第一篇：溶洞处理安全保证措施
主斜井过溶洞安全技术措施
主斜井掘进施工至238米处巷道左帮揭露出溶蚀带，溶洞顶板岩石较稳定，无有毒有害气体涌出，现场勘察，溶蚀带形成了长约6米，已揭露出直径约为0.8米、能探深度为5米的不规则形状，溶洞走向与巷道走向接近斜交，溶洞内有少量积水。
经施工单位、监理单位和建设单位在现场察看后，特制定以下方案及安全技术措施：
一、施工顺序：
过该溶洞段采取由外向里逐段施工，先扩大揭露溶洞点后3米巷道断面，按下述临时支护和永久支护方法掘过溶蚀带。施工顺序为：检查帮顶→扩大断面→敲帮问顶→检查碛头→出碴→掏柱窝(软底时换填900mm其中片石500mm、C20混凝土400mm)→架设支架→固定支架(采用Φ20钢筋横行间距300mm)→铺设钢筋网片(采用φ6.5钢筋网格间距为100×100mm)→预埋泄水钢管(钢管直径为：φ108mm，出口段距巷帮长度为300mm)→M7.5片石砌筑(不低于700mm厚)→编织袋装矸石接顶→喷浆→完成后进行掘进。
二、支护方式：
(一)、临时支护：
1. 溶洞顶板岩石较稳定，岩石连续性未遭破坏，掘进时，为了确保作业人员安全，顶部采用φ200mm的木头打点柱作为临时支护(点柱应当戴帽，以增加支撑面积)，必须至少打两根临时点柱，控制好顶部岩石，临时点柱必须打紧打牢。
(二)、永久支护：
1. 该溶洞段永久支护采用11#工字钢拱架+加强筋+钢筋网片+喷砼支护+防水卷材(SBS)+M7.5片石砌筑+编织袋装矸石接顶+混凝土发碹。
2. 巷道顶部距溶洞顶高度超过1500mm，两帮距溶洞帮宽度超过1000mm时，永久支护由砼支护改为钢筋砼支护。
3. 混凝土发碹时，纵向钢筋(采用φ20mm)和横向钢筋(采用φ16mm)螺纹钢，其间排距为300×200mm，搭接采用扎丝绑扎长度不低于700mm。
(三)背帮接顶：
因溶洞高度大于巷道设计轮廓线，支架架设并固定好后，拱架与拱架之间铺设加强筋和金属网片，在金属网片后方砌M7.5片石砌筑，片石砌筑厚度不小于700mm,如支架背后的空间小于≤700mm时，必须用片石混凝土充实顶帮。当支架背后的空间高度≥1000mm以上或更高时，在保证有700mm厚M7.5片石砌筑的同时，再采用编织袋装矸石充填。根据现场实际情况确定。
三、隔水层的敷设：
在M7.5片石混凝土砌碹垫层上方的拱部范围内铺设防水卷材(SBS)。
四、溶洞段底板的处理：
若该溶洞段巷道底板厚度小于3000mm或软弱岩层岩溶或充填物时，按以下措施处理：
将底板挖出900mm深，采用片石充填(500mm)+C20混凝土(400mm)进行垫底，同时在两帮的架料柱腿下方连接11#工字钢作底拱，并铺设纵向钢筋(采用φ20mm)和横向钢筋(采用φ16mm)螺纹钢，其间排距
为300×300mm，搭接采用扎丝绑扎长度不低于700mm。以防支架下沉。
五、支架的固定
第一架支架及端部支架设好后，采用螺纹钢锚杆固定，在左、右两帮及顶部打6根锚杆把支架锁住，必要时增加锚杆数量。
支架与支架间采用Φ20钢筋沿走向连接，横行间距300mm，连接筋搭接不小于700mm，双面连接，以防支架位移。支架必须支在实底上或垫层上，防止支架下沉。
六、支护材料及支护质量要求：
支架采用11#工字钢按主斜井设计发碹断面加工图进行加工，但支架宽度在巷道设计净宽尺寸的基础上放大100mm,高度放大100mm，为顶帮预留一定移近量，以保证巷道的设计断面;加强筋规格采用Φ20mm钢筋，间距300mm,长1300mm,沿支架周边铺设;网片采用Φ6.5mm@100mm×100mm(长×宽为1000×2000mm);锁拱架锚杆采用Φ20mm×2000mm的螺纹钢锚杆，壁后充填采用M7.5片石砌筑，背帮接顶材料采用编织袋装矸石。
支架间距700mm;加强筋搭接长度为700mm、网片搭接为210mm。
七、组织措施：
主斜井过溶洞段由童庆任组长，夏山财、邓光伦、陈亚、刘弟远、张绍福、唐长江(负责物资供应)任副组长，杜华东、张德全、吴绍银(负责机械、材料供应)任成员的领导班组，实行24小时带班作业。
目前主斜井进场工人36人全部待令，副斜井28人作为机动随时服从调配。
八、物资供应保证：
目前主斜井备有10架加大断面尺寸的11#工字钢支架、10架正常断面
支架和足量网片，焊工班组4人全部进场进行支架的补充加工，已订购的10架加大断面工字钢拱架将于2011年10月17日进场。
九、安全技术措施：
1. 过溶洞期间必须有专职瓦检员跟班作业，加强瓦斯检查，以防溶洞内涌出有毒有害气体。当瓦斯浓度达到或超过0.8%时，瓦检员应立即下达撤离指令并同时上报调度室。
2. 过溶洞期间，带班领导和安全员必须加强对现场安全质量的监管，严格按以上要求进行施工。
3. 现场备齐水泵等排水设备(水泵不得少于2台，且水泵排水量根据现场实际涌水量进行配备)，雨水从溶洞中溢出后随时进行抽排，如发现水量增大或水质变化时，立即停止作业面，撤出人员，进行水量观测。
4. 加强顶板管理，严格执行“敲帮问顶”制度，临时支护及时跟上，严禁空顶作业，对两帮松散泥石的处理要彻底，以防片帮伤人。 5. 严格执行"一炮三检"和"三人连锁"放炮制度。放炮点设在井口外距爆破点200米以外的安全地点，放炮前撤出工作面及后方所有作业人员。
6. 过溶洞期间保持井口畅通确保机械、人员、材料进出。 7.其他相关措施严格按《煤矿安全规程》和《操作规程》执行。 8.在施工过程中，必须搭设工作台，保证施工安全。
9.在施工过程中，必须将后巷的杂物清理干净，确保后路畅通;必须随时检查检修排水管道和设备，确保排水顺畅。
10.在施工过程中，加强后巷的检查，发现隐患及时撤出人员进行处理。
11.在施工过程中，发现隐患必须及时向调度汇报隐患情况，调度接到隐患汇报后，及时向相关负责人汇报。
十、搭设工作台的措施：
1. 在施工过程中，采用1寸半的钢管焊接成架子，然后在架子上铺钢筋网进行搭设，架子与钢筋网之间必须用铁丝进行固定牢固。工作台搭设好后，必须先由安检员及跟班队长检查，确认无安全隐患后，方可使用。工作台搭设必须牢固可靠。且工作台上作业人员不得超过3人，工作台中部必取打稳定的支柱稳固工作台，以防工作台垮塌伤人。在施工时必须随时检查工作台，保证工作台牢固可靠。 十
一、安全组织措施：
1. 施工过程中，班组长要协调好各工序，严禁单人独立作业。 2. 施工过程中，必须有专门的负责人，没有负责人严禁施工。 3. 在施工过程中，必须提前将所需材料准备到位。 4. 在施工过程中，现场跟班人员安排：
2011年10月13日： 2011年10月17日： 早班：童 庆 张绍福 早班：童 庆 张绍福 中班：陈 亚 张学礼 中班：陈 亚 张学礼 夜班：杨 革 杜华东 夜班：杨 革 杜华东 2011年10月14日： 2011年10月18日： 早班：童 庆 张绍福 早班：童 庆 张绍福 中班：陈 亚 张学礼 中班：陈 亚 张学礼 夜班：杨 革 杜华东 夜班：杨 革 杜华东 2011年10月15日： 2011年10月19日： 早班：童 庆 张绍福 早班：童 庆 张绍福 中班：陈 亚 张学礼 中班：陈 亚 张学礼 夜班：杨 革 杜华东 夜班：杨 革 杜华东 2011年10月16日： 2011年10月20日： 早班：童 庆 张绍福 早班：童 庆 张绍福 中班：陈 亚 张学礼 中班：陈 亚 张学礼 夜班：杨 革 杜华东 夜班：杨 革 杜华东
第二篇：溶洞处理方法
桥梁桩基础施工中,遇到溶洞的情况并不少见，作为地下隐蔽工程,给施工带来很大困难, 如处理方法不当,往往会造成掉钻、卡锤、埋锤、梅花孔、漏浆、塌孔等事故发生,甚至威胁桥梁运营安全。因而充分了解桥区桩位所遇溶洞的发育规律、基本形态、规模大小、溶穴顶板岩层厚度、完整性、洞内充填物形状等,采取稳妥的措施,保证施工的顺利进行,十分重要。京珠高速公路粤境南段大镇至广州太和段全长122. 34km ,路基宽3315m ,许多桥梁均通过岩溶区。其中第19 标段处于南岭中南段,地质构造上属于华南褶皱带的一部分,区域地质构造轮廓主要有NE 向及EW向构造带。3 座立交桥桩基设计为嵌岩桩,均处于石灰岩地区。设计地质资料显示有少量小溶洞,但在施工中发现地质资料不准确。通过地质补钻揭示溶洞发育,洞内漏水,分布复杂,最大洞高约5m ,溶洞层数多达5 层。钻孔施工过程中发生过漏浆、地面塌陷等事故,增加难度且影响进度。 工程勘察对溶洞区桩基施工前一般采用物探或其它如电磁波层析CT 探测等方法探明溶洞的具体情况。因此,在施工首根桩时发现地质情况与设计资料出入较大后,选择逐桩超前钻探,并按设计桩尖标高在完整基岩内加深5m ,确保桥梁的安全可靠性。 下面简要介绍和总结下国内其它大型桥梁桩基施工中溶洞的处理方法：
(一)广和大桥主桥基础溶洞处理
广和大桥位于广州市白云区石井镇鸦岗村的白坭河水道上，大桥全长791m，桥宽36m，最大跨径120m。其基础采用钻孔灌注桩，其中：φ150cm64根，φ200cm44根，共108根。施工总工期22个月。本桥位地质属于第四纪沉积层覆盖之下，基岩主要为石灰统壶天灰岩。这些石灰纪地层沉积成岩以后，经历了漫长的地质年代和多次构造运动，形成北东向褶皱，并有大致平行于褶皱轴向的纵断层和大致与之垂直的横断面层。后来经历了侵蚀和剥蚀作用，并在地下水的化学和机械作用下形成一系列岩溶地貌，最后在第四纪全新世珠江三角洲最后一次海侵中，形成以冲积相为主的第四纪松软沉积层。从地质资料分析，溶洞分布较广。主桥位溶洞分布广而多。在桥位方案论证中，第一方案，28个钻孔，有12个发现了溶洞;第二方案，28个钻孔，有17个发现溶洞;第三方案，28个钻孔，有11个发现溶洞，最大的溶洞约16m。溶洞按其填充状态可分为空的、半填充的和完全填充的三类：按其填充物的性质可分为粘性土、砂砾和稀土三类;按其漏水情况可分为漏水和不漏水两类。溶洞的走向与河流的流向相同。根据上述地质条件，从技术、经济等方面经过比较，选择了静压化学灌浆法、套内护筒法等施工技术配合使用处理溶洞，取得预期的效果，推介如下。
1主桥桩基对溶洞的处理：主桥桩基精确放样后，在桩基施工平台上用地质钻于桩中心进行超前钻，必要时增加钻位。根据超前钻的结果，确定护筒的打入深度。有溶洞的桩位，护筒沉至风化岩层，置于强风化岩面上，这样可穿过土洞。护筒的底部即为岩层或溶洞的顶部。没有溶洞的桩，护筒沉放要穿过淤泥质亚粘土、砂砾层，置于砂砾质亚粘土层至少2m深。根据溶洞的不同类型，最后决定兼用两种不同的施工方案。图1布孔平面及剖面示意方案a当溶洞内有填充物填满或有流砂的，或当溶洞为空洞或填充物不满(水洞)且深度在3m以内的，在钻孔桩施工前先进行预处理，采用静压化学灌浆法固填充物和流砂，或用此法填满溶洞，在固结体达到一定强度以后再钻孔施工。方案b当溶洞为空洞，且深度在3m以上的，拟用套内护筒法施工，即用内护筒穿过溶洞的施工方案。 2方案：a方案，b施工方法
2.1方案a(静压化学灌浆法)施工方法 2.1.1技术要求
