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土洞由于埋深较浅

2018-06-10 13:08 来源:未知 点击数:            

1.3 岩面倾斜的形成

1 岩溶地区不良地质情况产生的原因

注浆压力可控制在0.8~1.2mpa,至浆液溢出孔口为注浆完成。浆液一般可采用水泥浆,按照水灰比1∶0.5配置。注浆过程中若浆液漏失严重,可在水泥浆中添加水玻璃或其他化学浆液,加快浆液固化以堵漏。当空洞较大时,为减少水泥用量,降低成本,可以采用150mm直径注浆孔吹填细砂,填充一定体积后再注水泥浆。

超前钻探明存在溶洞的桩需要进行注浆处理,为降低成本,可以在超前钻取芯和物探完成以后,立即埋设注浆管,并随之进行高压注浆。若间隔时间过长,超前钻孔堵塞,或者相邻桩孔均发现溶洞,则必须重新钻注浆孔。注浆孔可布设在桩周,根据桩径大小和探明溶洞分布情况,设计注浆孔数量。

关键词:岩溶地区;冲孔桩施工;溶洞;土洞;岩面倾斜;注浆

当溶有二氧化碳的水流经裸露的岩层表面时,岩质溶蚀形成沟壑,经过地壳运动、冲积、洪积等沉积作用后,岩层深埋地下,就形成了岩溶区施工时遇到的倾斜岩面。

注浆孔采用普通地质钻机施工,直径75mm~150mm。对单层空洞,注浆孔和注浆管到达空洞顶部即可;多层空洞的注浆管需埋至最下一个空洞顶。注浆管采用48mm钢管,壁厚3mm。对于有充填物的溶洞,注浆钢管需埋设到溶洞底部,并在通过溶洞区段的钢管壁上钻多个出浆孔,高压注浆时浆液可以通过小孔尽可能充填满溶洞。

全球碳酸盐岩占大陆壳11%,中国仅裸露型岩溶地区即约90万公里以上,为岩溶布最广、类型最全的国家。灰岩岩溶地区施工是冲孔桩经常遇到的情况。施工前必须探明岩溶发育情况,并提前进行注浆处理;施工过程中做好充分的准备工作如材料和设备,岩溶地区施工冲孔桩也并不是完全不能控制的。

岩面倾斜的判断和处理稍显被动,因为超前钻和管波物探不能精确探明岩面倾斜的深度、倾斜角度和规模,只能在冲孔桩施工过程中判断。当冲孔至超前钻的岩面深度附近时,若出现钢丝绳垂直度超出规范要求,即可判断锤底遇到了倾斜岩面。此时首先采取的措施是回填体积较大的块石,并且要求块石的硬度不得低于岩层的硬度,回填高度必须高于初次发生偏孔深度。回填块石后低锤复冲,穿过岩面倾斜段后,若垂直度在规范允许内,则说明顺利穿过,若再次发生偏孔,则再次回填块石复冲,直至满足要求。若多次回填块石,依然发生偏孔,可以清孔后采用导管灌注混凝土,混凝土灌注高度超过最初发生偏孔的深度,再回填粘土至地面,待混凝土达到岩层的强度值时再冲孔施工。若灌注混凝土仍不能解决斜岩面偏孔问题,可以采用孔底爆破方法将斜岩段炸开,只是这种方法成本较高,而且一般牵涉安全审批手续,影响进度。

另外,冲孔桩浇筑过程中混凝土超灌也是一个比较突出的问题。处理溶洞和斜岩面时较多地使用了回填块石,冲孔施工时冲锤易将块石冲碎挤入周围软弱土层或者溶洞土洞中。泥浆循环可以将孔壁处碎屑冲刷掉,形成扩孔。而且基岩面以上往往会存在松散砂层,经泥浆冲刷后,也是扩孔超灌的重要原因。解决混凝土超灌问题,可以采用下放钢筋笼前,将钢筋笼外包铁丝网、彩条布或者钢护筒等方法。但施工过程中要综合考虑采用这些方式的成本和工期影响,若超灌成本和处理费用相差不大,则不建议采用处理措施而是直接浇筑混凝土。除非超大溶洞或者侧壁大溶洞较近,灌注过程中有可能引起混凝土突然漏失造成断桩的,必须采用钢护筒等措施以保证灌注桩质量。

