桩基施工中如何处理溶洞？
一、桩的分类
1)桩根据受力情况分为端承桩和摩擦桩。
(1)端承桩是穿过软土到达硬土或岩石的桩，结构荷载主要由岩石阻力承担；施工中主要控制岩石埋深，对沉渣厚度要求严格。
——桥梁工程中的端承桩大多要求嵌岩。
(2)摩擦桩完全设置在软土中，通过桩端阻力和桩侧与地基土之间的摩擦阻力来承受荷载。施工过程中，主要控制桩端的设计标高(长度)。
——对于桩端为硬土的，有摩擦端承桩和摩擦端承桩。
-桥梁工程中的摩擦桩通常不算挤土。
2)桩按施工方法分为预制桩和灌注桩。
①预制桩按沉入土中的方法可分为打入桩、射水打入桩、振动打入桩和静压打入桩；
灌注桩是在桩位钻孔，然后放置钢骨架，浇注混凝土而成的桩。根据成孔方式的不同，灌注桩分为钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、套管灌注桩和爆破灌注桩。
二、混合土灌注桩的施工
1.灌注桩:通过机械或人工在桩位上直接钻孔，在孔内放置钢筋，灌注混凝土而形成的桩。
2.与预制桩相比，灌注桩不受地层变化的限制，不需要接桩和截桩，节约钢材，振动和噪音小。
3.钻孔灌注桩按成孔方式分为干钻孔灌注桩、泥浆护壁钻孔灌注桩、沉管灌注桩和人工挖孔灌注桩。
2.1干钻孔灌注桩
1，干作业成孔一般用螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径分别为400mm、500mm、600mm，钻孔深度分别为12m、10m、8m。适用于成孔深度内无地下水的一般粘土层、砂土和人工填土地基，不适用于有地下水的土层和淤泥质土。
2.钻机就位后，钻杆应垂直对准桩位中心，开钻时应先慢后快，以减少钻杆晃动，及时纠正钻孔偏斜或位移。
3.钻至所需深度后，清除孔底的土壤。清孔的目的是将孔内的浮土和虚土取出，减少桩的沉降。方法是钻机在原深度空转清土，然后停止转动，提钻卸土。
4.钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层应符合设计规定，并应绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土、杂物落入孔内。钢筋骨架就位后，应立即浇筑混凝土，以防塌孔。浇筑时应分层浇捣，每层厚度为50 ~ 60 cm。
2.2泥浆护壁成孔钻孔灌注桩
1，泥浆护壁是一种利用泥浆保护和稳定孔壁的机械钻进方法。它通过循环泥浆将切割下来的泥浆碎屑悬浮起来，排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。
2.成孔机械包括潜水钻机、冲击钻机、抓锥等。
3.泥浆护壁钻孔灌注桩施工流程:确定桩位、埋设护筒、桩机就位、泥浆准备、机械钻孔(潜水钻机、冲击钻机等。)，循环泥浆去渣，清孔，安放钢骨架，灌注水下混凝土。
2.2.1埋设护筒和准备泥浆
(1)钻孔前，在现场放线定位，根据桩位挖出桩孔表层土，并埋设护筒。套管上部有1 ~ 2个溢浆孔，为钢板制成的圆柱体，厚度为4 ~ 8 mm，内径应比钻头直径大200mm。套管的作用是固定桩孔位置，保护孔口，防止地表水流入，增加孔内水压，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。
套管顶部高出施工水位1.5m，高出地面0.3m。
(2)确保套管内泥顶标高始终高于外部水位至少1m。
