岩溶地区冲孔灌注桩主要施工处理的方法.doc

岩溶地区冲孔灌注桩主要施工处理的方法 　　摘 要：主要根据临桂县交通大厦工程1#、2#楼桩基施工实践，介绍在桩基施工过程中采用充填粘土、片石，钢护筒跟进，充填砂石、注浆等方法措施，处理岩溶地区溶洞层的施工技术。 　　关键词：岩溶地区；冲孔灌注桩；处理方法；技术措施 　　 　　1 前 言 　　1.1工程概况 　　临桂县交通大厦工程1#、2#楼位于临桂县世纪大道南侧，地貌上属岩溶盆地地区。1#、2#楼主楼高16层，裙楼高2层，建筑占地面积约3413.6m2，总建筑面积25956m2，采用框架―剪力墙结构。两栋楼基础采用钢筋混凝土独立基础(局部筏板)和冲孔灌注桩桩基础。冲孔灌注桩桩基础是一柱一桩，设计桩径均为1200mm，桩端以较完整灰岩为持力层，桩尖进入持力层深度为0.5m，设计桩身混凝土强度等级为C25。桩长为8.5m-28.0m不等，共设计39根桩。 　　1.2工程地质及水文地质条件 　　地层结构特征：根据勘察报告及桩孔的超前钻资料，场地内有6～9m厚的履盖土层，其下为灰岩，地层结构从上至下依次为杂填土、红粘土、中～强风化灰岩、溶洞及微风化灰岩交错，地层结构复杂，岩溶极为发育，地下岩溶不可预见因素较多，岩溶形态极为复杂。该场地土洞、溶洞发育，尤其主楼部位岩洞最为发育，主要形态表现为溶沟、溶槽、石芽、鹰嘴、溶洞等发育，其中以溶洞最为普遍，溶洞分布方向呈多方位，竖向单个溶洞最小0.6m，最大7.0m，最多为6层串珠现象，连通性强，溶洞充填为全充填、半充填、未充填，充填物为软-可塑状粘土。 　　该场地地下水属于潜水及岩溶裂隙水，主要受大气降水及渠道等地表水补给，其中土层弱含孔隙水，透水性弱，水量较小；下伏灰岩含裂隙～溶洞水，连通性好，水量丰富，根据抽水试验：单孔涌水量为2.78L/s，水位降深1.76米，单位涌水量为1.58L/s.m，影响水位降深0.70～0.91m。稳定水位埋深0.20～1.00m，据区域水文地质资料，该地区地下水位年变幅为1～5m。 　　2 施工准备及岩溶处理方案原则 　　2.1施工设备：采用CZ-30十字型钻头桩机冲孔成桩。 　　2.2施工工艺流程：测量放线→埋设护筒→桩机就位、泥浆制作→冲击钻进→抽渣→补浆→检孔→清孔→检查沉渣→安放钢筋笼→下导管→灌注水下混凝土。 　　2.3在每个桩孔上钻进1～3个超前钻孔，钻孔深度进入稳定持力层不小于5m。主要目的：查明每个桩孔的地层结构及分布特征；查明土洞、溶洞分布及大小、规模、连通程度、充填情况；查明强风化层厚度，溶洞顶板厚度；查明稳定持力层的准确顶面标高及其标准承载力；初步判定地下水类型、大小及流向。 　　2.4对填充物进行土工试验，分析其物理力学特性，检测容重、含水量、孔隙率等，为注浆参数计算提供依据。 　　2.5根据地质钻探资料和填充物情况，对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。 　　2.6对每种处理方案，都要进行仔细的计算，施工前在场地内桩孔外进行溶洞注浆及冲孔试桩试验，取得经验数据，完善施工方案，指导施工。 　　3 溶洞处理方法 　　3.1溶洞处理方法 　　3.1.1直接回填冲钻法 　　对于一些溶槽、溶沟、小裂隙、石灰岩蜂窝状岩溶地层，冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失，利用钻头冲击将其挤入溶洞及裂隙中，完成护壁和成孔工作。 　　3.1.2钢护筒跟进冲钻法 　　对于填充物为软塑状或粘性土溶洞，采用单护筒冲击造浆护壁法成孔；对于填充物为流塑状或较大的溶洞，采用双护筒法成孔。如1#楼CT11号桩采用单护筒法施工，该桩钻头进入溶洞时，首先分层投入粘土和片石，每层厚1m，用小冲程（0.5～1.0m）反复冲击，将粘土和片石挤入溶洞，并投入水泥烧碱和锯末，增大孔壁自稳能力。另外CT17号桩采用双护筒法施工，该桩桩径1.2m，桩长23.8m，上覆土层厚8.5m，其下为多层分布的溶洞，遇大小溶洞4个，洞高1.2m-4.5m。首先用振动锤下沉外径为1400mm，壁厚10mm-12mm的外护筒至基岩面，以防止孔壁坍塌。其次，当钻穿岩溶顶板时暂停钻孔，将直径为1250mm的内护筒沉入岩溶层，随钻孔跟进至稳定岩面，以防溶洞填充物涌入孔内，防止灌注的混凝土流失，并为清渣和清孔创造条件。最后冲钻至设计高程成孔，钢管则留在岩溶内。经过3h观察，孔底沉碴厚度小于5cm时，即可停止清孔，灌注水下混凝土。 　　3.1.3充填砂石、注浆法 　　对于封闭的比较小的溶洞，采取注浆措施，提供成孔条件穿过溶洞。若洞内无填充物或填充物不满，则采取先填充碎石或干砂，然后注浆；若充填物呈松散或软塑状态时，直接注浆固结即可；若充填物已固结呈硬塑状态时，则可以直接冲孔，但需加强泥浆护壁。 　　如2