冲孔桩施工时,若全充填的溶洞没有发生泥浆漏失,则溶洞对冲孔桩基本没有影响,正常冲孔、下笼、灌注混凝土即可。

冲孔桩在施工过程中突遇溶洞时,循环泥浆骤然漏失,桩孔内平衡被打破,孔壁土层在侧压力作用下坍塌,轻则卡锤埋钻,重则孔口塌陷造成机毁人亡。

为保证冲孔桩在岩溶地区能安全施工,一般应在施工前对场区地下的溶洞和土洞进行注浆预处理。预处理钻孔可采用详勘钻孔、施工勘察孔或者重新钻孔。由于岩溶区的基岩面埋深起伏较大,加之溶洞的存在,端承桩施工前需要在每个桩位施工一个或多个超前钻孔,以探明该桩的基岩深度和溶洞情况,进而确定桩端标高和方便冲孔桩施工。

1.2 土洞的形成

4 冲孔桩施工过程中的处理措施

1.1 溶洞的形成

土洞由于埋深较浅,其最大的危害不仅在冲孔桩施工过程中,而是随时可能出现的地表塌陷。在长期的潜蚀和真空抽吸作用下,土洞逐渐扩大,当周围土层不足以自稳时,土洞顶部土层塌陷,造成地面塌陷,直接危害地表的构筑物。所以在土洞分布较多的地区拟建构筑物前,必须经过处理后方可施工。

土洞的埋深一般较浅,是由于地下水的潜蚀作用形成。地下水流经土层的节理裂隙时,土中细小颗粒被带走,造成裂隙扩大,形成土洞。

5 结论和建议

冲孔过程遇空洞和泥浆漏失时,首先要及时补充泥浆,维持孔内平衡,然后回填块石和粘土,将溶洞充满,然后调浓泥浆复冲成孔。回填粘土和块石的标准是泥浆不再漏失,可以顺利成孔即可。要保证泥浆回灌、粘土块石回填及时,就要根据超前钻资料准确判断溶洞的深度,提前准备材料(块石和粘土)和设备(泥浆泵和挖掘机)。

2 岩溶地区不良地质情况对冲孔桩施工的影响

3 冲孔桩施工前的预注浆处理

发布时间:2016-08-12 09:25:56

溶洞形成于基岩内部,其周围一般是岩层。当流过岩层缝隙的水中含有二氧化碳时,二氧化碳分子和水分子结合成碳酸,灰岩中的碳酸钙虽然不溶于水,但可与水中的碳酸反应,生成可溶于水的碳酸氢钙。经过一系列可逆的电离反应、水解反应、化合和分解反应,岩面的碳酸钙逐渐减少,水中的钙离子逐渐增多。随着碳酸钙溶解和地下水的流走,缝隙逐渐形成溶洞,并进一步扩大。灰岩的强度不大,而且其节理、裂隙也较为发育,所以灰岩地区地下水丰富时,溶洞发育也较为普遍。

摘 要:岩溶地区施工冲孔灌注桩时,由于岩溶地貌发育产生的溶洞、土洞、岩面倾斜等不良地质情况对冲孔桩的影响较大,是此类地区冲孔桩施工的难点。本文分析了溶洞、土洞、岩面倾斜等不良地质情况产生的原因,并根据现场施工经验,总结了处理这类问题的一些措施。

岩溶地区对冲孔桩施工会造成影响的不良地质情况有溶洞、土洞、岩面倾斜等。其形成的基本原因都是灰岩中的主要成分碳酸钙溶解于含有二氧化碳的水中,造成灰岩溶蚀而成,只是形成的过程和环境稍有不同:

岩面倾斜对冲孔桩施工的影响则主要是进度和质量方面。当冲孔施工遇到岩面倾斜时,由于冲锤冲击面的软硬不均匀,极易造成孔斜,影响施工质量。回填块石处理倾斜岩面时,复冲孔的时间较长,又会直接影响施工进度。

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