一种溶洞区钻孔灌注桩施工方法

技术领域

本申请涉及钻孔灌注桩施工技术的领域，尤其是涉及一种溶洞区钻孔灌注桩施工方法。

背景技术

钻孔灌注桩施工过程中，会因遇到地下溶洞导致漏浆、塌孔，造成废孔，一次性成孔率低，需要重新回填钻孔，甚至桩位需要进行变更，影响现场施工进度。

相关技术中，常规的钻孔灌注桩施工工艺，采用正循环工艺（正循环成孔，正循环清孔）或反循环工艺（反循环成孔，反循环清孔）。桩位地位放线完成后，埋设护筒（护筒长2米），钻头采用常规合金钻头。

在施工区域存在地下溶洞层时，成孔过程中，需穿越溶洞层，会造成漏浆，泥浆液面突降，最终塌孔。而护筒防护范围仅2米左右，达不到防止塌孔的作用。溶洞中含有溶洞填充物，多为碎岩，多数碎岩局部凸出位于桩孔内，常规合金钻头，在穿越溶洞层时，遇到凸出碎岩，极易发生偏钻、卡钻，导致成孔质量不符合要求，甚至无法成孔。

针对上述中的相关技术，申请人钻孔灌注桩的施工工艺进行了改进，提供了一种溶洞区钻孔灌注桩施工方法。

发明内容

为了提高溶洞去钻孔灌注桩的成孔率，本申请提供一种溶洞区钻孔灌注桩施工方法,具有成孔率高、成功质量好的效果。

本申请提供的一种溶洞区钻孔灌注桩施工方法采用如下的技术方案：

一种溶洞区钻孔灌注桩施工方法，包括：步骤一，施工现场调查，准备长度为L1的护筒，L1大于10M；步骤二，桩位放线定位，放置护筒；步骤三，正循环成孔，放置钢筋笼；步骤四，反循环清孔，混凝土浇筑。

通过采用上述技术方案，通过采用长度为L1的护筒，将易塌陷区域都用护筒支护起来，有效防止塌孔，提高一次成孔率，保证施工现场的施工进度。钻孔过程中，遇到溶洞后，泥浆会快速泄漏，造成钻孔内的泥浆液位骤降，钻孔顶部会缺少泥浆的侧向力支撑，钻孔顶部变的极易发生塌孔，地下溶洞不会无限量的吸收泥浆，泥浆填充溶洞后，钻孔内的泥浆就不会继续下落，护筒长度设置的大于10M时，对地下10M或是更深的区域进行支护，泥浆骤降后缺少泥浆侧向力支撑的区域受到护筒支护，不会发生塌孔。溶洞区易塌孔，且穿越溶洞层会产生大量碎岩沉渣，在此环境下，对泥浆护壁、成孔效果以及清孔效果的要求都比较高，采用正循环成孔工艺，能有效的保证泥浆护壁效果，保证成孔质量，采用反循环清孔工艺，能有效保证清渣效果，保证桩底成渣厚度满足规范要求。

可选的，步骤二中，采用旋挖钻机进行引孔，放置护筒。

通过采用上述技术方案，依据塌孔最深位置设定长度的护筒，护筒长度较常规护筒长很多，采用旋挖钻机进行引孔，不仅能快速成孔将护筒下放到位，还能代替步骤三正循环成孔来成孔部分深度，保证上部成孔质量加快施工进度。

可选的，步骤三中，正循环钻机配合牙轮钻进行成孔。

通过采用上述技术方案，牙轮钻头在钻压和钻柱旋转作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时产生一定的滑动而剪切碎岩，当牙轮在井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、压入地层，这个作用可以将岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，保证其在溶洞层中能持续钻进，达到最终孔深，同时能有效保证成孔垂直度。

可选的，S31，临近护筒位置准备泥浆池和沉淀池；S32，钻头下钻，用泥浆泵将泥浆泵入钻孔中，泥浆循环流动，将泥渣向上带入沉淀池中；S33，第一次清孔，钻头抬升一定高度，继续向钻孔中泵入泥浆，将钻孔内的泥渣向上带入沉淀池中；S34，移除钻头，下放钢筋笼。

通过采用上述技术方案，正循环钻孔工艺的泥浆护壁效果好，成孔质量较好。溶洞区易发生塌孔，对成孔质量要求很高，正循环钻孔工艺能够稳定的向钻孔内输送，钻到溶洞区时，泥浆流入溶洞中，造成钻孔内的泥浆突降，此时，泥浆泵正常向钻孔内输送泥浆，而由于泥浆液面降低，钻孔内的泥浆不会在回流到沉淀池，这有助于钻孔内的泥浆液面快速恢复，预防塌孔，保障成孔质量。而反循环钻孔工艺会不断抽吸钻孔内的泥浆，泥浆液位回复速度慢，无法保障成孔质量。

可选的，S32的钻孔过程中，发生泥浆液位骤降时，暂停钻头继续下潜，待泥浆液位恢复到正常高度后，再继续向下钻孔。

通过采用上述技术方案，待泥浆稳定后再进行钻孔，预防连续遇到溶洞，造成泥浆连续骤降。

可选的，步骤四包括：S41，向钻孔中插入导管；S42，第二次清孔，用泥浆泵将钻孔内的泥浆抽吸到沉淀池，并将钻孔内残留的泥渣抽吸走，泥浆池内泥浆流入钻孔内；S43，移除泥浆泵，灌注混凝土。

