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1、钻孔前溶洞的处理钻孔灌注桩施工工艺及质量控制4岩溶处理原则:每根桩先用地质钻机钻探，详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型，并画图列表，为制定相应施工方案提供详实依据。对填充物进行土工试验，分析其物理力学特性，检测容重、含水量、孔隙率等，为注浆参数计算提供依据。根据地质钻探资料和填充情况，为每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。对每种处理方案，都要进行仔细的计算，施工前在桥位外进行溶洞注浆及钻孔试桩试验，取得经验数据，完善施工方案，指导施工。遇到大溶洞时，请监理工程师核查，明确处理方案，并报监理批准后实施。在施工中根据溶洞的大小、形状、特征等分类采取以下的施工方案。溶洞处理
2、对策一览表序号溶洞特征填充物质拟采用处理办法1溶洞全填充、漏水或半漏水粉砂、硬塑或软塑状粘土压注水泥浆2半填充或空洞，洞高2m粘性土、岩块、部分有空洞浇筑C15混凝土3半填充或空洞，空洞高2-5m软塑状粘性土、岩块或空洞灌砂石料后压注水泥浆4填充差或空洞，且洞高5m流塑状粘土或空洞护筒跟进（1）小型及封闭溶洞处理方法：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。若洞内无填充物或填充物不满，则采取先填充碎石或干砂，然后注浆或直接灌注混凝土;若充填物呈松散或软塑状态时，直接注浆固结即可；若充填物已固结呈硬塑状态时，则可以直接冲孔，但需加强泥浆护壁。（2）大型及复杂溶洞处理方法：溶洞
3、内无填充物或填充物较少需向洞内充填砂子时，选择一个合适的孔位，放入并固定钢套筒，将注砂管与钢套管相连接，在注浆前灌砂。根据成桩直径、围护体积的最小直径及堆积体成形规律，计算填砂量。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，压力稳定时，即可停止。若需要灌入碎石则必须钻一个大孔(直径不小于30cm)放入钢管并固定，钢管上置碎石料斗，碎石粒径不大于20cm，投料时振动钢管，以防止堵塞，填充量控制与填砂控制方法相同。钻孔灌注桩施工工艺及质量控制5对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等，冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失
4、，使钻孔顺利通过岩溶区。（3）溶洞注浆（空洞的处理方案）溶洞注浆设备采用3SNS高压注浆泵，水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥。溶洞注浆工艺如下：根据地质情况在每一根桩的中心位置或桥墩承台的四角钻注浆孔。钻注浆孔也是对地质情况的进一步勘探，通过取芯探明溶洞的高度及填充物的详细情况。用注浆泵注浆，注浆压力控制在0.51.0MPa范围，注浆速度1520/min，渗透最小直径保证3.0m，以保证冲钻成孔时溶洞内有足够的固结体。注浆时注浆管必须插入填充物的底部，然后边注浆边缓慢上提，提管速度不宜太快，根据注浆速度确定，应使渗透半径控制在允许范围内。浆液选用水泥浆，水泥浆配合比为水:水泥=0.8:1.0。
5、若需用水泥砂浆，则配合比采用水:水泥:砂=1:1:0.8，需要用双液浆时，水玻璃的含量根据现场试验确定。单花管注浆，管头花管段长度为100cm，孔眼直径和间距根据现场试孔后确定，注浆管外径为70mm，比钢套管内径要小。为防止浆液流失太远造成浪费，采用间歇注浆方式，间歇时间6h时，使得先注入的浆液与砂子(或碎石)初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定最小注浆量和注浆压力控制值为止。注完一个孔后，继续对其余孔进行注浆，后注浆的孔洞压力必须调高，最后封孔。溶洞处理完毕后，通过物检、取芯或连通试验来检测处理效果。砼浇筑浇筑水下混凝土必须做好充分的准备工作，配置足够备用应急设备和材料，确保浇筑
6、水下混凝土时间8小时，必要时在混凝土内掺入缓凝剂以确保工程质量。导管采用专用的卡口式导管，导管内径30cm，分节长3m，最下节长6m。导管制作要坚固、内壁光滑、顺直、无局部凹凸。各节导管内径大小一致，偏差2mm。导管用吊车分节吊装，丝扣式连接且应有防松装置。导管应位于钻孔中央，在混凝土浇筑前，应进行升降试验。吊车的提升能力应与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并有一定的安全储备。下放过程中应保持导管位置居中，轴线顺直，逐步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁。浇筑首盘混凝土时，导管底部至孔底距离控制在3540cm。首次使用前应对导管进行水密试验，根据客运专线铁路桥涵施工技术指南的要求，水密
7、压力按下式计算：P=cHc-wHw式中：P导管可能受到的最大压力(kpa)；C混凝土拌和物的容重（取上限24KN/m3）；Hc导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计最大高度计；W井孔内水或泥浆的容重（KN/m3）；Hw井孔内水或泥浆的深度（m）。Hc取70m，W取下限11KN/m3，Hw取73m。则P=2470-1173=877KPa（如采用压力表进行导管水密试验该值为表的读数）H=P水=8779.8=89.5mHc导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计最大高度计；W井孔内水或泥浆的容重（KN/m3）；Hw井孔内水或泥浆的深度（m）。Hc取70m，W取下限11KN/m3，Hw取