钻进时，向孔内注入相对密度为1.1 ~ 1.4的泥浆。一般1.2 ~ 1.3；冒落地层可增加到65438±0.4左右。
(3)泥浆的作用:
稳定水压:
使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗透密实，避免孔内漏水，保持套管内水压稳定；
挡土墙:
泥浆的相对密度增加了孔内水压，可以稳定孔壁，防止塌孔；
漂浮(夹带)炉渣:
通过循环泥浆，可以将切割下来的泥渣悬浮排出，起到携砂排土的作用。
孔隙形成
1)用旋转(潜水)钻机钻井
旋挖钻机是旋挖钻机的一种。其防水电机变速机构与钻头密封在一起，经桩架和钻杆定位后可潜入水中和泥浆中。泥浆注入后，孔内切下的土粒和石渣用正循环或反循环排渣法排出孔外。
旋挖钻机排渣有两种方式:正循环排渣和反循环排渣(泵送)。
(1)正循环排渣法
在钻进过程中，旋转钻头将泥渣切割成泥浆后，高压泥浆由泥浆泵抽出，通过钻机的中心管和岔管送到钻头底部强力喷射，与切割成泥浆的泥渣混合，沿孔壁向上携带泥浆，从套管的溢流孔排出。
②反循环排渣法
砂泵随主机潜入孔内，直接将切割泥渣随泥浆泵出孔外。
2)冲击钻孔成孔
(1)冲击钻机通过机架和绞车将带刀片的重钻头(冲击锤)提升到一定高度，利用自由下落的冲击力切割破碎的岩层或冲击土层形成孔洞。
②冲击钻头有十字型、工字形、人字型等形式，常用十字型冲击钻头。
(3)冲孔前应埋好钢护筒，并准备好护壁材料。
冲击钻机就位后，将冲击锤中心对准套管中心，在0.4~0.8m的冲程范围内低水平提升密集冲击，及时加石子和泥浆护壁。套管下沉3 ~ 4m后，可加大冲程至1.5 ~ 2.0m，然后转为正常冲击，随时测量和控制泥浆相对密度。
施工中应经常检查钢丝绳的损坏情况、夹紧机构的松紧程度和转向装置的灵活程度，避免钻眼。
3)冲抓圆锥体形成孔
①抓钩锥的锥头上有一个重铁块和一个活动抓钩片。抓钩锥体通过框架和绞车提升到一定高度。下落时，松开鼓式制动器，打开抓钩件，使锥头自由下落，冲入土中。然后，启动绞车提升锥头，闭合抓钩件抓土。抓斗锥体整体吊至地面，清除土渣，依次循环成孔。
(2)冲抓锥成孔施工工艺、护筒安装要求、泥浆护壁循环与冲击成孔施工相同。
(3)适合在软土(砂、粘土)中冲孔，但遇到硬土时，应采用冲击钻施工。
2.3孔检查
1、验孔是用检测仪检查桩位、直径、深度、通道；清孔是清除孔底的泥沙和淤泥浮土，以减少桩基的沉降，提高承载力。
2.泥浆护壁钻孔清理时，对于土质较好、不易坍塌的桩孔，可采用吸风机进行清孔，气压为0.5MPa，使管内形成强大的高压气流，同时不断补充清水，搅拌好的泥浆随着气流上涌从喷嘴排出，直至喷出清水。
3.对于稳定性差的孔壁，应采用泥浆循环法清孔或抽缸排渣，清孔后泥浆的相对密度应控制在1.15 ~ 1.25。含砂量
图:井斜校正
井眼清洁操作:
1.钻孔达到要求深度后，及时用泥浆泵清孔，避免因延时太久、泥浆钻渣沉淀造成清孔困难或塌孔。
2.终孔钻至设计深度后，下放输浆管至孔底50 ~ 80 cm，用比重为1.05 ~ 1.25的新鲜泥浆清孔，直至钢筋和导管下入孔内，重新测量孔底沉渣厚度。直到沉淀物的厚度符合要求，才能进行下道工序的施工。
3、注意保持孔内水头，防止塌孔；
4.清孔后，检查孔口、孔内和孔底抽出泥浆的平均比重，应符合质量标准要求。
5.采取一切措施缩短清孔至水下混凝土灌注的时间。
6、不得用加深孔深代替清孔。
2.4灌注水下混合土
泥浆护壁成孔浇筑混凝土是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。
