进行注浆，并在钻孔周围形成注浆区域。注浆时连接地面注浆设备，打开阀门，注浆压力采用5-10MPa，当注入压力明显增大或出现冒浆时，停止注浆。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明是通过在钻孔灌注桩内部预留注浆管，根据小溶洞和岩溶裂缝位置焊接在钢筋笼上，在钻孔灌注桩浇灌完成后对钻孔壁侧未填充完全的小溶洞和岩溶裂缝进行补充注浆，避免了单独在地面向小溶洞打孔注浆，减少了车道的占用量。
2、由于本发明可以在钻孔灌注桩达到规定强度后，直接利用钻孔灌注桩桩内预埋的注浆管对小溶洞和岩溶裂缝的空隙压入水泥浆，操作简单，可以大大减少工程量，缩短工期。
3、由于本发明是采用片石和粘土填充较大溶洞；同时根据二次探测确定小溶洞和岩溶裂缝以及因钻机震动造成的孔壁塌落的位置和形状，再利用预留的注浆管使用少量的水泥浆进行精确填充，这样就既简化施工步骤又能大大的降低工程造价。
附图说明
图1是本发明实施时基坑剖面示意图。
图2是单个出口的注浆管的结构图。
图3是多个出口的注浆管的结构图。
图4是注浆管与钢筋笼的水平面连接示意图。
图中：1、阀门；2、注浆管；3、桩基钻孔；4、土层；5、岩层；6、小溶洞；7、岩溶裂缝；8、大溶洞；9、单向塞；10、钢筋笼；11、冲击式钻机；12、注浆设备；13、丝扣；14、注浆区域。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-4所示，一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处置方法，包括以下步骤：
A：进行桩位超前钻探，查明桩位处大溶洞8分布情况，确定大溶洞8形态、大小和位置，大溶洞8边界位置的精确度控制在10cm以内，为钻孔贯穿大溶洞8的处理做好准备；
B：冲击式钻机11钻孔至大溶洞8顶板后，采用桩锤上下反复进行钻进，当钻孔出现水位突然变化较大、泥浆稠密度变化较大或者钻进速度明显加快时，表明桩锤已经穿过大溶洞8顶部进入大溶洞8内部；
C：提起桩锤，向桩基钻孔3内抛填粘土和片石，片石的长度选择40±5cm，粘土和片石的质量比例为0.4-0.6，根据大溶洞8内地下水的含量进行调整，用桩锤将片石和粘土挤压入大溶洞8，填满大溶洞8并锤压密实；
D：采用短冲程继续钻孔，每进尺100cm左右，向桩基钻孔3内抛填一次粘土和片石，然后再继续钻孔，交替进行抛填和钻孔，直至穿过大溶洞8底板；
E：采用孔径仪或井下电视第二次探测桩基钻孔3孔壁的岩溶裂缝7和小溶洞6的大小和位置，为注浆管2的长度选择和与钢筋笼10焊接的位置提供依据；
F：根据步骤E所记录的岩溶裂缝7或小溶洞6到地面的距离和数量制作注浆管2，注浆管2的长度与最低处的岩溶裂缝7或小溶洞6到地面的距离相等，注浆管2的出口数量与需浇注的岩溶裂缝7或小溶洞6的数量相同，注浆管2的出口位置与需浇注的岩溶裂缝7或小溶洞6的位置对应；注浆管2通过多段管道连接时，管道与管道之间通过丝扣13连接；
G：根据岩溶裂缝7或小溶洞6位置，将所有注浆管2焊接在钢筋笼10内侧，注浆管2的长度和出口角度要保证出口中心与岩溶裂缝7或小溶洞6的中心位置误差在1cm以内；
H：清孔，下放钢筋笼10到桩基钻孔3中并进行混凝土浇灌；
I：混凝土浇灌完成3-5天后通过注浆管2对桩孔侧壁的小溶洞6和裂缝进行注浆，并在桩基钻孔3周围形成注浆区域14。注浆时连接地面注浆设备12，打开阀门1，注浆压力采用5-10MPa，当注入压力明显增大或出现冒浆时，停止注浆。
本发明采用的岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处置***，包括冲击式钻机11、注浆设备12、钢筋笼10和注浆管2，所述的注浆管2焊接在钢筋笼10的内侧；所述的钢筋笼10安装在桩基钻孔3中，所述的桩基钻孔3垂直穿过土层4、岩层5以及岩层5中的大溶洞填充区；所述的注浆管2的上端设置阀门1，用于与注浆设备12连接；所述的注浆管2设置单个或多个出口，每个出口设置一个单向塞9，所述的出口对准岩层5中的小溶洞6或岩溶裂缝7；所述的冲击式钻机11用于桩基钻孔3的施工。
本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种岩溶地区深基坑桩基施工的溶洞处置方法，其特征在于：包括以下步骤：
A：进行桩位超前钻探，查明桩位处大溶洞(8)分布情况，确定大溶洞(8)形态、大小和位置，大溶洞(8)边界位置的精确度控制在10cm以内，为钻孔贯穿大溶洞(8)的处理做好准备；
B：冲击式钻机(11)钻孔至大溶洞(8)顶板后，采用桩锤上下反复进行钻进，当钻孔出现水位突然变化较大、泥浆稠密度变化较大或者钻进速度明显加快时，表明桩锤已经穿过大溶洞(8)顶部进入大溶洞(8)内部；
C：提起桩锤，向桩基钻孔(3)内抛填粘土和片石，片石的长度选择40±5cm，粘土和片石的质量比例为0.4-0.6，根据大溶洞(8)内地下水的含量进行调整，用桩锤将片石和粘土挤压入大溶洞(8)，填满大溶洞(8)并锤压密实；
D：采用短冲程继续钻孔，每进尺100cm左右，向桩基钻孔(3)内抛填一次粘土和片石，然后再继续钻孔，交替进行抛填和钻孔，直至穿过大溶洞(8)底板；
E：采用孔径仪或井下电视第二次探测桩基钻孔(3)孔壁的岩溶裂缝(7)和小溶洞(6)的大小和位置，为注浆管(2)的长度选择和与钢筋笼(10)焊接的位置提供依据；
F：根据步骤E所记录的岩溶裂缝(7)或小溶洞(6)到地面的距离和数量制作注浆管(2)，注浆管(2)的长度与最低处的岩溶裂缝(7)或小溶洞(6)到地面的距离相等，注浆管(2)的出口数量与需浇注的岩溶裂缝(7)或小溶洞(6)的数量相同，注浆管(2)的出口位置与需浇注的岩溶裂缝(7)或小溶洞(6)的位置对应；注浆管(2)通过多段管道连接时，管道与管道之间通过丝扣(13)连接；
G：根据岩溶裂缝(7)或小溶洞(6)位置，将所有注浆管(2)焊接在钢筋笼(10)内侧，注浆管(2)的长度和出口角度要保证出口中心与岩溶裂缝(7)或小溶洞(6)的中心位置误差在1cm以内；
H：清孔，下放钢筋笼(10)到桩基钻孔(3)中并进行混凝土浇灌；
I：混凝土浇灌完成3-5天后通过注浆管(2)对桩孔侧壁的小溶洞(6)和裂缝进行注浆，并在桩基钻孔(3)周围形成注浆区域(14)；注浆时连接地面注浆设备(12)，打开阀门(1)，注浆压力采用5-10MPa，当注入压力明显增大或出现冒浆时，停止注浆。
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