巖溶地層沖孔灌注樁施工工法

巖溶地層沖孔灌注樁施工工法1、前言巖溶是水對(duì)可溶性巖石（碳酸鹽巖、石膏、巖鹽等）進(jìn)行以化學(xué)溶蝕作用為主，流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機(jī)械作用為輔的地質(zhì)作用。在我國南方地區(qū)巖溶地層分布比較廣泛，以溶蝕性拱形洞穴為主?？扇軒r洞穴和裂隙一方面造成巖體結(jié)構(gòu)的不完整，形成局部的不穩(wěn)定；另一方面為容納陷落物質(zhì)和地下水的強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)提供了充分的空間條件。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)較穩(wěn)，下部小面積塌陷時(shí)，便形成空洞溶巖地層構(gòu)造。巖溶地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在該地層上建筑施工與普通地層相比難度大，工藝要求復(fù)雜。巖溶地層中沖孔灌注樁施工工法是在巖溶地層中沖擊成孔而成的灌注樁。該工法是當(dāng)沖擊錘擊入到巖溶層時(shí)采用一定的處理措施，再采用沖擊錘的沖擊能量而形成的樁孔，再在該孔中施工灌注樁。2工法特點(diǎn)2.1該工法是在流沙地層、小塌陷地層施工中獲得的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)分析改進(jìn)應(yīng)用到巖溶地層，經(jīng)多次驗(yàn)證總結(jié)而成的工法。2.2該法克服了巖溶地層漏漿護(hù)壁困難的特點(diǎn)。2.3質(zhì)量可靠、施工安全、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。3適用范圍3.1本工法適用于在巖溶地層施工的沖孔灌注樁，也適用于容易塌方極軟弱破碎的地層施工沖孔灌注樁。4工藝原理沖孔灌注樁是用沖擊成的孔作為容器，在該容器內(nèi)造漿，利用所造成的泥漿循環(huán)流動(dòng)，同時(shí)攜帶孔內(nèi)的泥渣到孔外。這要求沖擊成的孔壁嚴(yán)密不能漏漿。巖溶地層是地層下有空洞，或地層裂隙較多的地層，所以必須采取措施填實(shí)孔洞，封閉裂隙。本工法利用片石和粘土填實(shí)巖溶區(qū)，再在填實(shí)區(qū)沖擊成孔，在沖擊過程中根據(jù)實(shí)際情況控制沖程和速率，改變泥漿濃度，從而澆筑灌注樁。5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程片石、袋裝粘土袋裝水泥施工準(zhǔn)備:場地平整和超前鉆施工準(zhǔn)備:場地平整和超前鉆定位放線定位放線開挖泥漿池開挖泥漿池護(hù)筒埋設(shè)護(hù)筒埋設(shè)樁機(jī)就位樁機(jī)就位校正沖擊造孔校正沖擊造孔泥漿循環(huán)清除漿泥泥漿循環(huán)清除漿泥擊穿巖溶層頂板擊穿巖溶層頂板填實(shí)巖溶層填實(shí)巖溶層沖擊造孔沖擊造孔清除沉渣清除沉渣清孔驗(yàn)孔清孔驗(yàn)孔下鋼筋籠灌混凝土下鋼筋籠灌混凝土5.2操作要點(diǎn)5.2.1.準(zhǔn)備施工先做好場地平整工作。因巖溶地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所有沖孔樁均要進(jìn)行超前鉆。認(rèn)真分析鉆探報(bào)告，分析本孔及鄰孔的地質(zhì)情況,然后確定成孔工藝，溶洞地方鉆孔前在場內(nèi)要準(zhǔn)備大量的片石、袋裝粘土及適當(dāng)數(shù)量的袋裝水泥等，隨時(shí)做好填充準(zhǔn)備工作。5.2.2樁孔定位樁位放線，根據(jù)設(shè)計(jì)要求用GPS對(duì)孔位進(jìn)行坐標(biāo)定位。