CN106284315A - 一种穿过溶洞的钻孔灌注桩施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种穿过溶洞的钻孔灌注桩施工方法。在岩溶段成孔时，先用石碴水泥砂浆对溶洞进行定域、定量、定强度充填，石渣水泥砂浆达要求强度后，用旋挖钻机钻孔，解决了岩溶段钻孔灌注桩成孔难题，并可有效保证成桩质量，施工简便，速度快；石渣为生产碎石后的废尾矿，粉煤灰为Ⅱ级，且为固体废弃物，注浆材料造价低廉，施工方法经济简便。

Description

一种穿过溶洞的钻孔灌注桩施工方法
技术领域
本发明涉及一种施工方法，特别是一种穿过溶洞的钻孔灌注桩施工方法，属于土木建筑工程技术领域。
背景技术
溶洞是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，有的埋藏在地下一定深度。在岩溶地区采用钻孔灌注桩基础，基桩有时需要穿过溶洞。穿过溶洞段的钻孔灌注桩通常采取在溶洞段安置钢护筒，或用注浆的方法将溶洞充填等技术措施。这种办法成本高、施工难度大，速度慢，且无法做到定域、定量而造成桩身的不均匀性。因此，开发一种施工便利、操作简单、成本低，且较小程度影响桩身均匀性的穿过溶洞的灌注桩施工方法，成为土木施工技术领域共同的任务。
本发明的目的在于提供一种穿过溶洞的钻孔灌注桩施工方法，解决了岩溶段钻孔灌注桩施工难题，并可有效保证成桩质量，且施工简便，速度快，成本低廉。
本发明的构思是：在需要穿过岩溶的灌注桩成孔施工时，上部土层采用旋挖钻机钻孔；遇岩溶时，采用孔径仪或井下电视探测岩溶形态和大小，并结合岩土工程勘察报告综合判定溶洞的位置；溶洞位置和大小确定后，采用导管向溶洞内灌注石渣水泥砂浆，灌注至溶洞顶部以上不小于1.0m处；石渣水泥砂浆经过24h凝固、强度达到1.0MPa后,再利用旋挖钻机在石渣水泥砂浆中钻孔施工。石渣水泥砂浆的胶骨比，即胶凝材料与石渣之比、坍落度应根据溶洞高度、溶洞填充情况进行确定，应保证石渣水泥砂浆在洞内堆起，且不会流动距离太大，实现对溶洞的定域、定量充填。终孔验收合格后，下设钢筋笼、导管，进行混凝土浇筑，完成钻孔灌注桩施工。
具体的，本发明给出的一种穿过溶洞的钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：
（1）测放桩位，下设护筒，旋挖钻机钻孔至溶洞；
（2）结合岩土工程勘察报告资料，采用孔径仪或井下电视探测溶洞的形态和大小；
（3）准备石渣水泥浆
石渣水泥浆在现场集中搅拌，水泥强度等级不低于32.5MPa，粉煤灰为Ⅱ级，矿粉型号等级不低于S75；骨料为最大粒径不大于10mm、级配连续的石渣，含泥量不大于10%；根据石渣水泥浆现场配置情况适当掺加减水剂；石渣水泥浆的性能指标要求如下：
石渣水泥浆24h强度不低于1.0MPa；胶骨比，也就是胶凝材料水泥、粉煤灰和矿粉的质量之和与石渣之比为1:5～1:15，溶洞高度较大时取小值，反之取大值；坍落度160mm～200mm，溶洞高度较大、溶洞填充较差时取小值，反之取大值；
（4）采用导管法向溶洞内灌注石渣水泥砂浆，灌注至溶洞顶部以上不小于1.0m处；
（5）灌注石渣水泥浆后24h，当强度达到1.0MPa以上后，采用旋挖钻机进行钻孔；
（6）终孔后采用孔径仪再次测量孔径，当孔径满足设计要求，方可下设钢筋笼、导管进行混凝土灌注。
本发明取得的有益效果是：
1、在岩溶发育地区进行钻孔灌注桩施工时，采用旋挖钻机成孔施工工艺，与冲击钻机成孔工艺相比，不仅可大大提高施工效率，还可有效减少废弃泥浆排放量，有利于保护环境。
2、采用孔径仪或井下电视对桩身周围溶洞的位置、高度、填充情况进行准确判断，可对溶洞进行针对性治理，达到节约工程造价，消除质量隐患的目的。
3、采用导管法灌注石渣水泥浆进行溶洞治理，石渣为生产碎石后的废尾矿，粉煤灰为Ⅱ级，且为固体废弃物，注浆材料造价低廉。
4、根据桩身周围溶洞高度、填充情况的不同，采用不同胶骨比和流动性的石渣水泥浆进行治理，实现了定域、定量的溶洞治理，避免了材料的浪费。
5、与传统的溶洞治理方法相比，灌注石渣水泥浆治理方法经济、简便、易操作。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明。
以南方某燃气电厂工程桩基施工为例，桩径1.0m/0.8m、桩长35m～45m，共990根。根据勘察报告，钻孔遇溶率76.7%，岩溶发育程度为极强烈发育，溶洞（土洞）垂直高度最大12.7m，平均4.1m。为保证成桩质量，避免出现混凝土漏失、桩身扩径等隐患，要求桩基施工时对桩周溶洞进行治理。
利用本发明其施工顺序为：
1、测放桩位，下设护筒，旋挖钻机钻孔至溶洞；
2、结合“一桩一勘探”的施工勘察资料，采用孔径仪或井下电视探测溶洞的形态和大小；
3、根据溶洞的高度、需填充情况确定石渣水泥浆的胶骨比、流动性指标，并进行现场石渣水泥浆的搅拌；
4、采用导管法进行石渣水泥浆的灌注，灌注至溶洞顶位置以上1.0m处；
5、灌注石渣水泥浆后24h，强度达到1MPa以上后，用旋挖钻机进行二次钻孔，直至设计深度；
6、终孔后采用孔径仪再次测量孔径，当孔径满足设计要求，下设钢筋笼、导管进行混凝土灌注。
具体实施过程详述如下：
在岩溶段，采用孔径仪或井下电视进行岩溶形态和大小探测，并结合“一桩一勘探”的施工勘察资料综合判定溶洞的位置、高度与填充情况；根据溶洞的高度、填充情况按表1确定石渣水泥浆的胶骨比、流动性指标，并现场拌制；用导管向溶洞内灌注石渣水泥浆，灌注至洞顶以上1.0m处；石渣水泥浆浆经过24h固结、强度达到1.0MPa后，利用旋挖钻机钻孔；终孔验收合格后，下设钢筋笼、导管，并进行混凝土浇筑。
采用本施工方法后，本工程灌注桩质量得到了保证，通过对灌注石渣水泥浆前后的孔径检测曲线进行对比，溶洞封堵效果明显，扩径现象得到明显改善，混凝土平均充盈系数控制在1.2以内。表1给出的是石渣水泥浆胶骨比、坍落度取值表。
表1
注：表1中性能指标取值为参考值，实际取值在满足现场使用情况下通过室内试验确定。