溶洞预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间并达到一定的强度(20mpa以上)，防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完成。溶洞预处理施工，在钻孔桩施工之前进行，相当于在桩基础施工过程中，于 1 钻孔桩施工工序之前加入一道预处理工序，与桩基施工的各工序一起形成流水作业。图2用钻机钻头钻杆压沉内护筒示意单位：cm 2.1.2施工方案
(1)处理方法选择由于溶洞埋藏较深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法处理，有效的处理方法是灌浆法。而在众多的灌浆法中，因溶洞的不规则性，决定了其处理的最有效和比较经济的方法是静压化学灌浆法。因此，采用静压化学灌浆法，同时也可兼用喷射灌浆法，促进填充物强度的加强。
(2)静压化学灌浆的加固特点浆材可在几秒或在几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为100%，即1m3体积浆材可得1m3结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的;对于溶洞中的稀土、亚粘土等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的;对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。浆液在土体中的渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这样，通过对小主应力面反复不断的加固，一方面渗透、挤密溶洞中的土体的空隙，充填溶洞的空间，在桩体周围形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁泥浆不流失;另一方面，提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙，防止坍孔。
静压化学灌浆的关键在于浆材的配方和工艺。
图3内护筒底部及顶部灌浆封缝示意单位：cm(3)工艺设计 布孔：在超前钻有溶洞的桩位四周均布4个灌浆孔(见图1)。 钻孔：孔径80mm，孔深要求达到最深溶洞的底部。
材料：普硅425#水泥(新标准为普硅32.5mpa水泥)与化学浆。 工艺：采用双液灌浆系统进行全孔灌浆，要求少量多次、反复灌浆。 2.1.3主要施工机械设备
主要机械设备有：bw250泥浆泵，bw150泥浆泵，100型钻机，泥浆搅拌机和贮浆槽，高压灌浆管及其配件。
2.2方案b(套内护筒)施工方法2.2.1内护筒长度的确定护筒长度l=h+3(m)(h为地质超前钻确定的溶洞高度)
2.2.2内护筒内径的确定内护筒内径应大于φ220cm，同时外径应小于外护筒内径5cm左右，如果只下一次内护筒(一层溶洞)，内护筒内径选用233cm，壁厚为1cm，则外径为235cm(主桥外护筒内径为240cm)。当遇到第二层溶洞时，第二层溶洞的内护筒(即第三次护筒)选用220cm内径。 2.2.3溶洞顶部冲孔
根据超前钻的资料，当钻孔施工接近溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开钻机(gps-30)，采用冲击钻机ykc-30冲孔，冲孔钻头外径235cm。用冲击钻冲孔时，要求轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，提升高度一般不超过50cm。所有卡扣及钢丝绳必须先经测试检查，其它施工工艺及注意事项与常规相同。 2.2.4内护筒的沉放方法
(1)当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护管，用吊机(或冲机自吊)把内护筒放入外护筒内至孔底。到孔底后，内护筒不会靠自重沉到溶洞底部(因溶洞底有沉渣、沉淀物等)。此时，gps-30钻机重新就位。
(2)护筒沉设利用gps-30钻机进行，在钻机的钻杆上附加压架，利用钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量，使内护筒随钻头的钻进而下沉，直到溶洞的底部(如图2)。 2.2.5内、外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部间空隙的处理
2 (1)在内护筒底部及顶部100cm范围内回填砂、碎石，中部回填中砂(见图3)。
(2)用高压喷射灌浆法(施喷法)对回填体进行灌浆处理。灌浆后，内护筒上下两端空隙被砂、碎石及浆液冲填固结，固结强度要求达到30mpa，其抗渗系数可达10-7m/s。灌浆处理后，即可重新冲孔。
(3)在内护筒顶部及底部100cm范围内回填小碎石素水泥混凝土，内护筒中部回填砂，同样能起到堵塞空隙的目的。
(4)对于需要处理多层溶洞的桩基，一般仍采用上述灌浆法填充固结空隙进行施工。目的是为了增加溶洞底部(同时有可能是下层溶洞的顶部)附近填充物的密度和强度，并且增加内、外护筒间的胶合力。
(5)重新冲钻，直至嵌入完整基岩。当符合设计及规范要求时，经监理工程师同意即可终孔，此桩即成孔。成孔后的工序工艺与常规相同，并不赘述。 3结语
3.1根据溶洞的不同类型，用方案a、方案b进行分类处理，处理方法可靠，各项技术指标均能满足设计要求。
3.2化学灌浆法对溶洞的预处理达到预期目的，有效防止了钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔现象，可保证成孔及水下水泥混凝土浇注等工序顺利完成。套内护筒法要求对施工过程的每个环节(从确定内护筒长度、内径到沉放方法乃至内外护筒间空隙、内护筒与溶洞底部间空隙的处理)都必须落实到位，便可顺利成孔。
3.3只要对其施工过程严格把好技术关，可有效缩短工期，保证了工程质量与经济效益的双赢。
(二)广州花都新雅桥
广州花都新雅桥位于新华镇建设南路与雅瑶镇交界处，是连接城区重要交通纽带。由于地质情况复杂，地下溶洞有3种情况：①覆盖层中的土洞内一般有充填物，但不密实，空洞范围一般不大;②基岩中的小溶洞，洞内无充填物，或有充填物，但不密实，即小空洞;③基岩中的大溶洞，洞内无充填物，或有充填物，但不密实即大空洞。 溶洞桩基施工方案：
1、对①、②两种情况，要求施工采用常规的溶洞处理方法，即洞顶打穿后抛填粘土、碎石、整包水泥后冲挤压密实，凝固后复冲。
2、对③种情况，则要求施工先进行溶洞内的充填加固，把土、溶洞用水泥、粉煤灰浆填满，7天后再进行成孔。对少量上面覆盖层地质较差的、砂砾层很厚的、一旦漏浆会塌孔情况，则采用加打钢护筒护壁措施。 溶洞桩基处理方案：
1、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，则采取先填充碎石或干砂，然后注浆;若充填物呈软塑状态时，直接注浆固结。
2、溶洞内无填充物需向洞内填充砂子的，选择一个合适的孔位，放入并固定钢套管，将注砂管与钢套管相连接，在注浆前灌砂。用压风机将干砂压入，为防止洞内高压阻止灌砂，利用其它孔作为减压孔。待达到计算的填充体积，压力稳定，即可停止。
3、对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等，冲孔时可采取投放片石、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，使钻孔顺利通过岩溶区。 桩基套管钢护筒要求
φ1200mm桩的套管钢护筒的内径为1350mm，采用10～12mm厚的钢板卷制而成。采用的钢护筒长度为24～32m，分节运到现场。有大溶洞需要打钢护筒的桩基，先用φ1350mm的桩机锤成孔至溶洞顶，采用60kW以上的振动锤和25t以上的吊机配合打设钢护筒。钢护筒采用分节吊装焊接，分节高度为8.0～10.0m，孔口对焊，振打入桩孔内，一般每节振打只需5～20分钟。
3 实施情况：
施工过程中，曾发生过以下几方面的情况，按相应要求采取了岩溶地区桩基冲桩施工技术处理，取得很好的施工效果：
1、原设计桩底岩层不好。多次遇到冲孔快到终孔标高时，但岩样不是微风化岩，不能终孔，需超前钻取样重新确定桩底标高。
2、意外跑浆。地质资料揭示无溶洞或只有很小的溶洞，但突然发生跑浆，估计是挤破了旁边大溶洞的洞壁，或小溶洞与旁边的大溶洞是相连的。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，使钻孔顺利通过岩溶区。
3、遇到岩面是斜面，发生了偏孔，应低锤轻冲击、慢冲击，要多次抛块石纠斜，因为打斜岩应低锤轻冲击、慢冲击。
4、遇到较大的土洞、空溶洞时，或连体薄层深洞迅速跨塌，出现掉锤现象，在快到溶洞项板2m距离位置时应低锤轻冲击、慢冲击，减少溶洞大面积跨塌锤现象。
5、遇到混凝土卡管及混凝土不合计量的现象，测试分析混凝土由于坍落度为12cm及施工人员未用水冲洗湿润管，混凝土和易流动性差是造成塞管的原因，混凝土坍落度以18～22cm为宜;浇筑导管必须密闭良好，浇筑时先放置隔水塞，浇注混凝土必须连续、快速;混凝土灌注与计算偏大是孔中有浆浸入溶洞，在溶洞地区浇筑桩基混凝土应增加，备料应不少于十立方米。 施工验桩结果：
整座桥桩基的质量是符合设计要求的，达到优良级标准(超声波检测结果一类桩占98%以上，其余也均为合格桩)。尽管岩溶地区地下情况千变万化，但通过我们的认真分析，采取有效的岩溶地区桩基冲桩施工技术对策、措施来处理施工，做好超前钻孔，重点注意冲桩成孔，控制灌注混凝土，岩溶地区桩基冲桩施工质量安全也是容易控制的。
通过本工程的实践，我们认为：岩溶地区桩基冲桩施工的施工技术措施，应做好超前钻孔，重点注意冲桩成孔，控制灌注混凝土，一定能达到我们施工的期望。
(三)京珠高速公路靠椅山至大镇段
京珠高速国道主干线粤境南段靠椅山至大镇段54座桥梁中，有17座处于溶洞地区。其中练屋中桥、坝子中桥和横石水大桥岩溶极为发育，桩的垂向溶洞个数为1 ~ 13个，其中最大的达22.1m。溶洞内有的有充填物，多为亚粘土或亚砂土;有的为半充填或无充填(空洞);有的溶洞不漏水，有的为半漏水。在这桥梁施工中，遇到许多问题，经采用相应措施，比较圆满地完成了桩基的施工任务。 2 溶洞地质桩基的施工方法
2.1 常规成孔法(按照无溶洞地质考虑) 当溶洞内有充填物，是可塑或软塑的亚粘土，并且溶洞不漏水，这时不官溶洞有多大，也不管溶洞垂向数量多少，都可以不考虑溶洞的存在，而按照正常的地质情况施工。可以采用人工挖孔或冲击钻成孔。练屋中桥大多数溶洞内充填物为亚粘土，物理力学性质较好，湿密度1.88g/cm3，天然孔隙比为0.899，塑性指数为12.3%，容许承载力为190kPa，洞内的土质和溶洞外的土质没有什么区别，可以按无溶洞的情况施工。练屋中桥和横石水大桥在桩的上部采用人工挖孔，自地表挖至11 ~ 17m时，已经穿透了透水层和一些溶洞，施工没有受到溶洞的影响。再往下改为冲击钻成孔，也不骨出现漏浆和坍孔现象，按照正常的地质情况施工。 2.2 片石粘土筑壁法
溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以内，但存在严重漏水,护筒内水头高度不能保持时，可采有片石加粘土(按1:1体积比)回填冲击，使其形成泥石护壁。反复多次回填片石粘土，反复冲击直至形成泥石护壁不再漏浆为止。练层中桥和横石水大桥大部分桩基是采取这种方法成孔的，这也是个比较成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工时，钢护简必须穿透砂砾及卵石层等透水层，座落在不透水的亚粘土层上，这样可以防止由于溶洞漏水，水头高度急剧 4 下降而造成的坍孔。在地下水容易控制的地质情况下，也可以采取人工挖孔砼护壁的方法施工，并且 要穿 透透水层，座落在亚粘土层上。练屋中桥、横石水大桥均采取这种方法施工。有些桩在施工中几次严重漏水，护筒内水头高度急剧下降，均未出现坍孔现象。练屋中桥第一次进场的施工队，就是因为钢护筒很短，没座在亚粘土层上，造成坍孔，导致钻头被 埋在孔内。打油林小桥4#桩、坝子中桥14#桩也都由于这个原因造成坍孔。坝子中桥9#桩坍孔时还将钻头埋在孔中。
2.3 钢护筒跟进法
溶洞较大，洞内无充填物或流塑充填物，漏水很严重，采取片石加粘土反复打密，仍然无法形成泥石护壁的，可采取钢护筒跳进法施工。该方法就是一面冲孔，一面接高护筒，并且将其震动下沉至已钻成的孔内，有以隔断溶洞内流塑充填物或水的活动。
钢护筒跟进有两种施工方法。一是冲击钻成孔钢护筒跟进法。还有一种情况就是桩孔穿过多个溶洞，并且均已成功造壁，在下面冲孔时，上面已形成的泥石护壁坍塌漏水并且无法解决时，可以钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏，漏几个溶洞钢护筒跟到几个溶洞。
当地下水很小并且容易控制时，应优先采用人工挖孔、砼护壁的方法施工。这种方法的优点是速度快、质量好、成本低。
人工挖孔桩所有桩孔可以同时开工，进展快。砼护壁的中心、垂直度及孔径大小易于控制，使钢护筒和井壁有较小的间隙，利于钢护筒下沉，给一层护筒到底创造了条件。人工挖桩设备简单、成本低。但人工开挖法受一定深度限制，并要注意工人的安全。
在地下水非常丰富、桩孔内的水不易抽干、人工无法挖孔作业时，可采用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工。施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。一般钻头外径和钢护筒内径空隙控制在3 ~ 5cm，保证冲击店在护筒内顺利提升或下冲为度。在护筒跟进很困难时，可以先下在大护筒后下小护筒，然后割掉在大护筒下缘以上的内护筒，以保证桩砼与外护筒的连接。
如果冲击钻在坚硬的岩石中的扩孔系数较小，不能使钢护筒下沉时，可采用小药量电雷管焊破，保证 钢护筒顺利下沉，可在井口上部估一个简易导向装置进行控制。
在井口用20槽钢焊一个井字架，两槽钢间的距离大于钢护筒外径10mm左右。在距孔口4 ~ 5m的位置 设一个导向用的环形钢筋，内径也是大于钢护筒外径10mm左右，锚固在砼护壁上，钢护筒沿这两个定向装置下滑。上下钢护筒拼接时，用2台经纬仪(或2人持垂球)在两个垂直方向看护筒边缘均在竖直线上，护筒是竖直的。拼好的钢护筒沿导向装置下滑。 为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔要竖直，无歪斜、缩颈。钢护筒孔径要准确，连接要顺直，用卷板机成型。钢护筒要有一定的刚度，钢板厚为8 ~ 10mm为宜。
由于钢护筒外缘与人工挖桩砼护壁或冲击钻的孔壁还有一定的问隙，桩顶在水平力作用下可能产生一定的水平位移，在施工中可采取一些措施予以解决。
(1)将钢护筒上端4 ~ 5m左右高度割掉(在人工挖桩有砼护壁的情况下可以这样做，否则易坍孔)，浇注桩身砼并与砼护壁连在一起，5m以下的部分也可渗入一些砂浆，使钢板和孔壁也能连接在一起。这样做既保证了桩的质量，还可节约一部份的钢板。
(2)在孔口浇注厚30cm的砼封盖。在封盖上钢护筒和井壁间预留2个孔，一个孔用作注浆，一个孔留作排气。用灰浆泵将水泥浆压入护筒与护壁间的孔隙中，将灌注桩与井壁连在一起。 3 坍孔
钢护筒只有1 ~ 2m高，座落在砂砾和卵石层上。当冲击到溶洞后，突然漏浆造成水头高度急剧下降，砂砾和卵石层失去稳定，形成漏斗状的坍孔。坝子中桥9#孔、打油林小桥4#孔均由于钢护筒埋得太浅，没有座落在亚粘土不透水层上，造成坍孔。 3.1.1 预防坍孔的方法
(1)在地下水可以控制的情况下，可优先考虑人工挖桩砼护壁，穿过透水层座落在不透水的土层 5 上，这种方法预防坍孔比较有效。练屋中桥和横石水大桥都采用了人工挖孔砼护壁，并且都座落在亚粘土层，即使溶洞漏水很厉害，在回填片石粘土反复冲击反复漏水的情况下，仍未出现坍孔现象。
(2)采用冲击钻冲孔施工时，可将钢护筒座落在亚粘土层上，再继续冲击成孔，也可避免坍孔。 (3)发现漏浆及时补水。 3.1.2 坍孔的处理方法
(1)当成孔深度不大时，可全孔回填粘土，并暂停一段时间后，再深埋钢护筒不透水层方可重新钻孔。
(2)当成孔深度较大时，可将钢护筒一直座落在坍孔的嗽叭口下缘的亚粘土层上，护筒周围回填粘土，挤实，再重新钻孔。 3.2 卡钻
卡钻的原因和处理方法：
(1)冲击钻刃脚磨钝、孔径变小，造成卡钻。应经常对冲击钻进行补刃。 (2)孔不圆，形成梅花孔。最好用6刃和4刃钻头打圆孔，不用一字钻。
(3)钻头在冲击填充的片石时，进起的石块将钻头和孔壁的空隙挤住，钻头不能上下。可放小炮震活钻头，也可用小冲击钻冲动，或用冲吸的方法将卡在钻头的石碴松动再提出。
(4)钻头冲破溶洞顶板，掉入溶洞，钻头倾斜，提不出来，应放小炮炸顶板岩。一般用药量为300 ~ 500g即可，一次不行可反复几次。
(5) 卡钻时不宜强提，免得拉坏机械，拉断钢丝绳，掉钻头。练屋中桥在刃脚焊2圈钢筋扩孔，卡住了，用卷扬机强拉，结果卷扬机拉坏了。 3.3 斜孔
斜孔是由于岩石表面倾斜或出现探头石，致使钻头沿软的低的部位下滑造成的。解决的方法是回填片石，也可以灌注水下砼，待强度形成后用小冲程打紧绳反复冲击，直至调正过来为止。过大的冲程会成孔不圆，造成斜孔，一般应采用1 ~ 4m为宜。 3.4 漏浆
在冲击成孔中，由于有的溶洞与地下暗河或其他溶洞相通，泥浆迅速流走，水头高度急剧下降，造成漏浆。在溶洞桩基施工中，要在孔边备足一定数量的片石和粘土，一旦出现漏浆，要及时回填片石粘土冲击造壁，并且马上补水，防止水头高度继续下降。 3.5 坍孔埋钻
埋钻的原因是坍孔造成的。施工中发现漏浆应立即将钻头提到孔外，如果未及时提钻，漏浆后坍孔，钻头便被埋在孔中。
(1)人工挖土钢护筒跟进法。桩孔进尺较短，地下水易于控制，没有大的承压力，人可以下到桩孔中去挖坍落的泥石，边护筒跟进。要注意工人的安全，一直挖到钻头的位置，护筒也跟进到钻头位置。
(2)真空吸渣法。将导管置于坍孔的底部，用9m3空压机通过钢管压入空气吸出沉渣。这种方法适用于坍孔的石子粒径小于25cm(导管的内径)。
在溶洞地区进行桥梁桩基施工是比较困难的，如何在施工中实施对桩基质量的有效控制显得爓为重要。本方结合京珠高速公路粤境南段靠椅山至大镇段的实践经验，对如何根据工程特性选择合适的施工方法，保证桩基的质量作了初步探讨，希望在同类的工程施工中提供参考
第三篇： 溶洞处理
一、工程概况
深圳市盐田至坝岗高速公路(以下简称盐坝高速公路)位于深圳市东部沿海地区，全长约7km.盐坝高速公路是深圳市东部路网的重要组成部分，是深圳市的重点建设项目。我部本次施工B段第八合同段，即：葵涌西互通式立交主线1#桥及C-C、E-E匝道桥。葵涌西互通式立交地处葵涌镇和葵涌小平原的西南缘，该立交与坪山至西冲一级公路十字交叉，并同时上跨葵涌至南澳现有公路和葵涌镇的金业路。它还与预留葵涌东互通式立交(深圳市规划6#高速公路)共同完成其交通流的转换。
全桥共计桩基101根，根据地质勘测资料，在桩中心处表明有溶洞的点位共有30个。其具体布置情况及溶洞发育程度详见《桩基地质勘探平面布置总图》。
本桥地质情况由上至下依次分别为杂填土、粘土、粉质粘土、含碎石粉质粘土、弱风化结晶灰岩及微风化结晶灰岩，灰岩溶岩发育。溶洞大概可分为4类，即空溶洞(12个)、多层溶洞(9个)、大型溶洞(H>4m的8个)、有充填物溶洞(21个)。类型主要以有填充物溶洞为主，其充填物主要有半充填淤泥质土、砂砾、碎石、卵石、粘土等。最大溶洞为左3#-3孔，高19.4m.右2#-3孔为6层溶洞。多层溶洞一般高度较小。C匝道9#墩、10#墩、11#台;主线1#桥5#墩均处在岩溶较发育地区。
地下水主要为第四系冲洪积层的孔隙潜水和弱风化结晶灰岩中的裂隙水，地下水以接受大气降水补给为主，一般见溶洞孔的水位均偏低。葵涌镇南部中冠公司至高圳头一带河谷之下及其两侧隐伏着下石炭系灰岩、大理岩，岩溶比较发育，岩溶水赋存于岩溶之中。本桥址地下水对桩基有中等腐蚀，桩基混凝土应采取二级防护措施。
二、施工方案
(一)方案的选择
根据以上工程概况及施工特点，有溶洞的桩基主要采取如下方案：
1、挖孔桩施工
当有溶洞的桩基地层中无较厚砂砾层或砂层，且溶洞水位较低时采用挖孔桩的方案较为适宜。
2、钻孔桩施工
当地层中有较厚的中粗砂层、风化严重的砾石、碎石;地下涌水量较大时采用钻孔桩施工。
3、护筒跟进法
当溶洞上方有较厚的砂砾层时，采用护筒跟进的方法，以防止坍孔。
4、挖钻结合法施工
主要针对挖孔法施工，当对地质情况难以掌握及地下水情况难以判断，挖孔难以进行下去时，采取钻孔桩的施工方法。
(二)施工方法
1、适宜钻孔作业的有溶洞的施工
⑴钻前准备工作
①详细掌握溶洞出现的位置，并推断其范围大小。
②对有溶洞的桩位地质、水文地质资料进行分析研究，制订适当的施工方案和施工技术保障措施。
③每个孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出，发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案。
④备足成孔用水、粘土、片石、碎石等必备材料，确保溶洞钻穿时迅速补水、补浆，预防坍孔，并及时抛填粘土、片石，以恢复正常钻孔作业。
⑤要有处理施工故障的备用机具设备，如打捞、急救以及不同性能的其他钻机、钻具等。
⑥钻孔前先对场地进行平整，清除杂物，再进行桩基定位放样。同时定位放线应注意：a.依据已布设的平面控制加密导线控制点坐标和经复核计算无误的各钻孔桩中心坐标，利用全站仪精确测设各桩位的中心桩;b.采用正交线法定出该桩位的法线方向线控制桩，供护筒安装及机具定位使用;c.每个钻孔桩的护筒安装就位后，应测量护筒顶标高，供检测孔深度、桩底标高时使用。