定好孔中心坐標(biāo)，依設(shè)計(jì)半徑在地面用石灰畫出樁孔園圈圖形。5.2.3在樁孔合適的位置挖泥漿池和泥漿溝在離樁孔十米左右且非其它樁孔的的位置挖泥漿池和泥漿溝。5.2.4沖孔開始沖孔時(shí)用比正常地方要小的沖程沖擊。在泥漿池中投入適量水玻璃或小蘇打進(jìn)行中和孔避裂縫水，以避免溶巖內(nèi)的護(hù)壁發(fā)生塌孔；沖錘沖破溶洞時(shí)，在溶洞范圍內(nèi)施工時(shí)嚴(yán)禁采用大沖程沖擊，應(yīng)繃緊鋼絲繩，采用小沖程進(jìn)行低打。在沖孔至離溶洞頂板1m左右時(shí)，加大泥漿比重，用小沖程進(jìn)尺，逐漸將溶洞頂板擊穿。一旦發(fā)現(xiàn)漏漿或異常情況，馬上提升沖錘到孔口。穿越溶洞時(shí)，若出現(xiàn)斜孔按1：1的比例回填片石和粘土至彎孔處0.8m以上，再用錘牙好的樁錘進(jìn)行修孔。并采取低打緊擊措施，慢慢地將陡斜巖面修整成水平臺(tái)階，直到整個(gè)沖錘施工接觸面為勻質(zhì)巖面時(shí)才結(jié)束修孔操作。溶溝、溶槽內(nèi)施工時(shí)，可采用預(yù)埋塊石，保持沖斗的作業(yè)面強(qiáng)度均勻，以減少孔斜和卡沖斗。沖錘擊穿溶洞頂板后，進(jìn)入溶洞后向孔內(nèi)投入片石（加適量3～5cm的碎石），袋裝粘土（比例約1：1），和適量水泥,加填超過溶洞頂面2.5～3.0m，然后用小沖程沖擊填入的混合物，不取渣，使其擠入裂隙、溶洞內(nèi)，如此反復(fù)操作，多次擠塞溶洞通道加固孔壁。5.2.5.清渣2.1沉渣的清除采用反循環(huán)成孔清渣。灌注混凝土前抽吸二分鐘左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥漿的抽吸作用導(dǎo)致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短時(shí)間內(nèi)不會(huì)沉淀。砼墜落的巨大沖擊力還能濺除最后殘余的部分沉渣與沉淤，可基本上將孔底沉渣清除干凈5.2.6下鋼筋籠清好渣后應(yīng)立即下鋼筋籠，鋼筋籠應(yīng)垂直緩慢放入孔內(nèi)，防止碰撞孔壁。鋼筋籠應(yīng)有定位鋼筋，放入孔內(nèi)后要采取措施固定好位置。按相關(guān)規(guī)則做好保護(hù)層固定鋼筋籠。5.2.7.樁身混凝土澆灌施工時(shí)應(yīng)按樁頂?shù)脑O(shè)計(jì)標(biāo)高掌握好混凝土的灌注量,實(shí)際灌注混凝土完成面的標(biāo)高要比樁頂?shù)脑O(shè)計(jì)標(biāo)高高出800mm,使之既保證鑿除樁頂浮漿后混凝土的質(zhì)量,又不至于鑿去太多而造成浪費(fèi)。在砼接近鋼筋籠底時(shí)，如操作不當(dāng)，砼的沖擊會(huì)托著鋼筋籠上浮。采取措施：剛開始澆注混凝土?xí)r要放慢灌注速度，以減小管口混凝土對(duì)鋼筋籠的沖擊力，當(dāng)砼面上升到鋼筋籠內(nèi)3-4m時(shí)再提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管底高于鋼筋籠底端，要求保持1-2米埋管深度，灌注速度仍要放緩，以防止鋼筋籠上浮。待鋼筋籠埋深達(dá)到10m以后，一般不會(huì)上浮，可以用正常速度來灌注。6材料與設(shè)備6.1主要材料與設(shè)備6.1.1主要材料：水泥：水泥選用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)場的水泥必須具有質(zhì)保書，并對(duì)其品種、標(biāo)號(hào)、包裝（散裝倉號(hào)）、出廠日期等進(jìn)行檢查驗(yàn)收。片石：選用狗頭片石，便于沖擊并壓入孔壁。石渣：選用直徑20—40Ｍ石渣粘土：水玻璃：選用鈉水玻璃，na為2.6～2.8粘性和強(qiáng)度高，易溶于水6.1.1主要設(shè)備：護(hù)筒：根據(jù)設(shè)計(jì)樁孔大小護(hù)筒，一般選用比孔徑大１００ＭＭ，壁由厚４-8ＭＭ鋼板制成，上部開溢漿孔。