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灰岩(岩溶)地区钻孔灌注桩施工

作者:魏伟浏览次数: 日期:2015年4月23日 09:26

        要做好灰岩地区的钻孔桩施工工作,就必须了解灰岩的成因和特性。灰岩以方解石为主要成分的碳酸盐岩。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物,有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色,硬度一般不大(属于较硬岩)。石灰岩按成因可划分为粒屑石灰岩(沉积形成);生物骨架石灰岩和化学、生物化学石灰岩。石灰岩的主要化学成分是CaCO3易溶蚀,故在石灰岩地区容易形成石林、裂隙和溶洞 。
        岩溶性结构的地质条件,灌注桩施工的难度非常大,具体反映在施工成本和施工技术方面。施工过程中经常遇到土洞、溶洞、裂隙等,造成泥浆漏失、钻孔坍塌、地面塌陷。导致人员伤亡,周边建筑受损。要做好岩溶地区钻孔桩施工就必须掌握一定的技巧。这里我们讲几种较实用的方法。不管用什么样的方法,都必须摸清施工区域的地质(溶洞、破碎、土洞等)情况
        方法一:跟管钻进灌注桩
        工艺流程:钻机就位(跟管钻机),旋转按压首节套管,挖出管内渣土。如此循环作业,直至岩层。遇到岩层时,用冲击锤(爆破、潜孔垂、等)破碎岩石,取出孔内渣土,穿越溶洞、土洞,旋压套筒至设计深度。然后,安装钢筋笼,安装灌注导管,混凝土灌注,导管拆除,套筒旋提及拆除,灌注成桩。
        方法二:旋挖成孔灌注桩
        根据地勘报告(超前勘探孔),查明桩位下面是存在溶洞、土洞等。
        1、不存在溶洞、破碎带、土洞等情况:
        那么施工相对就比较简单了,只需要克服灰岩硬度的问题了。  
        (1)如果施工用的是嵌岩钻头,可以直接施工至设计深度,然后进行钢筋笼安放等、灌注成桩。(2)施工中应用的是普通钻头,那就需用桶状钻头对岩体进行环切,使钻孔中心的岩石和岩石整体分离,再用螺旋锥对中心岩柱进行破碎,然后换斗桶完成钻渣清理成孔工作。
        2、存在溶洞、破碎、裂隙、土洞等复杂情况:
当地层中存在土洞、溶洞、防空洞,并在这种地质条件下施工时:
        (1)当洞窟体积较小时,开挖前应做好孔口防护工作(埋设护筒、加固机脚地面),同时做好防坍塌抢险预案。施工中做好泥浆护壁工作,即可进行正常施工。(2)当洞窟体积较大时,施工洞顶以上部分应采用大于设计孔径(100mm—200mm)的钻头掘进,施工至洞顶时,在孔内放置大于设计孔径(50mm—150mm)护筒,并加以固定,防止孔内坍塌,造成安全事故或质量事故。再改用比前置护筒略小的钻头继续掘进至设计深度,完成成孔工作。然后,在前置护筒内置入直径和长度合适的内置护筒至钻孔底部,在洞窟内形成独立的柱状结构。做好两层护筒之间的防漏措施,再进行后续成桩作业。这样做可以减少混凝土灌注量,节约成本;减少作业时间,节约工期;减少质量事故,提高经济效益。
        方法三:冲击成孔灌注桩
        1、不存在溶洞、破碎带、土洞等情况:
        如果拟施工桩位下没有溶洞等复杂构造,使用冲击工艺成孔就很简单。不管是传统正循环冲击钻还是冲击反循环,掘进方式都是一样,无非是功效有所区别。当岩面以上覆盖层是粘土类时,采用旋挖和冲击接力的方式可以提高功效。
        2、存在溶洞、破碎、裂隙、土洞等复杂情况:
        在土洞、溶洞、防空洞等的地层进行冲击施工时,首先做好抢险预案,备好应急物资。必须埋设好孔口护筒、加固好地面,使钻机着力点变为着力面。做好所有准备工作后方可开孔施工。(1)钻孔位下洞窟、裂隙等体积较小时,可以用粘土、片石加水泥等反复填充,反复冲击,直至成孔成桩。(2)钻孔下洞窟体积较大时,施工洞顶以上部分应采用大于设计孔径(100mm—200mm)的钻头掘进,施工至洞顶时,在孔内放置大于设计孔径(50mm—150mm)护筒,并加以固定,防止孔内坍塌。再改用比前置护筒略小的钻头继续掘进(做好钻头导向,控制钻头冲程)至设计深度。击穿洞顶部前应该控制冲击力度和速度,以免造成安全事故或质量事故。完成成孔工作。然后,在前置护筒内置入直径和长度合适的内置护筒至钻孔底部,同时做好两层护筒之间的防漏措施,在洞窟内形成独立的桩柱。再进行后续成桩作业。

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