通过采用上述技术方案，反循环清孔工艺的清孔效果好。穿越溶洞层会产生大量碎岩沉渣，重量较大，正循环清孔是通过泥浆上升向上带动泥渣，无法可靠的清除钻孔内的泥渣；反循环清孔是通过泥浆泵抽吸钻孔底部泥浆，泥浆泵主动抽吸的方式能够更为彻底的清除钻孔底部的泥渣，保证桩底成渣厚度满足规范要求。

可选的，所述沉淀池和所述泥浆池之间开设泥浆槽连通；所述沉淀池和所述泥浆池分别开设两道泥浆槽与钻孔连通，连通钻孔的两道泥浆槽处设置有阻隔泥浆槽的隔板，隔板可装拆设置。

通过采用上述技术方案，正循环钻孔和反循环清孔的泥浆流动顺序不同，通过在泥浆槽中设置可装拆的隔板来分别适用泥浆的正循环和反循环流动。

可选的，L1为15M。

通过采用上述技术方案，15M的护筒，能够保障大部分工况下，在安全范围内填充满地下溶洞，预防因泥浆高度过低造成塌孔。

可选的，还包括：步骤五，浇筑完成24小时后，采用履带吊配合打拔机，拔出长护筒。

通过采用上述技术方案，拆除护筒，护筒可以周转使用，节约成本。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请提供的一种溶洞区钻孔灌注桩施工方法，通过长度大于10M的护筒对钻孔的顶部进行支护，进而在存在溶洞的情况下，遇到泥浆液位骤降时，钻孔的顶部不会因失去侧向支撑力发生塌孔，同时利用正循环成孔和反循环清孔两种工艺相配合，有效的保障成孔质量和清渣效果；

2.通过正循环钻机和牙轮钻的配合，更高效的在溶洞区域进行钻孔施工，同时能更好的保障钻孔质量；

3.通过设置两道泥浆槽分别连通钻孔和泥浆池、钻孔和沉淀池，并在泥浆槽内设置可装拆的隔板，控制泥浆的流通，以便切换正循环和反循环两种工艺；

4.将护筒设置为15M，虽然增加了一部分施工成本，但15M的护筒能够有效的保障绝大部分钻孔施工中不会发生塌孔，保证一次性成孔率。

附图说明

图1是本申请公开的一种溶洞区钻孔灌注桩施工方法流程示意图；

图2是本申请实施例中泥浆池和沉淀池布置示意图。

附图标记：1、护筒；2、沉淀池；3、泥浆池；4、泥浆槽；5、隔板。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种溶洞区钻孔灌注桩施工方法，参照图1，包括：

步骤一，施工现场调查，备长度为L1的护筒1。

在施工现场用常规钻孔灌注桩的施工工艺，收集发生塌孔的深度数据。根据现场调查，塌孔位置都在地下2米以下，地下15米以上，准备L1为15M的护筒1。

步骤二，桩位放线定位，采用旋挖钻机进行引孔，放置护筒1；

步骤三，正循环成孔，正循环钻机配合牙轮钻进行成孔，放置钢筋笼；

S31，临近护筒1位置准备泥浆池3和沉淀池2；参考图2，泥浆池3与沉淀池2之间、泥浆池3与护筒1所在孔之间、沉淀池2与护筒1所在孔之间均设置泥浆槽4相互连通，泥浆池3与护筒1所在孔之间、沉淀池2与护筒1说在孔之间的泥浆槽4内安装有阻隔泥浆的隔板5，隔板5插设在土体内隔断泥浆槽4。

S32，正循环钻机的钻头更换为牙轮钻，拆除沉淀池2与护筒1所在孔之间的隔板5，控制钻头下钻，用泥浆泵将泥浆池3内的泥浆泵入钻孔中，泥浆循环流动，泥浆自钻孔内涌出并经泥浆槽4流向沉淀池2，泥浆将钻下的泥渣向上带入沉淀池2中；钻孔过程中，发现泥浆液位骤降时，暂停钻头继续下潜，待泥浆液位恢复到正常高度后，再继续向下钻孔。

S33，第一次清孔，钻头抬升0.5M，继续向钻孔中泵入泥浆，将钻孔内的泥渣向上带入沉淀池2中。

S34，移除钻头，下放钢筋笼。

步骤四，反循环清孔，混凝土浇筑。

S41，向钻孔中插入导管。

S42，第二次清孔，用泥浆泵将钻孔内的泥浆抽吸到沉淀池2，并将钻孔内残留的泥渣抽吸走，泥浆池3内泥浆流入钻孔内。

S43，移除泥浆泵和抽吸管道，通过导管灌注混凝土。

步骤五，浇筑完成24小时后，采用履带吊配合打拔机，拔出长护筒1。

本申请实施例公开的一种溶洞区钻孔灌注桩施工方法的实施原理为：在溶洞区进行钻孔灌注桩施工时，若钻孔连通了溶洞，孔内的泥浆会快速的泄露到地下溶洞中，造成钻孔内的泥浆骤降，而这会令上部的孔结构突然缺失泥浆的侧向支撑力，从而引发塌孔。本申请通过使用非常规的超长15M护筒1，对可能因泥浆骤降而失去足够侧向支撑力的孔壁进行支撑，提供足够时间让泥浆恢复到安全高度，这样可以有效的提高依次成孔率。使用正循环钻孔和反循环清孔组合进行开孔，能够有效保障成孔质量，进而保障灌注桩的质量。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。