8、73m。则P=2470-1173=877KPa（如采用压力表进行导管水密试验该值为表的读数）H=P水=8779.8=89.5m砼初灌量应由下列公式计算确定：()1221244hdHHDVpp+式中:V砼初灌量（m3）；D桩孔直径（m）；H1桩孔底至导管底端间距，取0.4M；钻孔灌注桩施工工艺及质量控制12Hc导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计最大高度计；W井孔内水或泥浆的容重（KN/m3）；Hw井孔内水或泥浆的深度（m）。Hc取70m，W取下限11KN/m3，Hw取73m。则P=2470-1173=877KPa（如采用压力表进行导管水密试验该值为表的读数）H=P水=8779.8=8
9、9.5m所以采用扬程90米的潜水泵进行加压，试验合格后的导管才能使用，并对导管按照试验时的拼接顺序自下而上进行编号，现场拼装时按照试压试验的拼接顺序逐节进行拼装。浇筑水下混凝土之前，再次检测孔底泥浆沉淀厚度，如沉渣厚度大于5cm（柱桩）或20cm（摩擦桩）时，必须对孔内进行二次清孔，确保孔底沉渣厚度符合规定要求。浇筑前，先射水或压气35min，将孔底沉渣冲翻搅动。安装储料斗、开关阀门、隔水球，隔水球采用硬质塑料球或篮球，隔水球直径要较导管内径小35mm，先将隔水球放入导管中后再安装储料斗，储料斗的容积要满足首批灌注下去的砼埋置导管深度的要求，封底完成后换用小料斗进行正常灌注。储料斗及小料斗均应
10、安置5cm5cm网格对混凝土进行过滤，防止大石块或水泥块随混凝土进入导管造成导管堵塞。砼初灌量应由下列公式计算确定：()1221244hdHHDVpp+式中:V砼初灌量（m3）；D桩孔直径（m）；H1桩孔底至导管底端间距，取0.4M；H2导管初次埋置深度（不小于1.0M）；d导管内径（m）；h1桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即h1=HWW/C钻孔灌注桩施工工艺及质量控制13HW井孔内水或泥浆的深度（m）；W井孔内泥浆的重度（kN/m3），（一般为10.5）；C混凝土拌和物的重度（取24kN/m3）。根据本桥施工图纸及施工工艺，上述公式各
11、参数取值如下：D=1.0m，H1=0.4m，H2=1m，d=0.30mHW=71.6m，W=10.5kN/m3,C=24kN/m3h1=HWW/C=6510.5/24=31.3m()1221244hdHHDVpp+=3.4m3首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。箭球、拨栓或开阀，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，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。灌注中，采用测锤准确测量混凝土顶面标高，严格控制导管埋深（埋置深度宜控制在26m），防止导管提漏或埋管过深拔不出而出现断桩，拔管前须仔细测探砼面深度，用测深锤测孔时，采用三点测
12、法，防止误测。测锤用铁铸成，一般制成圆锥形，以平底为宜，锤底直径15cm左右，高22cm，重量5kg。测绳上铁片制作的米标必须进行加固，防止米标滑移串位致使测位不准造成导管拔漏情况发生；每孔灌注时必须留有一套设置好的备用测绳。探测时须仔细，并以灌注的混凝土数量校对，防止错误。在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测，必要时可以现场制作一个简易混凝土取样筒，取出新鲜混凝土时的位置即为灌注高度。灌注砼时，要保持孔内水头，防止出现坍孔。水下混凝土应连续浇筑，中途不得停顿。并应尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间
13、不应太长，宜在8小时内浇筑完成。混凝土浇筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。在灌注过程中，应经常探测井孔内混凝土顶面的位置，及时地调整导管埋深。灌注过程中，应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。灌注过程中，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。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度
14、面定）。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，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时降起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋
15、骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。当混凝土浇注面接近设计高程时，应用取样盒直接取样确定混凝土顶面位置，保证混凝土顶面浇注到桩顶设计高程100cm左右，以保证桩头质量。在浇注水下混凝土过程中，应填写“水下混凝土浇注记录”。水下混凝土浇注过程中，发生导管漏水或拔出混凝土面、机械故障或其它原因，造成断桩事故，应予重钻或与有关单位研究补救措施，不可擅自进行处理。在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,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上升
