旋挖钻机岩溶地区桩基础施工技术交底
编号： 施工单位：中国铁建大桥工程局集团有限公司
工程名称 | 怀邵衡铁路站前工程HSHZQ-1标 | 单位工程 |
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交底内容 | 桩基础施工 | 交底日期 | 2015年 月 日 |
交底单位 | 中国铁建大桥工程局集团有限公司怀邵衡铁路项目部一分部 | ||
接收单位 |
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1说明 1.1适用情况：本交底适用于怀邵衡1标鹤城区旋挖钻机桩基础施工 1.2旋挖钻桩基础施工的过程中，吊装钢筋笼和浇筑混凝土同冲击钻施工。 2旋挖钻施工 2.1影响岩溶地区旋挖钻孔灌注桩成孔的因素 2.1.1 漏浆 桩位处有较多的无填充溶洞，桩基施工过程中极易打破溶洞顶，造成急速漏浆情况。 2.1.2 塌孔 地表覆盖层为透水性强的卵石土，当溶洞上板岩被击穿时，由于孔内页面迅速下降，孔壁保水性差，造成孔壁受力失去平衡，造成塌孔。由于地质的复杂性，钻进过程中无法准确预测溶洞位置，当穿入溶洞内出现涌水时，造成孔内泥浆比重下降，孔内压力失衡，上部卵石土垮塌，甚至造成地面塌陷。 2.1.3 偏斜 在桩基施工中非常常见，尤其在溶洞地区表现更加突出。偏斜的种类主要有以下几种。 （1）斜岩。在桩基土、石交界处，由于石头表面不平整，凹凸不平或倾斜。 （2）溶洞壁（半边岩）。当钻孔遇到有充满填充物的溶洞时不会发生泥浆流失，也不会遇到溶洞，且桩基恰好通过溶洞壁（一边石质，一边填充物，一般为淤泥之类），造成偏斜。 （3）岩层硬度不一。由于地下石质表面的风化程度不同，造成石质硬度不一，当旋挖钻施工到岩层硬度不一处时，易导致冲孔偏斜。 2.1.4 卡钻 发生的原因大多是由于未做好溶洞施工的准备，意识疏忽，突然穿破溶洞顶板岩，溶洞内岩溶不规则，钻头倾斜而被卡住。另外，钻头进入石质之后有时转不动，由于溶洞顶破裂而形成的“天窗”使钻头掉进溶洞导致卡钻。 2.1.5 埋钻 钻孔过程中遇到溶洞后，由于泥浆急剧流失导致迅速塌孔，钻头来不及提起而引起埋钻，或孔内水位过低，泥浆相对密度过小，导致塌孔而埋钻。 2.2 施工准备： （1）合理选择成孔方案。对照设计的地质资料，提前做好施工准备。钻岩时考虑用合成高强度钻头，其穿透力强、能挤土固壁、防止泥浆流失和混凝土扩散的优点，而且一旦出现漏浆、坍孔等异常情况，可以迅速提起钻头，避免发生掉钻、埋钻事故。 （2）收集地质资料。在岩溶地区，每根桩都要做地质钻探（超前钻），查明桩中心处的基岩深度，以便确定终孔的深度，摸清桩底有无溶洞，有的放矢地制订相应的施工方案和技术措施。 （3）采取安全防患措施。施工前要做好充足的物质准备，如泥浆、膨润土、烧碱及填堵材料（如粘土、稻草、片石），以备能在出现溶洞时及时回填处理。钻孔设备应放在工字钢支座的支架上，塌孔时，钻孔设备可被支架托于地面，避免损失。 2.3施工中出现的技术问题及处理措施 2.3.1 溶洞处理的方法 在钻进过程中如速度明显加快，又无偏孔现象，表明已进入溶洞，如此时处理不及时或不当，往往会造成坍孔、塌方而造成损失及延误工期，所以要根据溶洞的具体特点，采用相应的处理措施 （1）封闭体积较小的溶洞。若洞内有填充物，钻穿溶洞时，如水头无太大变化，可采用膨润土护壁，适当加大泥浆密度进行成孔；对于无填充物的溶洞，可向溶洞内填入片石、黏土和水泥，使得填充物高出溶洞顶板1 m。钻机采用不进尺慢钻操作，将填充物挤入溶洞，从而封堵住可能存在的渗漏，以形成稳定的孔壁，并防止偏钻。 （2）对于大量漏浆的溶洞，可以向内泵入混凝土，填充至溶洞上方1m处，待其初凝后继续钻进。