水下混凝土应比设计强度高一个强度等级，且必须具有良好的和易性，配合比应通过试验确定。
导管法是水下混凝土浇筑的常用方法。
浇筑时，先将导管和漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次性埋入混凝土面下1.0m以上，然后剪断(或快速拔出)悬挂防水塞的钢丝，混凝土拌合物在自重作用下将球塞快速排出水中。
图:水下混凝土浇筑过程示意图
导管埋深应保持在2 ~ 2 ~ 6m之间。
-如果太小，很容易让水进入导管；如果过大，容易导致“埋管”。
图:第一盘混凝土用量-导管埋深静态计算图
1，导管口至孔底的距离不宜过大或过小，一般为20 ~ 40 cm。过大不利于沉淀，底部混凝土质量难以保证；太小容易堵管。
2.为防止导管进水，第一组混凝土导管埋深应不小于1m。
灌注前，检测孔底泥浆沉淀厚度。如果大于设计厚度，则再次清洗孔，直到符合要求。
混凝土由搅拌站生产，用料斗运至现场，检查和易性、坍落度等指标。如不符合要求，应进行第二次搅拌。如仍不符合要求，则不应使用，然后按配合比再次称重出料，直至符合要求。
浇筑第一批混凝土时应注意:
a .导管下口至孔底的距离一般为20 ~ 40 cm。
b .首批混凝土储备应保证导管一次性埋入混凝土表面≥1.0m；
所需的混合量根据以下公式计算:
V≥∏D？/4(h 1+H2)+(πd？/4)h1
v——浇筑首批混凝土所需的数量(m？);
D—桩孔直径(米)；
H1 ——桩孔底部至导管底部的距离，一般为0.2 ~ 0.4m；
H2 ——导管的初始埋深(m)；
d-导管的内径(m)；
H1 ——桩孔内混凝土达到埋深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
h 1 = rwHw/RC；
由专人测量导管埋深和导管内外混凝土表面的高差，并填写混凝土浇筑记录。
浇筑封底混凝土后，仔细检查封底，确认封底成功后，进行正常浇筑。
开始灌注时，应连续、有节奏地进行，尽量缩短拔管时间；
当导管内的混凝土不满足时，慢慢灌注，防止导管内产生高压气囊，造成导管渗漏。
当钻孔混凝土面接近钢架时，保持导管埋深略大，并减慢灌注速度；当钻孔混凝土面进入钢筋骨架一定深度时，适当提升导管，使钢筋骨架在混凝土中有一定埋深，稳固钢筋，并注意控制钢筋笼的中心位置。
为保证桩顶质量，混凝土浇筑高出桩顶设计标高0.5 (0.6) ~ 1.0m。
灌注结束时，导管内混凝土柱的高度相对降低，导管内混凝土压力降低，导管外钻孔的泥浆稠度和比重增加。如果顶升混凝土有困难，可向孔内加水稀释泥浆，并拔出部分沉淀的泥土，使浇筑工作顺利进行。
图:沉积物厚度和混凝土浇筑高度的确定
如果可以确定事故的位置，这种方法可以用来补救导管的泄漏。对技术和经验的要求更高。
导管水密承压和接头拉伸试验；
在导管的水密承压试验和接头的拉伸试验中，导管内的水压不应小于孔内水深的1.3倍，也不应小于导管壁和焊缝在浇注混凝土时所能承受的最大内压的1.3P。
p根据以下公式计算:
P=rchc-rwHw
p指导管可能承受的最大内压(kPa)；
RC-混凝土拌合物的比重(取24KN/m？);
HC ——导管中混凝土桩的最大高度(m ),基于导管的总长度或估计的最大测高计；
Rw指钻孔中水或泥浆的体积密度(KN/m？);
HW指钻孔中水或泥浆的深度(m)。
2.5灌注桩施工的质量要求和成套技术