16、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。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。钻孔灌注桩施工工艺及质量控制12Hc导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计最大高度计；W井孔内水或泥浆的容重（KN/m3）；Hw井孔内水或泥浆的深度（m）。Hc取70m，W取下限11KN/m3，Hw取73m。则P=2470-1173=877KPa（如采用压力表进行导管水密试验该值为表的读数）H=P水=8779.8=89.5m所以采用扬程90米的潜水泵进行加压，试验合格后的导管才能使用，并对导管按照试验时的拼接顺序自下而上进行编号，现场拼装时按
17、照试压试验的拼接顺序逐节进行拼装。浇筑水下混凝土之前，再次检测孔底泥浆沉淀厚度，如沉渣厚度大于5cm（柱桩）或20cm（摩擦桩）时，必须对孔内进行二次清孔，确保孔底沉渣厚度符合规定要求。浇筑前，先射水或压气35min，将孔底沉渣冲翻搅动。安装储料斗、开关阀门、隔水球，隔水球采用硬质塑料球或篮球，隔水球直径要较导管内径小35mm，先将隔水球放入导管中后再安装储料斗，储料斗的容积要满足首批灌注下去的砼埋置导管深度的要求，封底完成后换用小料斗进行正常灌注。储料斗及小料斗均应安置5cm5cm网格对混凝土进行过滤，防止大石块或水泥块随混凝土进入导管造成导管堵塞。砼初灌量应由下列公式计算确定：()1221
18、244hdHHDVpp+式中:V砼初灌量（m3）；D桩孔直径（m）；H1桩孔底至导管底端间距，取0.4M；H2导管初次埋置深度（不小于1.0M）；d导管内径（m）；h1桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即h1=HWW/C；钻孔灌注桩施工工艺及质量控制13HW井孔内水或泥浆的深度（m）；W井孔内泥浆的重度（kN/m3），（一般为10.5）；C混凝土拌和物的重度（取24kN/m3）。根据本桥施工图纸及施工工艺，上述公式各参数取值如下：D=1.0m，H1=0.4m，H2=1m，d=0.30mHW=71.6m，W=10.5kN/m3,C=24kN/
19、m3h1=HWW/C=6510.5/24=31.3m()1221244hdHHDVpp+=3.4m3首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。箭球、拨栓或开阀，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，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。灌注中，采用测锤准确测量混凝土顶面标高，严格控制导管埋深（埋置深度宜控制在26m），防止导管提漏或埋管过深拔不出而出现断桩，拔管前须仔细测探砼面深度，用测深锤测孔时，采用三点测法，防止误测。测锤用铁铸成，一般制成圆锥形，以平底为宜，锤底直径15cm左右，高22cm，重量5kg。测绳上铁片制作的米标必须
20、进行加固，防止米标滑移串位致使测位不准造成导管拔漏情况发生；每孔灌注时必须留有一套设置好的备用测绳。探测时须仔细，并以灌注的混凝土数量校对，防止错误。在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测，必要时可以现场制作一个简易混凝土取样筒，取出新鲜混凝土时的位置即为灌注高度。灌注砼时，要保持孔内水头，防止出现坍孔。水下混凝土应连续浇筑，中途不得停顿。并应尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间不应太长，宜在8小时内浇筑完成。混凝土浇筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。在灌注过程中，应经常探测
21、井孔内混凝土顶面的位置，及时地调整导管埋深。灌注过程中，应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。灌注过程中，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。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动钻孔灌注桩施工工艺及质量控制14导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度面定）。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，然后松动导管的接头螺栓
22、或快速接头，同时降起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，
23、使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。当混凝土浇注面接近设计高程时，应用取样盒直接取样确定混凝土顶面位置，保证混凝土顶面浇注到桩顶设计高程100cm左右，以保证桩头质量。在浇注水下混凝土过程中，应填写“水下混凝土浇注记录”。水下混凝土浇注过程中，发生导管漏水或拔出混凝土面、机械故障或其它原因，造成断桩事故，应予重钻或与有关单位研究补救措施，不可擅自进行处理。在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,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上升困难时,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。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心