钢护筒内径比相应的桩径大30cm，分节卷制，单节高度2m，埋设的深度根据不同地质情况分别确定，对埋深较浅的护筒，采用挖埋法，即先在桩位处挖出比护筒直径大80-100cm的园坑，然后在坑底填筑50cm左右厚的粘土，分层夯实，然后通过控制桩放样，把钻孔的中心位置标于坑底，再把护筒吊放进坑内，用十字线在顶部找出护筒的园心位置，移动护筒，使护筒中心位置与桩位中心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使护筒竖直，随后即在护筒周围对称，均匀回填最佳含水量的粘土，分层夯实，使其达到最佳密实度，夯填时要防止护筒偏斜，护筒顶面至少应高出地面0.3米，以防杂物，地面水落入或流入井孔内。
泥浆可用膨润土拌制，也可采用性能良好的其它粘土拌制，制浆池、储浆池、沉淀池均设在钻机周围，并用循环胶管连接，以形成良好的泥浆循环系统。
⑵成孔
采用冲击钻机成孔工艺。
钻机支撑点远离桩位，支点距离应根据可能造成坍塌范围进行估算，严禁将钻机直接支撑在孔口，同时钻机应用“八”字缆风绳拴拉。钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移或沉陷。
①当钻至溶洞顶1m左右时，首先准备足够的小片石或狗头石(直径10-20cm)和粘土，粘土要做成泥球(φ15-20cm)，对于半填充和无填充的溶洞要组织足够的水源。其次在1-1.5m范围内变换冲程，逐渐将洞顶击穿，以防止卡钻。
②根据钻孔的进尺情况，在击穿洞顶之前，要有专人观测护筒内泥浆面的变化，一旦泥浆面下降，应迅速补水。击穿洞顶后，在溶洞内钻进时，根据填充物的不同，要采取不同的钻进方法。当充填物为软弱粘性土或淤泥时，应向孔内投入粘土、片石混合物(比例1：1)，冲砸固壁;当为砂层、卵石层时还应提高泥浆的粘度和相对密度。只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿过溶洞。
③对于特大型溶洞或半充填的溶洞或溶洞上方有较厚的沙砾层时，为防止泥浆突然流失，造成孔壁坍塌，采取护筒跟进法施工。具体做法为：首先将φ1.5m的钻头扩大至φ1.7m，正常钻进至溶洞上方约1m处，将钻头提起，用振动锤将内径1.5m、壁厚6mm的钢护筒砸至孔底，再将钻头直径改为φ1.5m继续冲砸，直至击穿溶洞，然后回填粘土片石混合物(比例1：1)，采用1—1.5m的冲程将洞内冲砸密实，再转入正常钻进。
④对小型或多层溶洞，为防止其不与相邻孔窜孔或成孔后孔型有葫芦状，必要时可灌注低标号砼进行填充，等强后再钻进。
⑤钻孔达到设计标高并清孔后，对孔径、孔深、孔形、竖直高和孔底地质是否与设计相符合，孔底泥浆沉淀厚度等进行检查，经监理工程师检查合格后，进行清孔。
⑶第一次清孔
采用掏渣法进行清孔，要求用手摸泥浆无2mm~3mm大的颗粒为止，并使泥浆的相对密度减小到1.1~1.20.降低相对密度的方法是在掏渣后用一根水管插到孔底注入高压水，使水流将泥浆冲稀，泥浆相对密度逐渐降低达到所要求的清孔标准后，即可停止清孔。
⑷钢筋笼制作与安装
钢筋笼制作采用箍筋成型法。制作后的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的方木，以免粘上泥土。每组骨架的各节段要排好次序，便于使用时按顺序装车运出。在骨架每个节段上都要挂上标志牌，写明墩号、桩号、节号等。尤其定位骨架钢筋，由与护筒顶面标高不同，其长度也不相同，因此更应标写清楚。没有挂标志牌的钢筋骨架，不得混杂存放，避免搞错，造成质量事故。存放骨架还要注意防雨、防潮，不宜过多。
钢筋骨架在钢筋加工场地分段制作，运至现场后吊入孔内，并在孔口进行焊接接长。焊接采用单面焊，焊缝长度须满足施工技术规范的要求，并将接头错开50cm以上。主筋接头采用搭结焊。为使钢筋骨架有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形，必要时每隔2m~2.5m在粗箍筋上设十字撑。
钢筋骨架用吊车起吊，第一段存入孔内后用钢管或型钢临时搁支在护筒口，再起吊另一段，对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高，最后将最上面一段的挂环挂在孔口并临时与护筒口焊牢，以防止在灌注混凝土过程中下落或被混凝土顶托上升。骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁，如放入困难，应查明原因，不得强行插入，同时要注意观察孔内水位情况，如发生异常，马上停止，检查是否坍孔。钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计要求，其误差不得大于±5cm.
声测管采用内径57mm，壁厚3mm的钢管，对接时采用内径为65mm，壁厚3mm，长为10cm的钢管接头，内部加入麻丝并将接头与声测管焊密实，以防砼浆漏入管内，声测管的底口用钢板焊严实，顶口也用钢板焊接，进行密封，以防砼漏入。检测管在桩基横断面上的布置，当直径小于1.5m时，采用等边三角形布设;当桩直径大于1.5m时，采用正方形布设。声测管直接焊接在钢筋笼内侧，并使检测管之间基本保持平行。
⑸第二次清孔
由于在下钢筋笼和导管的过程中，沉淀厚度可能会增大，因此必须采取二次清孔。具体方法是以导管作为作为吸泥泵的吸浆管进行抽浆法清孔。
⑹水下混凝土的配制及灌注
①灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。
②水下混凝土的塌落度以18～22厘米为宜，并有一定的流动度，灌注水下混凝土的工作应迅速，防止塌孔和泥浆沉淀过厚。灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定，如超出规定厚度(设计厚度)，可用一根水管插到孔底注入高压水3min~5min，使沉淀悬浮再立即灌注首批混凝土。
③水下砼灌注采用导管法。导管使用前均应调直、试拼组装，并做水密承压试验，准确记录试压编号及自下而上标示尺度。将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度。漏斗和储料斗需有足够的容量，即混凝土的初存量，应保证首批混凝土灌注后，使导管埋入混凝土的深度不小于1m.
④灌注开始后，应紧凑、连续的进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确。应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管埋入混凝土的深度一般控制在2m～4m，特殊情况不得小于1m或大于6m.导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。
当导管提升到接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管。此时暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后拆除，同时将起吊导管的吊钩挂上待拆的导管上段的吊环，导管拆除后吊起拆除的导管徐徐放在指定位置，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。每根桩灌注时间不应太长，尽量在8小时内灌注完毕，以防止顶层混凝土失去流动性，提升导管困难。
在灌注过程中，当导管内砼不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊
⑤当砼面接近钢筋骨架底部时，为防止钢筋骨架上浮，采取以下措施：
a.尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小，可采取掺加缓凝剂、粉煤灰等措施增大其流动性;b.当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3米以下和1米以上处，并徐徐灌注混凝土，以减少混凝土从导管底口出来后向上的冲击力;c.当孔内混凝土进入钢筋骨架4m~5m以后，适当提升导管，减小导管埋置深度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。当孔内混凝土面进入钢筋骨架1m～2m后，适当提升导管，减少导管埋深，增大钢筋骨架下部的埋置深度。
⑥为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，一般桩顶加灌0.5m～0.8m高度。同时指定专人负责填写水下混凝土灌注记录，在灌注到接近设计标高时，要计算出还需要混凝土数量，通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。
⑦在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在 ⑧在灌注混凝土时，每根桩应至少留取两组试块，桩长20米以上不小于3组。
㈡挖孔桩施工
1、施工准备工作
①详细掌握溶洞出现的位置，并大致推断其范围大小。
②对有溶洞的桩位地质、水文地质资料进行分析研究，制订适当的施工方案和施工技术保障措施。
③每个孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出，发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案。
④施测墩台十字线及其护桩，定出桩孔准确位置。
⑤在孔位处安装提升设备，为防止孔口坍塌，在井口周围用现浇砼进行护壁，厚度20cm，高3m.
2、孔壁支护的设计和施工
为保证施工安全，护壁采用钢筋砼护壁，其结构形式为内外齿型，φ6钢筋靠内径放置，厚度为15cm.现浇砼的施工一般采取自制的钢模板，每节段由三块拼装而成。浇注砼时，拆上节，支下节，自上而下周转使用。模板间用U型卡连接，上下设两道槽钢圈顶紧;钢圈由两半圆圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便浇注砼和下节挖土操作。砼用人工或机械拌制，用吊桶运输人工浇注。
3、井孔开挖
挖掘时，要使孔壁稍有凸凹不平，以增加桩的摩阻力。挖掘方法视土层性质而定。根据地质勘测资料，地质情况由上至下主要分别为杂填土、含砾石卵石粉质粘土、弱风化结晶灰岩、和微风化结晶灰岩。粘土为不透水层，适合挖孔作业，采用短柄铁锹进行开挖，每挖掘1m深时就及时用钢筋砼护壁。含砾石卵石粉质粘土具有一定的渗水性，在此段地层作业要浅进尺，即每挖深0.5米~1.0米左右，就快速支护，以防塌孔。进入到砂层时，沿上层护壁外围每20cm打入φ20的钢钎，然后钢钎上绑扎草袋作为防护，抽完水后浇注护壁，每节最大高度0.5m.