对于相互连通的特大溶洞，为减少混凝土的灌注量，可以钻孔至大溶洞时，向孔内先抛入块石，然后用低标号混凝土灌满，待混凝土有一定强度时再继续钻进。 （3）埋藏较浅、洞体较深（地面下10m以内的溶洞）的空洞或半填充溶洞。这种溶洞体积较大，其具体表现是漏浆大且快。当孔口地面崩塌时，应清理崩塌范围内杂物，然后用土回填，埋置钢护筒，重新开钻；若地面无塌崩时，应立即起钻，撤离钻机，施打钢护筒穿过溶洞到溶洞底板上，接着在护筒内钻孔。 （4）埋藏较深、完全填充且漏水的溶洞。钻孔中遇到这种溶洞可打入钢护筒到溶洞底层以隔绝溶洞，固结填充物，然后再钻孔施工。 2.3.2其他问题的处理 （1）埋钻、卡钻事故的预处理：对于溶洞内有填充物的，充填物为灰岩、碎石及软塑或流塑状的黏土，要保持泥浆水位，防止钻头在钻进底部灰岩时，充填物坍塌，造成埋钻事故。 对于无填充物的溶洞，可如漏浆塌孔事故的预处理中所述，向溶洞内添加片石、黏土或者混凝土等填充物，避免提钻的时候钻斗的顶板与溶洞的洞顶卡在一起形成卡钻。 对常规的钻具，可加焊导向装置，防止卡钻事故的发生。 （2）斜孔事故的预处理 要采取正确合理的钻进方式：在溶洞顶部的灰岩层岩面变化较大，灰岩呈现斜面的情况下，在钻进到灰岩溶洞层时需要换为筒钻，在扫孔后下钻，且在起初钻进灰岩地层时要“减压钻进”。实际操作时除了要结合地质报告提前判断溶洞出现位置的情况下，还需仔细观察钻渣以及钻机的振动情况判断地层。 选取合适的钻头，钻头筒体要选用直筒型，在条件允许的前提下尽量加大钻筒高度，钻头要有导向结构。 对于溶洞高度小于筒钻高度的溶洞底层灰岩的钻进，同样刚开始要减压钻进，穿过斜顶层后就可以用常规的钻进方法。对于溶洞高度大于筒钻高度的，由于底层可能遇到石笋、溶洞侧壁岩石、半边岩半边土等，也可以采取向溶洞内添加片石、黏土或者混凝土等填充物高出溶洞顶板（石芽、斜面以上）1m，然后采用特制的加长筒钻进行钻进即可。 2.3.3 终孔位置的确定 由于地层变化的无规律性，岩溶地区桩基持力层的选定难度大，要根据设计值以及地质勘查资料结合施工情况进行判别，决定终孔：如果施工情况与勘查资料基本一致，一般采用设计值终孔；如果施工情况与勘查资料不同，应根据桩孔漏浆与否、冲锤进尺的快慢及岩样是否新鲜、坚硬等情况进行分析判断，必要时加补钻孔，确定终孔位置；当加补的钻孔反映桩端支撑处有溶洞且厚度小于3倍桩径时，必须穿越溶洞，否则需对桩端持力层溶隙、溶洞进行压浆处理。 3几点建议 岩溶地区的地质条件复杂，可预见性差，遇到溶洞后处理难度大、费用高，因此建议： （1）定址后，加大勘探的投入，掌握更多的地下结构层资料，优化设计，尽量避开或减少溶洞数量，以保证工程质量。 （2）岩溶地区的桩径应合理，以减少基础施工和溶洞处理。 （3）施工时着力于地质核查的分析对照，对设计图纸中的地质情况做好准备工作，施工时控制钻进速度，尤其是显示出即将到达溶洞位置处，更应降低钻进速度，避免事故发生。 （4）做好泥浆的配置工作，添加适量的烧碱和膨润土造浆，加强泥浆检测程序，利于卵石层的护壁。 （5）解决漏浆塌孔事故的关键主要还是在于做好事故预防及处理预案：①事前准备充足辅料：如片石+黏土，黏土要打成包备用。②准备加大的泥浆池及充足水源并且要确保泥浆具有较好的黏性及胶体率。③接近、进入溶洞层后要密切注意孔内泥浆位变化，一旦漏浆则须迅速补浆并提钻向孔内抛填①项所列准备好的辅料。
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项目总工： 技术主管： 交底人：
接收人：
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