灌注桩施工质量检查包括成孔和清孔、钢筋骨架制作和安放、混凝土搅拌和浇筑三个施工过程。
施工前应对水泥、砂、石、钢材等原材料进行检验，并对施工组织设计中制定的施工顺序和监控手段进行检验。
2.5.1钻孔质量检查及要求
1，钻孔灌注桩孔深的控制要求:
泥浆护壁和干作业成孔应达到设计规定的深度。
2.灌注桩沉渣厚度:
当摩擦力占优势时，不应大于150mm；；当端承力为主时，不得大于50 mm
表:灌注桩平面位置和垂直度允许偏差
2.5.2钢筋笼的制作和放置要求
制作钢筋笼时，要求主筋沿圆周方向均匀布置，箍筋的直径和间距、主筋的保护层和加劲箍的间距符合设计要求。主筋与箍筋之间应采用焊接连接。加劲箍应位于主筋外侧，主筋一般不设弯钩。根据施工工艺要求，吊钩不得露出内圈，以免妨碍施工。
钢筋笼主筋保护层允许偏差:水下灌注混凝土桩为20mm；非水下灌注混凝土桩为10 mm
在钢筋笼的制作、运输和安装过程中，应采取防止变形的措施，并提供保护垫块(或垫管和垫块)。吊入孔内时，避免碰撞孔壁。浇筑混凝土时，应采取措施固定钢筋笼的位置。
混凝土搅拌和浇筑
1、混凝土搅拌主要检查材料质量、配合比计量、混凝土坍落度；浇筑混凝土时，检查防止混凝土离析的措施、浇筑厚度和振捣密实情况。
2.灌注桩每道工序应连续施工。钢筋笼放入泥浆后，必须在4小时内浇筑混凝土。
3.灌浆后，桩顶应高出设计标高0.50米。灌注桩的实际混凝土灌注量不应小于计算体积。
4、浇筑混凝土时，同一配比的试块，每班不得少于1组；泥浆护壁钻孔灌注桩不应少于1组。
5、混凝土灌注桩的质量检验标准应符合规定。
表:混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准
图:混凝土灌注桩质量检验标准
2.5.4施工验收资料
桩基施工验收应包括以下内容:
(1)工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单和材料代用通知单等。
(2)经批准的施工组织设计、施工方案及实施过程中的变更。
(3)桩位测量图，包括检查工程桩线的签证表格。
(4)桩孔、钢筋、混凝土工程的隐蔽施工记录，各分项工程的质量检查验收单和施工记录。
(5)桩质量检验报告。
(6)单桩承载力试验报告。
(7)基坑开挖至设计标高时的桩位和桩顶标高竣工图。
2.5.5桩基工程安全技术
(1)桩基工程施工区域应进行封闭管理。进入现场的各类施工人员必须接受安全教育，严格按照操作规程进行施工，服从命令，坚守岗位，集中精力操作。
(2)根据不同类型桩的施工特点和不安全因素，制定可靠的安全措施并严格执行。
(3)加强对危险区域和机器(冲击锤打桩机、人工挖孔周围、桩架下)的巡视检查。当出现危险或异常情况时，应立即停止施工并及时报告，待有关人员查明原因、消除危险或加固后，方可继续施工。
(4)打桩过程中，停放面的泥土可能会被挤压、隆起或下陷，应随时调整打桩机械和桩架，以保持稳定，防止发生事故。
(5)加强机械设备的维护和管理，机电设备应有防漏电装置。
三。溶洞处理方案
岩溶地区钻孔桩施工的关键是如何保证成孔过程中不漏浆，或有漏浆但不塌孔，以保证顺利成孔成桩，满足承载力要求。施工时要根据设计提供的地质钻孔柱状图来判断岩溶地层，做到心中有数，防患于未然。因此，根据腐蚀的发展、空洞的大小和溶洞的充填情况，桩基施工采用常规的泥浆护壁法，向孔内抛片石，回填贫混凝土，压力灌浆，钢护筒跟进。
3.1片石回填