当挖孔进尺到溶洞顶面1m时，挖孔作业人员必须系安全带，安全带要与井口上的挂梯或安全绳牢固联系，然后用风钻钻一个φ100mm的孔，查看溶洞内是否有承压水，若有，人员则应迅速撤到地面等其自然排除，水位稳定后再进行抽水，然后继续开挖。挖穿溶洞顶盖后，首先用水泵抽掉洞内的稀浆或水，然后将鸽子或活鸡放入空溶洞中，呆30分钟，若正常，方可将作业人员用钢吊笼放入空溶洞中。随后用砖砌外圈，且其要有足够的壁厚、刚度，以防止灌注砼时护壁被挤垮，然后立模浇注钢筋混凝土护壁。溶洞处理完成后，继续向下挖进。
若溶洞内无承压水，在挖穿顶盖前，作业人员身上的安全带必须与孔顶上的安全绳或钢爬梯相连接，以确保溶洞挖穿时作业人员的安全。下洞前将鸽子或活鸡放入溶洞中，呆30分钟，若正常，方可进行洞内作业。进入溶洞后，要根据溶洞内填充物的情况分别采取不同的措施：
①若为空溶洞，首先将积水抽干，用砖砌外围，然后立模浇注钢筋混凝土。
②溶洞内有填充物，则根据填充物的种类分别采取不同的措施
a.填充物是中粗砂、粉细砂时，挖进时应浅进尺，强支护，沿上层护壁外围每20cm打入φ20的钢钎，然后钢钎上绑扎草袋作为防护，每节最大高度0.5米。
b.填充物为软塑壮粘土、含碎石粉质粘土时，采用短柄铁锹进行开挖，每挖深1m左右就及时护壁。
挖孔穿越弱风化结晶岩和微风化结晶灰岩时须采用松动爆破的方式进行开挖。当进入爆破施工阶段，应让护壁砼有一定的强度后再进行另一个孔的爆破施工。严禁用裸露药包，必须打眼放炮和严格控制装药量，以松动为主，以免护壁被炸坏造成坍孔，同时孔壁周围眼孔要加密，不装药，以保证爆破后孔壁完整。
挖孔时应视不同情况采取不同的排水措施。孔内渗水量不大时可用铁皮桶盛水，人工提引排走，渗水量大时，可用水泵排走。
4、劳动组织
为便于缩短工期，施工顺序为一个墩基础的所有桩孔同时开挖，组织四班制连续作业，即一个孔护壁完成后，在等强过程中进行另一个孔的挖掘工作。每班4~6人为宜，开挖1~2人，提升出土及排水3~4人，井上井下人员交替更换。
五、测量控制
挖孔作业必须随时处于控制的状态，以免井孔空间几何尺寸超差造成质量事故。桩位轴线采取地面基线十字网控制，挖孔作业高程水准点由控制水准基点引致护壁顶面。轴线及高程须经常校核。护壁及模板中线线控制，系按第一节护壁顶面的十字线交点吊大线坠来控制。其后用尺杆找圆周，用钢尺在第一节护壁顶面的水准点上量高程(或深度)，以保证桩位、孔深和截面尺寸始终保持正确。
六、终孔检查处理
挖孔挖到设计标高后，及时进行孔底处理，做到平整，无松渣、污泥及沉淀等软层。嵌入岩层深度应符合设计要求，并及时向驻地监理工程师报检。
七、筋骨架制作及安装
钢筋骨架在场外预扎后吊入孔内，为保证钢筋骨架的正确位置，主筋上安装砼保护层垫块，并在钢筋笼上口设撑拉装置，以防止钢筋笼在灌注砼过程中出现变位现象。
八、灌注砼
当孔底及附近孔壁渗入的地下水的上升速度较小时，采用在空气中灌注混凝土桩的方法。用导管灌注砼，其坍落度为7cm~9cm.开始灌注时，孔底积水深不能超过5cm，灌注的速度要尽可能加快，使砼对孔壁的压力尽快地大于渗水压力，以防水渗入孔内。桩顶2m以下灌注的砼，可依靠自由坠落捣实，不必再用人工捣实;在此线以上灌注的砼要以振捣器振实。砼灌注至桩顶后，要将表面已离析的混和物和水泥浮浆等清除干净。
当地下水上升速度较大时，采用水下灌注砼的方法施工。
九、安全保证措施
1、挖掘时的安全技术措施
⑴挖孔工人必须带有安全帽、安全绳。取土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机必须经常检查。
⑵为防止井口坍塌，必须在孔口用钢筋砼护壁。
⑶挖孔深超过10m时必须采用机械通风。
⑷挖孔工作暂停时，孔口必须罩盖。
⑸井孔要设置牢固可靠的安全梯，以便于施工人员上下。
⑹电工、爆破工必须持证上岗，井上、井下作业人员必须身体健康。
⑺孔内照明须使用12V安全电压和防爆灯。
⑻孔上与孔内人员必须保持有效联系，孔边设安全绳与孔下人员安全带连接，安全绳由孔上人员随作业面松长。
⑼孔内作业人员连续工作时间不能超过4小时。
⑽孔内爆破时应注意以下事项：
①导火线起爆应有工人迅速离孔的设备;导火线应做燃烧速度试验，据以决定导火线所需长度;孔深超过10m时应采用电雷管引爆。
②必须打眼放炮，严禁裸露药包。对于软岩石炮眼深度不超过0.8m，对于硬岩石炮眼深度不超过0.5m.炮眼数目、位置和斜插方向，应按岩层断面方向来定，中间一组集中掏心，四周斜插挖边。
③严格控制用药量，以松动为主。一般中间炮眼装硝铵炸药1/2节，边眼装药1/3节~1/4节。
④有水眼孔要用防水炸药，尽量避免瞎炮。如有瞎炮时按安全规程处理。
⑤炮眼附近的支撑应加固或设防护措施，以免支撑炸坏引起坍孔。
⑥孔内放炮后必须迅速排烟，方法为采用高压风管放入孔底吹风。
⑦一个孔内进行炮破作业，其他孔内的施工人员必须到地面安全处躲避。
⑧爆破时孔口应覆盖安全网等防护措施，以防飞石飞出。
㈣挖钻结合法施工
当在挖孔作业中遇到严重的流沙或严重涌水，挖孔作业难以继续时，就要改为钻孔桩的施工方法。具体方法为重新回填粘土片石混合物(比例1：1)，采用1—1.5m的冲程将洞内冲砸密实，再转入正常钻进。
第四篇：桥梁桩基溶洞处理
武汉建工股份有限公司 桥梁岩溶桩基施工专项方案
岩溶地区由于地层岩性软硬不宜，裂隙发育，溶洞的位置、大小、深浅变化多，即使工程地质勘察钻探时一桩一探，一桩一分析，桩基施工时采取超前地质钻探，仍不能准确把握复杂的地质情况。另外钻探有时会留下钻杆、钻头等遗留物，增加了施工的难度系数。这些都给桩基施工造成一定的困难，因而施工中容易出现问题。对此应做好充分准备，有针对性地采取相应措施，防止桩基质量事故的发生。
一、岩溶裂隙及小型溶洞的处理
对岩溶裂隙及小型尺寸定义为0.5m以下，其危害性相对较轻，一般冲击钻孔施工通过溶蚀裂隙发育密集段时，工艺上要求通常进尺一段深度时必须回填一定量粘土，在冲锤冲击作用下挤入裂隙堵塞桩孔周边溶蚀裂隙，同时可以保持泥浆密度。裂隙对钻孔桩施工造成的主要危害是漏浆。
主要处理措施为：
1.1、入岩前，准备充足的水源和1～2台水泵，同时准备足够的粘土、片石等溶洞处理所需要材料。片石采用强度≥30MPa石灰岩，片石粒径为15-50cm。
1.2、密切注意护筒内泥浆面的变化情况，当泥浆面迅速下降时，证明在漏浆，首先要赶快补水，然后将片石加粘土按6：4的比例往下投入孔内再重新开钻。当再次漏浆时，仍按上述方法处理，即可逐步解决裂隙漏浆的问题。
二、一般溶洞处理
一般溶洞是指洞高一般小于4m，连通性较差的溶洞。一般溶洞施工以做好预防为主。钻孔前在附近储备大量粘土、片石及一定数量的袋装水泥，钻孔施工过程中，要求配备水泵和充足的水源，保证一旦漏浆，可以立即进行补水补浆。
对于空溶洞或半充填的溶洞，特别是超前钻显示漏浆的溶洞，在击穿洞顶之前，采用小冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻，要专人密切注意桩机底盘水平、岩样和护筒内泥浆面的变化一旦发现泥浆面下降、孔内水位变化较大、泥浆稠度、颜色发生变化或钻进速度明显加快又无偏孔现象时，表明已穿越溶洞顶进入溶洞。应根据溶洞的大小和洞内的填充物采取不同的技术措施。首先应迅速用大功率泥浆泵补浆补水，同时及时提钻，防止埋钻，然后用铲车或小型挖掘机(60型)及时将准备好的片石、粘土按适当的比例抛入、必要时投以袋装水泥，仍采用小冲程轻砸，用桩锤击碎后让黏土和片石充分挤入溶洞内壁发挥护壁作用。直至孔中的泥浆停止下降，并慢慢上升，此后可用冲锤进行适
武汉建工股份有限公司 当挤压，直至把桩基周围的溶洞都填满或堵死为止，只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。击穿溶洞顶板后，要用冲锤将溶洞顶板处的桩孔修理圆滑，以防卡钻或卡钢筋笼。
若溶洞内进尺过快，则在孔底已穿过溶洞底后，再次提升钻头，投入片石、粘土，重新进行冲砸，使块石与粘土在溶洞内挤密形成一道环壁，保证成孔质量。
每遇到一层溶洞，无论是否漏浆，是否为充填溶洞均应向孔中投入一定数量的比例为6：4的片石、粘土，然后用小冲程冲击投下的混合物，使其挤入裂隙、溶洞内，如此反复操作，多次挤入溶洞通道固壁。在钻进过程中，应适当增加粘土数量，提高泥浆密度。若溶洞充满后孔内有漏浆现象，可抛填水泥包、粘土包并用小冲程挤压，使水泥与泥浆混合填充在漏浆的缝内，使缝隙饱满，待水泥与泥浆凝结后再恢复冲进。
三、大型溶洞处理
3.1、回填封堵漏浆
遇到较大的溶洞，特别是溶洞底部原本存在漏浆源的半充填溶洞，在溶洞形成的过程中已充填的粉土、卵石等将漏浆源堵住，冲孔过程中充填物滑落或被重新揭开，造成重新漏浆。为了堵住漏浆源，发现漏浆后，集中水泵向孔中补水以保持水头 ，同时立即向孔中抛袋装水泥，然后向孔中投入3～5m厚粘土、片石混合物，待漏浆停止后重新冲孔，冲孔到漏浆部位的时间宜控制在水泥终凝时间之前，然后停止6～10h。如此反复操作，直到凝固后的水泥粘土浆把漏浆源堵死为止。
3.2、钢护筒跟进法
遇到特大型空溶洞或半充填的溶洞时，为防止漏浆造成孔壁坍塌，采用预钻孔，然后埋钢护筒隔离上部松软覆盖层的方法进行处理。穿越大型空溶洞或半充填的溶洞时，采用护筒跟进法可达到较好的效果。即先采用较大直径的钻头冲击至溶洞顶，1.0m以后下内护筒至孔底，在换小钻头继续冲砸，直至击穿溶洞，然后回填粘土、片石混合物，采用反复冲击的办法将洞内冲砸密实，再转入正常钻进。此方案的关键在于：
a、内护筒必须位置准确; b、内护筒必须具备足够的刚度;
c、击穿溶洞后及时回填粘土、片石混合物。
对于桩基穿越溶洞高较大的空洞时，采取下钢护筒的处理方案。冲击钻冲穿溶洞后，打入比孔口护筒稍小的钢护筒，用导向锤将钢护筒振至溶洞底岩面。 钢护筒跟进法一般情况下必须同时结合采用溶洞内回填片石冲进以及溶洞底部与护筒脚之间的封
武汉建工股份有限公司 堵处理，否则处治效果可能大打折扣。
3.3灌注砼护壁二次成孔钻进法