Claims (4)

1.一种穿过溶洞的钻孔灌注桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）测放桩位，下设护筒，旋挖钻机钻孔至溶洞；
（2）结合岩土工程勘察报告资料，采用孔径仪或井下电视探测溶洞的形态和大小；
（3）准备石渣水泥浆
石渣水泥浆在现场集中搅拌，水泥强度等级不低于32.5MPa，粉煤灰为Ⅱ级，矿粉型号等级不低于S75；骨料为最大粒径不大于10mm、级配连续的石渣，含泥量不大于10%；根据石渣水泥浆现场配置情况适当掺加减水剂；石渣水泥浆的性能指标要求如下：
石渣水泥浆24h强度不低于1.0MPa；胶骨比为1:5～1:15，溶洞高度较大时取小值，反之取大值；坍落度160mm～200mm，溶洞高度较大、溶洞填充较差时取小值，反之取大值；
（4）采用导管法向溶洞内灌注石渣水泥砂浆，灌注至溶洞顶部以上不小于1.0m处；
（5）灌注石渣水泥浆后24h，当强度达到1.0MPa以上后，采用旋挖钻机进行钻孔；
（6）终孔后采用孔径仪再次测量孔径，当孔径满足设计要求，方可下设钢筋笼、导管进行混凝土灌注。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于溶洞高度H≤1m时：无填充或半填充，胶骨比1:5～1:8；有填充，胶骨比≤1:5。
3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于溶洞高度1m＜H≤3m时：无填充或半填充，胶骨比1:8～1:10；有填充，胶骨比≤1:8。
4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于溶洞高度3m＜H时：
无填充或半填充，胶骨比1:10～1:15；有填充，胶骨比≤1:10。
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