沖孔樁機(jī)：根據(jù)設(shè)計(jì)選定對(duì)應(yīng)的直徑樁錘.可選用ＺＫ5000型或ＺＫ8000型泥漿泵：ＱＹ－25型一臺(tái)混凝土輸送泵：ＨＢＴ60Ｃ、功率110ＫＷ1臺(tái)電焊機(jī)：ＸＤ1-185型12ＫＷＡ一臺(tái)渣土車，泥漿車各一輛，鋼筋機(jī)械若干。7質(zhì)量控制7.1開工前認(rèn)真做好地質(zhì)資料的研究分析，對(duì)第一個(gè)孔施工前進(jìn)行超前鉆。對(duì)巖溶洞大的位置應(yīng)在圖紙上進(jìn)行標(biāo)注。準(zhǔn)備好對(duì)應(yīng)的處理物資。7.2施工放線：用ＧＰＳ坐標(biāo)定好孔中心線，定好線后要做好施工記錄，并進(jìn)行二次復(fù)查準(zhǔn)確無誤持方能進(jìn)行護(hù)筒定位。7.3施工前對(duì)每一位作業(yè)人員進(jìn)行交底。嚴(yán)格執(zhí)行公司質(zhì)量管理體系文件。7.4施工作業(yè)分班連續(xù)進(jìn)行，不得中途停頓，以防孔壁坍塌。7.5根據(jù)沖擊過程中實(shí)際土的情況控制進(jìn)尺，鋼絲繩上要有標(biāo)記，控制進(jìn)尺速度，在粉砂土泥巖中采用1-2米沖程沖進(jìn)，風(fēng)化巖沖程1-米，在軟土中用0.8-1米沖程沖進(jìn)，在快到溶洞頂板近一米處用0.3-0.5米沖程沖進(jìn)。7.6沖進(jìn)過程中必須補(bǔ)充泥漿水量，保持護(hù)筒內(nèi)有足夠的水頭，防止孔壁坍塌，如發(fā)現(xiàn)有護(hù)筒水位下降，應(yīng)集中加漿補(bǔ)水。7.7如溶洞頂板被擊穿，應(yīng)緩慢提出吊錘，按比例約1：1投入備用的片石和粉質(zhì)粘土及適量水泥,填超過溶洞頂面2.5～3.0m后再用小沖程沖錘擊打。填實(shí)后再進(jìn)行泥漿循環(huán)沖孔施工。7.8每鉆進(jìn)4-5米驗(yàn)孔一次，防止地層及孔出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，以便及時(shí)糾正。7.9砂土層泥漿比重1.2-1.3，粘土層比重1.05-1.2清孔后比重控制在1.15-1.25。7.10下鋼筋籠要避免碰撞孔壁，就位后立即固定。7.11導(dǎo)管埋入混凝土深度任何時(shí)候不小于1米。7.13采用商品混凝土供應(yīng)，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的坍落度及水灰比，含砂率在40-50%?；炷翍?yīng)連續(xù)灌注。7.14嚴(yán)格控制樁頂標(biāo)高，計(jì)算好澆入的混凝土方量，確保灌入的混凝土高于設(shè)計(jì)標(biāo)高1米。8安全措施8.1施工前向工人進(jìn)行安全技術(shù)交底，講明各種可能出進(jìn)的安全事故，要求工人做好安全防護(hù)，并簽字確認(rèn)聽清。8.2在泥漿邊用鋼管打入上高1200的立桿，上設(shè)2道橫桿，并掛安全標(biāo)識(shí)牌。8.3由有相應(yīng)專業(yè)知識(shí)的人員管理臨時(shí)用電，按規(guī)范要求進(jìn)行三級(jí)用電兩級(jí)保護(hù)配備。所有電箱有鎖，有防雨設(shè)施，有危險(xiǎn)標(biāo)志，有編號(hào)，有專業(yè)人員的聯(lián)系電話。9環(huán)保要求9.1大噪音工作要錯(cuò)開，提前與周圍居民做好色通工作，盡量不要安排晚上澆混凝土，以避免噪聲擾民。9.2材料堆放整齊，粉狀材料要覆蓋。9.3泥漿不許隨意外排，應(yīng)及時(shí)清運(yùn)處理。10效益分析10.1經(jīng)濟(jì)效益：該工法處理巖溶通過樁鍾擊穿頂板進(jìn)入溶