对于桩基穿越洞高较大且填充物为流塑状溶洞时，由于溶洞较高，且泥浆的侧向压力较大、自稳性较差，如果采用单一的回填片石和砾石等或回填片石后下钢护筒的方法，回填物可能随流塑状填充物涌向桩孔，抛填数量难以估计，清孔困难，在施工砼灌注桩时存在质量隐患，且大量泥浆涌入桩孔或砼大量流失极易造成断桩。因此，在穿越填充物为流塑状的大尺寸溶洞时，还可以采用以下方法，即钻至溶洞底板后，不用清孔，即向孔内灌注水下砼到溶洞顶0.5m左右，待砼达到7d强度后，重新钻进。灌注的砼会在桩孔周围形成一个圆形或半圆形围护，可有效防止溶洞内流塑状填充物涌入或砼流失而引起的断桩。
四、多层溶洞处理
通过由小型和一般溶洞组成的多层溶洞时，岩溶发育层溶洞数量多且期间多夹杂风化裂隙岩体，一般多出现漏浆、斜孔等病害，因此处理方法可采用处理多个一般溶洞的方法一一解决，由于溶洞规模较小，钻探范围有限，钻孔一般不能穿过所有桩孔范围的溶洞，因此钻探资料往往不能如实反映岩溶发育情况，而将一些深层的小型溶洞遗漏，这些小型溶洞在施工时才被发现，于是时常出现原设计桩底高程不能满足终孔要求现场变更的情况。
由大型溶洞组成的多层溶洞的处理可综合采用灌浆法和内护筒法，可以采用全套护筒法，穿过溶洞使钢护筒底部支撑在溶洞底板或顶板上，接着重新再护筒内钻孔，如还是漏浆，则采用下内护筒等方法进行处理。
多层溶洞，根据溶洞层数、大小和填充物的情况，采用片石、多层护筒嵌套施工相结合的方法进行处理。开钻前，根据工程地质纵剖图，确定哪层溶洞需埋设钢护筒及个数，开孔时根据埋设钢护筒的数量确定孔径，一般内套护筒比外层护筒小15cm，最内层护筒内径不小于设计桩径+0.15m。处理溶洞前，外层护筒应穿过砂层，以防塌孔。应根据不同护筒直径选用不同的冲锤。
五、不完整溶洞处理
岩溶地区相对较复杂，常会遇到岩面呈斜面、陡坎、石笋、溶沟、溶槽等复杂情况，处理这些情况，可采取两种方法：
A、抛填粘土片石，反复冲击成孔在孔内分层抛填片石、粘土，然后冲击钻反复冲击成孔，直到完整岩面。如在冲击过程中，出现冲击钻头有偏移情况，则要及时再加入
武汉建工股份有限公司 片石、粘土，然后再反复冲击，此时，冲程不宜过高(2.0m左右)，并注意控制孔内泥浆浓度。采取这一方法的优点是操作程序简单、工期短、成本低，易于连续钻进作业，但如覆盖层为砂层或含砂较多的粘土，则成孔后清孔难度相对较大，且易出现漏砂情况。
B、压浆固结
先勘探清楚桩孔位置岩面的具体情况，然后利用地质钻机钻孔压浆，平面布置要基本均匀，但对于沟、槽及岩面较低部位可相对加密，孔深要根据岩面情况及所需固结的厚度来确定，固结厚度范围控制在护筒刃脚上方50cm至岩面最低点，周边宽度控制在比桩径大1.0~1.5cm范围内，岩面砂、粘土层压浆固结完成并达到一定强度后，可开始进行桩基础钻孔施工。采用这一方法的优点并达一定强度后，可开始进行桩基础钻孔施工。采用这一方法的优点是固结完成后，可按普通地层情况进行钻孔钻进，不易出现漏砂情况，清孔容易，质量易保证，但其工期相对较长，成本也较高。
六、岩溶通道串浆、串孔处理
连通孔是指由于场地岩溶裂隙发育，地下水丰富，有连通性好的溶洞存在，使得相邻的桩孔在桩身的某个部位被溶洞贯穿。相邻桩在成孔和灌注混凝土时常有干扰现象，如其中一个桩孔冲孔时，相邻桩孔内水面或淤泥面相应翻动。如有的钻孔暂时停钻或终孔时，由于受邻桩孔钻进影响，冲洗液相互串通，使岩粉和沉渣增多;在灌注混凝土时，混凝土有时会通过荣西流入邻近正在施工的桩孔内，影响临近桩孔的正常施工。
遇到此种情况不可勉强向下施工，应根据地质资料进行判断。若溶洞不大，可向孔内回填粘土，并掺入一定量的片石、卵石、漂石等石料，使其形成具有一定强度和厚度的护壁，阻隔两孔，使之无法串通;若溶洞较大，可将整袋粘土抛入孔内，分层加入一定量的袋装水泥，防止施工过程中出现漏浆、塌孔现象。
施工时若通过露部位发现各桥墩位处存在地下横向贯通溶洞，为避免相邻桩孔在成孔和灌注混凝土时相互干扰，首先考虑整条施工顺序，采用间隔施工，协调好各个施工钻机之间的关系，当一个桩孔终孔进行清孔灌注混凝土时，相邻有干扰关系的桩孔施工必须暂停并提升钻具，以防止清孔不干净影响混凝土的成桩质量。为防止混凝土进入相邻桩孔，在相邻桩孔内投入粘土封堵，待混凝土灌注完毕后，清理孔内的粘土，继续钻进成孔。
七、深大溶槽处理
深大溶槽所在位置处成桩，其穿过的覆盖层厚度往往比周边桩孔深数十米，另外由于溶槽底部往往聚集有类似溶洞充填物的软塑状甚至流塑状土层，动力触探次数一般仅
武汉建工股份有限公司 1~2，溶槽底部基岩面起伏不平整，溶洞以及裂隙孔道发育，因此冲孔中时常遇到成孔困难，护筒变形、塌孔、漏浆甚至地面塌陷等病害多现象，影响程度不亚于大型溶洞，因此对此类岩溶类型需加以重视。通过动弹次数1~2的覆盖层土或溶槽时，成孔孔壁稳定性一般难以保证，宜采用预注浆固结或下钢护筒全程跟进方法。
八、施工注意事项及处理措施
1、卡钻事故处理
卡钻的主要原因是对溶洞分布情况不明确，在钻到离溶洞顶板很近时采用高落程冲击，使钻头冲破溶洞顶板岩石，钻头倾斜，卡在溶洞顶板岩石不同部位。
防止卡钻措施为：严格控制冲程，在施工过程中细心观察，根据不同的地质情况掌握好冲程。如在基岩中采用3~5m的冲程，在靠近溶洞顶月1m处采用0.5~1.5m的小冲程变化冲进，要求轻锤慢打使孔壁圆滑坚固，通过短冲程快频率冲击的方法逐渐将洞顶击穿，防止因冲程过长导致卡钻。经常检查钻机运转性能，对于故障隐患早发现早解决。
遇到卡钻时不能慌，更不能强行提拉，野蛮施工，以防塌孔、埋钻。施工时由于钻机操作手经验不足，卡钻时强行提拉，最后使钻机翻到钻孔左前方，使钻机遭受较大损失。
遇到卡钻时首先分析原因，然后对症下药：若卡在顶板岩石中部，可缓缓上下活动钻头，待松动后慢慢提出。若斜卡在顶板岩石中，可自制简易正绳器，将钻头拉正，缓缓提起;若卡在顶板岩石下部，则可利用大钻头上下松动，由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头将顶板岩石破掉后提出，也可用钢丝绳将小钻头放入把顶板岩石砸碎，再将大钻头提出。
卡钻严重时，用钻机本身提钻时钻机尾部会翘起来引起安全事故，利用钢丝绳和千斤顶给钻头一个外力，再用钻机轻打卡点石，或者采用“振动爆破法”处理，即将经过周密计算和经验总结的一定药量的防水炸药用垂陀放入孔内，沿锤的滑槽放到锤底，而后引爆。震送卡锤，再用卷扬机和千斤顶同时提拉。
卡钻钻头取出后应停止向下继续钻孔，回填片石和粘土快，一般回填高度为1.5米，调整钻机冲程后反复冲砸，在顶板上部形成坚硬柱体以传递冲力，冲击使卡钻的突石、溶洞表明面平整，防止卡钻再次发生。
2、掉钻埋钻事故处理 A、掉钻
掉钻事故主要是主绳和钻头转向鼻子断裂引起的，因此要经常检查者两部分的情况，
武汉建工股份有限公司 遇有钻头提不上来时，不要强行提拉。掉钻后要及时摸清情况，钻头上之前要装保险绳，保险绳要牢固、可靠。若泥浆太浓或泥渣太厚导致钻锤被沉淀物或塌孔土石覆盖，应首先清孔吸泥，使打捞工具能接触钻锤。先用侧锤探测钻锤在孔底的情况，用打捞钩放入孔底，钩住钻锤保险绳再提起。
在施工过程中掉钻要以预防为主，经常检查机具设备，及时检修，遇到损坏的部分立即维修或更换，消除隐患。施工时严禁在溶洞内打空锤，应绷紧钢丝绳，采用小冲程进行抵打紧击。一旦发现漏浆或异常情况，马上提锤至洞口，然后采取其他补救措施。
B、埋钻
埋钻也有两种情况：一是沉渣埋钻，二是塌孔埋钻，要避免沉渣埋钻，钻头不能长时间停留在孔底不动，要经常上下活动，使得泥浆不停地循环，这样就可以防止沉渣埋钻的现象发生，如发生塌孔埋钻，最主要的是将主绳保住，利用回旋钻机扫孔和“反冲法”将钻头提出。
3、钻孔偏位处理
穿越溶洞时，对洞顶和洞底岩层倾斜、岩层厚度不均、基岩面陡倾不平整的溶洞进行钻孔施工的关键是防止偏孔和纠正偏孔，钻头穿越溶洞时要密切注意大绳的情况，以便判断是否偏孔。
基岩面大坡度倾斜且微风化层不连续，软硬不均，钻头容易沿坡面歪斜产生斜孔偏孔，当出现冲击钢丝绳摆动较大、进尺突然加大时，则预示发生偏孔，应及时停钻。处理偏孔采用回填片石的措施可有效地解决，片石的强度要强于岩层的强度，处理时应提起钻头，向孔内抛填15cm~25cm大小的片石、碎石机粘土快，回填到斜面顶或偏孔处0.5m以上后再重新冲砸钻进，采取小冲程、低频率的方式冲孔，使钻头保持水平，钢丝绳保持竖直，浅程缓进。若一次纠偏效果不行则进行多次回填。并反复进行，直至进入均匀、稳定完整的基岩内1.0m，然后按正常施工，通过回填片石、粘土，既改变孔底虚实不均的问题，有利于保持桩孔垂直，又可造壁堵漏。
严重的岩石斜面或溶洞交汇岩层强度不一致。上述回填石方法难以凑效，可先掏渣清孔，后向孔内灌注高强度的水下混凝土封底，将溶洞填充满或到达与倾斜岩面上缘相平大的高度，等强度达到30MPa后再重新钻进。
4、塌孔处理
塌孔是主要由于漏浆严重，补水来不及造成的。采用护筒跟进技术可有效防止塌孔事故，但由于投入费用较多，并非所有情况都适用，因此一般情况下主要预防措施是保
武汉建工股份有限公司 持泥浆浓度和水头高度、采用中小冲程钻进、钻机和钻架安装稳定可靠。
根据孔壁稳定原理护筒内设置一定高度的超高水头，以构成对孔壁的附加静水压力，这种静水压力连同孔壁的圆环作用，方能对水中的孔壁起到稳定作用。一般超高水头保持2m~2.5m可以较好地满足护壁需要。
当孔壁局部坍塌，孔内水头无明显损失时，向孔内抛粘土，加大泥浆比重，下沉内护筒进行处理。另外溶洞内压力大导致充填物多次冲入桩孔内部。此类情况应采用砼封堵或加大钢护筒跟进措施。
当遇溶洞、溶穴、溶槽，孔内水头突然损失造成塌孔时，如是小面积塌陷，且护筒无移位，除下沉内护筒外，可及时分层抛入片石、粘土块、袋装水泥、片石等，以填充和堵塞溶洞，回填至内护筒底部以上2~3m，然后采用中小冲程重新钻进。溶洞发育严重时，如连通特大型溶洞或连通地下河溶洞，上述处治措施均不能有效处理好，即使多次回填片石粘土等也不能成功组织漏浆;或者护筒变形，有较大横向位移，无法纠偏时，可拔出钢护筒，用粘土回填，并采用内护筒跟进穿过溶洞。内护筒跟进时应先采用孔径大于25cm的大钻头冲击到岩层，然后下放比孔径大20cm的长护筒到底，再换用正常钻头钻进。这样施工主要目的是防止在施工中继续漏浆造成土层再次塌孔。这种方法关键之处在于护筒的位置放样必须准确。
