旋挖桩溶洞处理施工方案(小课堂｜旋挖施工中塌孔怎么办？)

Posted 2023-05-28

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旋挖桩溶洞处理施工方案(小课堂｜旋挖施工中塌孔怎么办？)

塌孔迹象

旋挖钻机施工于地下水丰富及松散塑性地质时，如发觉以下现象可能已发生塌孔。

(1）钻斗大梁是否存有沉渣并且沉渣量在变化；泥浆液面出现翻花冒泡现象：护筒周围存有冒泡或局部坍塌迹象；二次下钻孔深与上斗提钻相差较多。

(2）仪器检测：成孔后通过仪器检验桩孔质量，可检验出孔内桩径变化，某部位孔径较大时即塌孔。

(3) 灌注局部超方：砼灌注时在某一位置出现超方较多现象，说明此位置塌孔。

塌孔原因分析

(1）施工工艺：没有针对水文地质正确选择施工工艺，地下水位高，地下水丰富，松散的砂砾卵石层等，应采用泥浆静压或套管成孔工艺，但却采用干成孔施工工艺，没有护壁措施，松散的地质在地下水作用下导致塌孔。

(2）泥浆质量/选型：虽然采用了泥浆静压工艺，但泥浆的比重、黏度没有达到水文地质所需求质量，如加注了清水、选用无固相泥浆或低质量泥浆，泥浆压强和护壁效果不足导致的塌孔。

(3）泥浆液面低：泥浆液面降低，失去或降低泥浆压强对孔壁的支撑，特别是护筒周围和孔深 10米以内的地质。

(4）缩径塌孔：施工于流塑淤泥层时，由于地质强度太低，呈流塑状态，如果淤泥层在孔内埋深较浅(10m 以内），很有可能出现缩径现象，如果不加以预防，将有可能由缩径引发的塌孔。

(5）操控塌孔：施工于松散地层时,需控制单斗钻深及轴压输出，如果钻具存有缺陷，或单斗已钻满还继续施加轴压，以及加压过急(切削量大于进渣流量），此时被切削下的部分钻渣无处释放，在轴压及扭矩作用下会挤压孔壁，破坏松散的孔壁造成局部塌孔。

(6）漏浆塌孔：施工于卵石层时或半/无充填溶洞地质，如果卵石之间无任何充填物时，由于卵石之间缝隙较大，泥浆中的固相颗粒不能及时填充卵石之间的缝隙，在泥浆压强作用下，很有可能出现瞬间漏浆现象：如果是溶洞地质,泥浆直接进人半/无充填溶洞内，泥浆瞬间流失，桩上部的松散地质失去泥浆压强出现塌孔，

预防塌孔措施

(1）常规塌孔预防

①施工工艺：地下水丰富、松散地质选择泥浆护壁静压工艺，埋深浅的缩径或塌孔地质可选用长套管＋泥浆复合工艺，正确地选择施工工艺，可有效降低塌孔的概率。

②泥浆质量：根据水文、岩土调和出相应的泥浆比重、黏度，可大大降低塌孔概率。

③泥浆液面：保持泥浆最高液面可保持泥浆压强，降低塌孔概率；距离钻孔护筒不远处开挖一个小缓冲池，提钻回流，下钻溢流，始终保持泥浆最高液面。

④综合措施：优化钻具降低负载;控制轴压及单斗钻深，保护孔壁。

(2）缩径塌孔预防措施：承接工程时要考察地质情况，发觉存有流塑淤泥，要看其层厚及埋深位置,之后应做好施工准备，如钻体直径、边齿直径、通道装置、泥浆比重、泥浆液面以及单斗钻深、轴压输出及提钻方式等，预防或减缓缩径塌孔。

(3）漏浆塌孔

①卵石漏浆：一般漏浆可使用黏士造浆，增加固相颗粒及时填充堵塞卵石缝隙(含砂率忽略)：严重漏浆时，如桩上部及护简周围存有松散地质，可加长护简防护，将泥浆液面加至机手能监测到的位置，发觉瞬间漏浆立即上提主卷(机锁杆反转解锁)，将钻具提升至孔外，立即将已准备好的黏士使用装载机或挖掘机向孔内回填，将孔内卵石层漏浆位置填充堵塞，之后加满泥浆可立即钻进，通过钻头回转挤压，将黏士挤入卵石之间的缝隙，在泥浆压强作用下支撑护壁层防止漏浆，如钻进时再次出现漏浆，可重复上述过程，直至不漏浆为止。

（注：施工于卵石层容易漏浆时，上下提钻时禁止正反转转动钻头，防止边齿、边刀、裙边齿破坏护壁层，再次出现漏浆现象;此外，建议一次成孔，分次成孔需多次护壁。）

②溶洞漏浆：查看地质报告，提前了解溶洞大小及填充情况，如溶洞体积较小，未全填充,泥浆流失率低，直接加注补充即可；如溶洞体积大填充不均,漏浆严重,建议选择其他施工工艺，如全套管，长套管＋混凝土，长套管＋泥浆＋回填黏土/砼复合工艺等；如必须使用泥浆护壁静压工艺，可提前向溶洞压注水泥砂浆，填充溶洞，达到初凝状态再施工；此外，无论采用什么工艺，上部松散/塑性地质，一定使用护筒/套管防护，出现意外，至少不会造成埋钻。

塌孔解决方案

(1）加长护筒：孔深越浅泥浆压强越低，护筒周围位置最容易出现塌孔，因此如果确定是护筒周围塌孔，可加长护筒防护塌孔位置，加长后回填护筒周围继续施工。

(2）提升泥浆质量：如果是泥浆质量导致的塌孔，可提升泥浆质量（比重黏度）来防止塌孔。

(3）回填：如果护简已坍塌，已经到无法钻进地步，只有将护简吊出，回填黏士，放置一段时间回填士硬化，最后再来施工钻进。

(4）砼填充：孔内出现局部塌孔，灌注超方才得以验证，没找出塌孔原因，也没做出任何调整，钻进可正常成孔，只是砼超出系数。

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