施工采用常规成孔方法。钻穿溶洞漏浆时，反复放入黄土、片石，靠钻头的冲击挤入溶洞、裂隙中，还可加入水泥、烧碱、锯末，增加孔壁的自稳能力。
1.混合比例为片石的有效利用，片石与粘土的比例为3: 7，混合比例为每米2包。木屑混合时，混合比例为10%粘土。
2.拌和方法片石采用强度≥30Mpa的花岗岩或石灰岩，石料粒径为15-50 cm。
添加粘土时，最好包装后放入水泥袋中。整袋是放置水泥的最佳方式。
拌和方法为:间隔分层拌和片石、泥包和水泥或锯末(如有)，回填高度为洞顶以上1m。
3.施工注意事项:密切注意钻机的工作情况、周围地表沉降和套管内水位的变化，防止出现异常情况和漏浆，并立即处理。
根据地质柱状图，在接近溶洞时经常观察检查，通过握主绳的手感、钻头撞击岩层的声音、提取的岩样判断是否接近岩溶地层。
接近岩溶时，主绳的松绳量应为1-2 cm，防止穿入岩壳时卡住。
钻遇岩溶地层上壳时，一旦漏浆，应及时放入粘土块和片石，并补充水分，以保持孔内水位较高。
3.2贫混凝土回填
施工采用常规成孔方法。钻穿溶洞漏浆或遇到倾斜岩面时，用低标号混凝土填充，间隔一定时间后，用冲击钻孔成孔。
C20贫混凝土通常用于1，混凝土标号和配合比同混凝土标号。为了尽快提高混凝土强度，节省施工时间，需要在混凝土中加入一定的早强剂来提高贫混凝土的早期强度。
2、对于倾斜岩面的加高方法，为了纠正孔位，回填贫混凝土应与倾斜岩面的顶面齐平，对于溶洞，回填顶面高出溶洞顶板50cm。
3.施工注意事项:回填48h后，回填混凝土强度达到70%后，方可重新钻孔。
3.3灌浆加固
注浆法是通过设计院提供的地质勘察资料，对钻孔桩穿过的溶洞进行填充加固的一种方法。该方法是处理大型溶洞的一种非常有效的措施。
1、灌浆孔布置根据设计院提供的设计资料，先找出最大的溶洞。如果洞穴是连通的洞穴，只有最大的洞穴需要灌浆加固。此外，钻灌浆孔也是对地质条件的进一步勘探，通过取芯查明洞穴的高度和填充物的细节。
2.灌浆压力由灌浆泵灌浆控制，灌浆压力不宜过高，宜控制在0.5-1.0 MPa范围内。具体压力值由现场试验确定。注浆速度为15-20L/min，其目的是使浆液渗入填料(包括注入的砂或碎石)后固结，最小渗透直径定为3.0m，以保证钻孔时有足够的固结体。灌浆时，灌浆管必须插入填料底部，然后边灌浆边慢慢提起。提管速度不能太快。根据注浆速度，渗透半径应控制在允许范围内。水泥浆选用32.5级水泥，水泥配合比为水:水泥= 0.8: 1.0。如果需要水泥砂浆，配合比为水:水泥:砂= 1: 1: 0.8。如果需要双液浆，水玻璃的用量根据现场试验确定。
3.注浆施工中的注意事项为了防止浆液流失过多而造成浪费，采用间歇注浆，使注入的浆液与砂(或砾石)在注浆前初步胶结，反复注浆，直至达到规定的最小注浆量和注浆压力控制值。注入一个孔后，继续注入剩余的孔，后注入的压力一定要加大，最后封孔。灌浆顺序由现场控制。
四。摘要
1)桩基础是一种常用的深基础形式。当天然地基上的浅基础沉降过大或地基承载力不能满足设计要求时，应采用桩基础。显然，工程地质勘察是桩基设计和施工的重要依据。
2)灌注桩施工包括钻孔、钢筋笼制作安装、清孔、混凝土浇筑等。成桩过程复杂，湿作业成孔成桩速度慢，其成桩质量与施工质量密切相关，难以直观检查成桩质量。在灌注桩施工方案中，应认真分析质量事故，并采取相应的预防措施。
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