塌孔常引起钻机倾翻：主要原因是由于桩位处的地面强度弱，当孔内发生局部塌壁，引起地面塌陷，造成钻机倾翻。预防措施可在有溶洞发育的桩位处，在钻机位置横向垫放6~8片12m长的320工字钢，并在钻机滚筒下密铺枕木，扩大钻机与地面的接触面积，减少孔口处的局部压力。
5、漏浆处理
成桩过程中，住哟控制漏浆等情况，如果这些情况控制不好，很可能导致情况进一步恶化造成塌孔、埋钻等事故，甚至会出现地面塌陷，影响周边建筑物的安全。
发生漏浆的主要原因，一是钻孔通过与地下水暗流相连的强透水性地层，如岩溶岩全风化层时，砾石间空隙和孤石较多，孔壁不密实;二是遇到未填充的溶洞、溶穴、溶槽等。施工到溶洞或裂隙处，由于溶洞或裂隙往往具有连通性，泥浆会顺着溶洞或裂隙的空隙大量流失，表现为孔内水头突然下降。如是孔溶洞或大裂隙，孔内泥浆迅速漏光，造成施工事故。泥浆池均尽可能做大，保证有一定的储浆量，同时准备足够的黄泥、粘土、块石等填充物，补水管网接至孔口，一旦发生漏浆迅速补给泥浆、清水、同时大量填充。
武汉建工股份有限公司 出现漏浆一般处理措施是：及时向孔内补充泥浆;加稠保持泥浆浓度，起到减少孔内外的压力差，有效护壁减缓漏浆速度等作用，为处理漏浆争取时间;采用中小冲程钻进;向孔中回填粘土夹片石、块石等，反复冲击回填粘土以增加护壁的密实度和强度。此法对于小裂隙和小容洞、孤立溶洞的堵漏效果较明显，但对于大溶洞、连通裂隙堵漏效果并不理想，当进行第二次冲击成孔时，很快将堵住的地方冲通，又出现漏浆，或者孔内回填粘土无法凑效，回填的粘土随地下岩溶水全部流走，无法堵住。
处理漏浆效果更为明显的另外两类方法是：一类是水泥粘土或混凝土浆固结堵漏发;另一类是互通跟进护壁堵漏法;
A、水泥粘土或混凝土浆固结堵漏发 将漏浆主要分为小裂隙漏浆和大溶洞漏浆。
在冲穿溶洞出现漏浆之前，准备好大量粘土，用水泥袋装好，并封口备用。对于大溶洞，一旦出现大量漏浆，就将整袋粘土抛入孔内，在抛填粘土袋时，分层加入一定量的整包水泥包和片石，回填高度超过漏浆位置，然后轻放下重锤挤压粘土袋及水泥包，使之充填到溶洞缝隙中，再用重锤小冲程轻打，使水泥和粘土混合，形成水泥土浆，使其挤进孔周围的粘土及水泥包之间或挤进岩溶缝隙中。一旦孔内成浆，需停工12h，待水泥土浆凝固，在桩孔壁形成一层水泥土浆护壁层，并具有一定强度时，再进行冲击成孔，其目的是使溶洞空间内形成一个圆锥体，在其中心钻孔，周围形成为有一定厚度和强度的护壁。
对于小裂隙的漏浆，粘土可不必装袋，可直接倒入孔内，水泥需整袋抛入，使其沉底，操作方法同上，其目的是堵漏，同时也为了造浆。
对于多层溶洞，当打穿下一层溶洞再次发生漏浆时，重复上述工作，直到完成一个桩孔为止。钻孔到达桩底标高后漏浆多为桩底贯通性质溶洞溶槽的存在，采用上述方法处理后可暂时防止漏浆现象，由于桩底沉渣有厚度要求，因此需要清孔排渣，在此过程中封堵溶洞的充填物等可能流失，时常出现再次或多次漏浆现象，这种情况下可考虑采用清孔后，根据溶洞大小情况抛入片石，然后桩底灌注或浇筑底层混凝土灌满处理，混凝土有一定强度时再继续。此方法成本较高，工期较长，但可以彻底堵漏。
B、护筒跟进护壁堵漏法
对于大型溶洞造成的漏浆要多次回填，需要大量粘土和水泥，处治不当时还会造成塌孔等其他病害，因此大型溶洞漏浆建议宜用护筒跟进堵漏过溶洞区。
当漏浆程度低时，加入粘土加大量泥浆比重继续钻进;当漏浆程度为一般时，除加
武汉建工股份有限公司 大泥浆比重外，下沉内护筒可遏制漏浆速度;当漏浆程度为高时，除下沉内护筒外，分层抛入片石、粘土块、片石等，以填充和堵塞溶洞、溶穴、溶槽，回填至内护筒底部以上2~3m，然后采用中小冲程重新钻进。
6、混凝土流失及断桩处理
灌桩中混凝土流失。对于能预计的小容洞，成孔后直接灌注砼填充，有小量差方是正常的。
但是当溶洞较高、体积较大时，不采取任何措施时水下混凝土实际灌注的数量一般要大大超过设计数量。针对水下混凝土灌注过程中流失的现象及防止断桩发生，一般有以下施工措施。
A、加大混凝土生产和运输能力。
B、加大混凝土初灌量，避免因首盘混凝土数量不够造成导管埋深不够而断桩; C、灌注过程中加大导管埋深，混凝土灌至溶洞或裂隙处时，适当增加导管埋深，确认安全后，再提升导管。灌注混凝土过程中，在混凝土能下去的情况下，导管下口埋入深度一般宜控制在4~6m。灌注时要勤测量混凝土面高程，对灌注过程中出现的缓慢下降要有准确的判断，防止混凝土面突然下降导管悬空造成断桩事故;
D、对漏浆严重或多次漏浆的个别孔，应做到心中有数，在灌注时应加大混凝土灌注高度，一般考虑超过设计高程1.5~2.0m，尽量避免在灌注完成拔出导管后混凝土面下降造成断桩。
E、遇到大的溶洞或溶洞失水现象严重的桩，为防止浇筑超方过多或发生事故，应准确计算溶洞高程后，灌注混凝土前先在钢筋笼上对应于溶洞的位置，附近钢护筒或薄铁板作包裹处理。以防止灌注混凝土时，护筒被挤破，造成混凝土流失;护筒高度上、下都超过溶洞口1m，从而避免混凝土流入溶洞。
F、对于有比较大的溶洞的钻孔桩，混凝土灌注速度要尽快可能地快一些，以免孔内护壁发生变化出现漏浆或塌孔等异常情况。
若判断已经发生混凝土流失断桩，则停止继续灌注，流失情况趋于稳定后，待水下混凝土凝结形成一定强度，充填了桩孔周边溶洞，形成护壁后，重新冲孔。
第五篇：岩溶地区钻孔桩溶洞处理施工技术总结
摘要:本文以武广客运专线XXTIV标北乡特大桥钻孔桩施工为实例，主要阐述岩溶地区钻孔灌注桩的溶洞处理的工艺原理、方案的选择、针对不同孔径大小的溶洞所采用的各种不同的处理方法等，通过本工程试验及实践，使得岩溶发育地区桥梁钻孔桩基础的施工工艺及技术得到了成功验证和发展，取得了较为成熟的经验。 关键词:武广客专 岩溶地区 钻孔桩基础 施工技术 1 工程简介
武广铁路客运专线XXTJV标北乡特大桥(DK1932+974.51-DK1937+010.89)位于广东省乐昌市北乡镇，北接大瑶山3#隧道，南接东塘隧道，距乐昌市约8km，横跨省道S248线。桥跨布置为124-32m简支箱梁，全长4071.27米，钻孔桩1113根，直径分别为φ1.0m和φ1.25m，其中50米以上的桩有139根，70米以上的有17根，最长桩孔深达92米。桥位处岩溶极其发育，大部分溶洞呈串珠状发育，桩基础最多的穿越23层溶洞。地表卵石覆盖层厚，最厚达65米。溶洞处理的成败关系到桩基础施工质量、工期和成本。 2 溶洞的分类
根据地质结构和溶洞的情况及发育情况，溶洞可分为以下几种类型：
2.1 按溶洞的大小分 ①大溶洞：溶洞高度>3m;②小溶洞：溶洞高度<3m。
2.2 按溶洞填充状态分 ①全填充溶洞：洞内完全充填亚粘土、亚砂土、粘性土等，充填物呈硬塑、软塑、流塑状;②半填充溶洞：洞内约一半有填充物，顶部为空腔;③无填充溶洞：洞内无填充物即空洞。
2.3 按是否漏水分 ①全漏水溶洞：严重漏水并与其它溶洞或地下河连通;②半漏水溶洞：溶洞洞壁存在裂隙，有渗漏水现象;③不漏水溶洞：溶洞完整，无渗漏水现象。
2.4 按溶洞垂向个数分 ①单个溶洞：桩基范围内仅有一层溶洞;②多层溶洞：桩基范围内有多层溶洞。 3 方案选定
根据溶洞大小及填充情况等，选定经济可行的处理方案 4 溶洞处理方法
4.1 压注双液浆法 注双液浆一般适用于10m以下半填充或全填充溶洞的处理。
①目的：溶洞内注双液浆预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间，并达到一定的强度(20MPa以上)，防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等施工工序的顺利完成。②加固原理：注双液浆加固的特点是注浆材料可在十几秒或几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为100%，即1m3体积的浆材可得1m3的结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的;对于溶洞中的稀泥等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的;对于无填充物和半填充的溶洞，浆液是通过充填填满溶洞的。③工艺 压浆材料采用普硅32.5R水泥与化学剂(水玻璃)。a布孔 根据桥墩台桩基布置和溶洞分布，每个墩台布置6～8个压浆孔。b钻孔 用地质钻机钻80mm～110mm的注浆孔，孔深达到最深溶洞的底部。注浆管插入 溶洞下部。c压浆 采用双液压浆系统进行全孔压浆，要少量多次、反复压浆。双液浆配制时，控制浆液比例，反复试验，掌握浆液的最佳凝固时间，凝固时间太快，不利于注浆施工，凝固时间太慢，浆液流动性大，用量大，不经济。
4.2 灌砂、压浆法 灌砂压浆是溶洞预处理方案之一，一般适用于6～10m无填充溶洞的处理。主要通过灌砂填塞溶洞空间，采用压浆将洞内砂砾板结、凝固成坚实的混和体，防止在钻孔过程中出现漏浆、塌孔等现象。灌砂压浆孔和注双液浆钻孔施工方法相同。 灌砂采用干燥、洁净的中粗砂，并进行清筛，防止杂物堵管。一个桥墩内各注浆管内灌砂、注浆轮流进行。灌砂时分几次进行，第一次灌砂高度约4～5m，然后将注浆管插入灌入的砂中一定深度，向砂中压入一定量的水泥浆。压浆后采用清水冲洗注浆管，防止水泥浆粘附在管壁上，影响下一次灌砂、注浆。注入水泥浆初凝后，进行下一次灌砂、压浆，反复进行，直至灌满，使溶洞内充满砂浆。
4.3 填充粘土和片石法 粘土和片石填充适用于高度6m以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理，其方便、快捷，节省费用。
当钻孔至溶洞层时，一般护筒内泥浆会全部或部分流失，严重时会造成塌孔，这时可采用片石加粘土(按1：1体积比)回填，溶洞较大时可加入部分水泥，回填一层、采用钻头冲击一遍，尽量使片石和粘土保持密实，直至回填至溶洞顶部1～2m。溶洞回填完成后，向钻孔内注入稠度较大的泥浆，使其自然浸入片石缝隙内，然后采用钻头冲击，使片石和粘土挤入溶洞内，形成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时，应再次回填，反复回填、反复冲击，直至不再漏浆为止。
采用回填片石、粘土处理溶洞时，钢护筒须穿透砂砾等透水层、坐在不透水层上，尤其是多层溶洞，以防止出现溶洞后孔内水头急剧下降而造成坍孔。
4.4 灌低标号混凝土法 对于较大的溶洞，尤其是半填充或无填充溶洞，有时采用填粘土和片石的方法难以成孔，或者成孔后灌注水下混凝土时孔壁被挤垮，这时用灌低标号混凝土的方法处理。
施工准备和开孔方法同填粘土块和片石方法，当击穿溶洞顶板时，为节约混凝土灌注量，可先填粘土块和片石，反复冲挤，待溶洞填注基本饱满时，再灌低标号混凝土至溶洞顶1m 以上，待混凝土达到一定强度后再继续钻孔。 4.5 钢护筒跟进法 在溶洞较大，洞内无填充或有流塑充填物，漏水严重或与暗河连通时，采取上述方法无效时，可采取钢护筒跟进法施工。就是一面冲孔、一面接高护筒，并将其振动下沉至已钻成的孔内或溶洞内，用以阻断溶洞内流塑充填物或水的流动，便于钻孔施工。①内护筒内径的确定 现场根据桩孔穿过大溶洞的数量，确定内护筒级数，每增加一级，内护筒内径增加0.2m，最小一级内护筒直径大于桩径0.2m。为保证内护筒的刚度，防止受压变形，钢护筒采用10mm 钢板卷制。下沉内护筒时，由大到小，分级逐次下沉进行。先钻大孔，下沉大护筒，再钻小孔、下沉小护筒。如果穿过1层溶洞，就采用1级内护筒，每增加1层溶洞，就增加1级内护筒。护筒跟进法施工顺序见下图1。②内护筒长度的确定内护筒长度的确定，护筒长度L=h+3(m)(h为地质超前钻确定的溶洞高度)，如果内护筒太长可分节下沉，在孔口焊接连接。 5 岩溶地区钻孔桩施工方法
①岩溶地区钻孔桩施工工艺流程图见图2。②由于钻孔桩施工是个比较成熟的施工工艺，本文就不再叙述。
; 在岩溶地区钻孔桩施工中特别应注意以下几个问题：①施工准备 根据地质资料预测施工中可能出现的问题，制定施工方案，并向钻机操作人员进行技术交底。桩孔附近要备足回填材料和挖掘机、铲车、水泵等机械。②钻孔 钻机时泥浆要稍稠，现场泥浆池内尽量多备些泥浆，在溶洞穿孔后及时补浆。施工中要加强钻孔地质检查、复核，并密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生。根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，钻头冲击岩层的响声、抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。接近岩溶时主绳放长量控制为1～2cm，防止击穿溶洞顶板时造成掉钻、卡钻现象发生。钻穿溶洞顶板时一旦漏浆，及时投放粘土块、片石并补水补浆，保持孔内水位高度。漏水严重时，可填充稻草和水泥等混合物，每次填满后补浆补水，再重新冲击钻进，挤压填充物填充溶洞或堵塞溶洞，最终至不漏浆为止。通过溶洞层后，继续钻孔，直至设计深度。③灌注混凝土 灌注中导管提升时，要根据溶洞情况确定导管埋深，避免灌注过程中挤破溶洞混凝土面突然下降，造成断桩事故发生。桩顶灌注标高应比设计标高超灌1m以上，灌注完成后观察30分钟左右，如果混凝土面没有变化才拔出导管。 参考文献：
[1]铁建设[2005]160号客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准. [2]TZ213-2005客运专线铁路桥涵工程施工技术指南.
[3]TB10002.5-2005.J464-2005.铁路桥涵地基和基础设计规范. [4]湖南交通科技.2002年第1期《岩溶地基处理方法》.
[5]交通世界.2004年第5期《岩溶地区地基处理及桩基施工技术》 桩基大溶洞处理施工总结 2008-6-5 17:57
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一、桩基概况
广清高速连接线主线高架桥97#-A桩桩基设计直径200cm，设计桩长43.7m，嵌岩桩基础，混凝土标号为C25.
二、地质情况
根据地质勘察报告资料，该桩地层由上而下为素填土、耕植土、淤泥、粘土、全风化粉砂质页岩、全风化炭质页岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩。该桩有四层溶洞呈串珠型分布，上面三个溶洞较小，分别为0.8m、1.2m和1.2m，最下一层溶洞高度为9.1m，四层溶洞总高度为12.3m，溶洞内均为软塑状粘土全充填。
三、施工方案的确定
针对该桩溶洞较大且呈串珠型分布，施工技术难度较大，该工程又为市重点工程，我公司从严把质量关，确保工程进度，确保施工安全考虑，把该桩做列为重中之重并按设计要求作相关施工监控。专门组织所有技术人员讨论、研究方案并学习有关溶洞处理方面的知识。根据该桩溶洞情况，溶洞内全为流塑状粘土全充填，溶洞位置较深，最后确定先采用冲击钻成孔，投放抛填物的方法处理溶洞，后考虑采用下放钢护筒的方案。
四、施工前的准备
1、人员组织
项目部专门组织有关技术人员研究学习有关溶洞处理的措施，并且成立了溶洞处理应急小组。施工现场派4名技术人员分两班在工地24小时轮流值班，发现问题及时上报处理。项目部还组织桩基队钻机机长学习溶洞处理的知识，使他们对溶洞处理心中有数。总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。
2、材料准备
片石100m3，粘土20m3，水泥10T，编织袋200条，钢护筒30m.
3、机械配备
装载机40型一台，16T吊车一台，小斗车10辆。
五、施工过程控制
该桩护筒顶标高为11.005m，设计孔底标高-35.5m，应钻深度46.505m.采用冲击钻成孔，钻头直径2.10m(加大钻头直径，使成孔直径不小于2.1m，为下放钢护筒做准备，钢护筒直径2.09m)，钻头质量4000Kg，后换为7000Kg原装钻头。本桩1月1日开钻，1月16日穿过最后一层溶洞，钻孔深度40.1m.
上部松软地层厚度9.29m，钻进速度较快。泥浆颜色灰黑色，且有臭味。上面两个溶洞较小，分别为0.8m和1.2m，中间间隔只有10cm，两溶洞已基本联为一体。钻头钻至最上一层溶洞溶顶以上0.6m时，向孔内抛投片石高度0.5m，以平衡钻头，防止穿破溶洞时出现孔斜。冲程控制在0.8m，平稳冲砸。经仔细观察钻头穿破溶洞后钢丝绳无摆动，孔位无偏斜。钻进溶洞后，无漏浆，钻头进尺稍微加大。为保证固壁良好，向孔内投放片石1.5m，以0.6m的小冲程钻进，钻进1m后，再次投放片石1.5m，其中夹杂投入粘土，钻进时进尺较小，遂加大冲程至1m，钻进过程中无异常现象发生。溶洞内钻进时，泥浆比重为1.6.
第二层溶洞与第三层溶洞之间为5.4m的微风化含炭质灰岩，岩质较硬，进尺慢，钻头损坏严重。我部及时进行调整改装钻头(质量4000Kg)换为7000Kg的原装钻头。第三层溶洞穿破后，未见漏浆现象，由于该层溶洞较小高度只有1.2m，钻头穿破溶顶后随即向孔内投放片石1.5m，并用0.6m左右的小冲程反复冲砸以固壁。钻进过程中无异常。
第四层溶洞最大，溶洞高度为9.1m，溶洞位置在孔深31m至40.1m之间。钻头进入溶洞后进尺加大。泥浆有轻微漏浆现象，随即提出钻头，向孔内投入片石及粘土，厚度1.5m，然后以0.6m的冲程冲砸。进尺1m后泥浆由灰黑色渐变为黄褐色。根据地质勘察报告溶洞内全为黄褐色粘土充填，实际地层与设计相符。由于该层溶洞大，抛投的片石大部分取用大直径片石，尺寸25～40cm.溶洞内没有发现大量漏浆现象，粘土未装袋抛投，只是夹杂于片石内投入。该溶洞处理时，均采用每钻进1m投放片石及粘土1.5m重复钻进的方法。溶洞内泥浆比重始终控制在1.6以上。施工过程中由于钻头质量较大，钻机主机出现一点故障，中间间隔了一段时间。9.1m溶洞处理历时5天。
四层溶洞处理时，泥浆比重均在1.6以上，泥浆未加水稀释，只保持循环，浓度较大。
六、处理效果
该桩从开钻到穿过最后一层溶洞，历时16天，钻孔深度40.1m.其中溶洞处理共耗时7天，溶洞总高度12.3m.溶洞处理抛投片石共计75m3，粘土18m3.我部采用抛填片石及粘土的方法，成孔质量良好。钻进过程中无塌孔、吸钻、埋钻及卡钻现象。钻头上下自如，无孔斜、缩孔现象。
七、混凝土灌注
混凝土采用垂直导管法进行灌注，采用商品混凝土并派实验人员前往混凝土厂家进行质量控制，根据灌注情况随时调节混凝土性能，较好的满足了施工需要。现场由专业工程师控制灌注进度并根据地质情况控制埋管深度，保证成桩质量。当灌注到溶洞位置时保持较大的埋管深度，防止混凝土由于挤破护壁后突然下沉，造成断桩。施工过程中保持埋管深度不小于5m，没发现混凝土面下降现象。但当灌注到溶洞位置时，混凝土面上升缓慢，尤其是孔深35m～33m位置时，平均每上升1m需要混凝土8m3左右，混凝土浪费严重。但翻浆正常，下料顺利。灌注完毕后，混凝土方量比设计多出60m3.
八、体会和心得
1、钻头钻至溶顶时，为防止由于溶洞顶板岩层厚度、硬度不均而出现斜孔，除采用抛填片石平衡钻头外，也可采用质量较大的钻头处理。
2、溶洞处理时，速度稍微放慢一些或稍停一段时间，可促使片石和粘土的固结利于固壁。
3、充填物的溶洞采用抛填物的方法处理是可行的，但为了避免发生缩孔，可采用大块片石。
4、溶洞内泥浆浓度要大，比重不小于1.6.
5、如孔内泥浆不是大量流失，粘土可不装袋投入。
6、因溶洞内为流塑状粘土，即使孔内不漏浆，为加大泥浆浓度，增加固壁的牢固性，也要按片石粘土3:1的比例加入。
7、当处理住漏浆时或到达溶洞位置但不漏浆，要向孔内抛填片石及粘土进行固壁，小冲程反复冲砸，使抛填片石充分挤入孔壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量过大，保证成桩质量。