溶洞建筑石材
1、岩溶发育区溶洞概述
从性质上来说溶洞主要分为四种类型,分别是空溶洞、多层溶洞、大型溶洞、有充填物溶洞,其中全填充和半填充的溶洞数量最多,这种类型的溶洞填充物主要有砂砾、碎石、卵石、淤泥质土以及粘土等,大型的溶洞高度基本在 3 m 左右,而填充物溶洞高度最高能够达到 27 m,多层溶洞的高度最小。在具体的溶洞建筑基础工程施工过程中,例如岩溶发育地区溶洞周围钻孔灌注桩施工工程,通常需要根据不同的溶洞类型使用不同的方案,例如回填素混凝土、压力注浆以及钢护筒跟进等。
2、岩溶发育区溶洞回填填充处理方法
回填填充法通常适合规模较小的岩溶溶洞,使用这种方法填充溶洞,具体的填充物需要根据溶洞的实际状况来确定,下面介绍几种不同类型的回填方法。
2. 1、片石回填法
使用正常的钻孔施工方法,溶洞被钻穿之后,开始投入片石或者黄土,之后使用钻头冲击将片石和黄土挤压到岩溶裂缝中,同时还可以掺入少量的水泥、锯末或者是烧碱,这样能够提高钻孔孔壁的稳定能力,这种方法通常适用于高度小于 3 m 的溶洞,加之基本没有填充物,所以施工方法比较简单。( 1)片石回填物使用比例。总的原则是提高片石的使用效率,所以片石和黏土的比例一般为 3∶7,如果需要掺入水泥,比例是 2 包/m,锯末和粘土比例是 1∶9;( 2) 片石回填物掺入方法。片石选择石灰岩( 强度≥30 MPa) ,石块粒径 20 cm 左右即可,粘土使用水泥袋包装,然后进行投放,通常整袋投放最佳,将片石和装有粘土的水泥袋分层间隔掺加,以溶洞顶板为标高,回填高度要高于顶板 1 m; ( 3) 隧道建筑工程片石回填法施工注意事项。
钻机工作过程中要注意周围地表沉降以及护筒内水位变动,避免出现漏浆现象,同时根据周围地质图,在接近溶洞时要加强观察,以抽取的岩石样本为依据来判断是否接近地层,在接近岩溶地层的时候主绳松绳2 cm 左右,避免在穿过岩壳时出现卡钻现象,岩溶地层上壳钻穿之后如果出现漏浆现象要及时投放粘土块和片石,并且要及时加水,保持水位高度。
2. 2、素混凝土回填
这种方法适用于中小型溶洞,不论是否有填充物都不受影响,施工方法比较简单,但是相对于大型溶洞,其造价比较高,使用正常的钻孔方法,一旦溶洞出现漏浆现象或者倾斜岩面状况,就要使用低标号的混凝土进行回填,之后间隔一段时间,然后使用冲击钻钻孔。( 1) 素混凝土回填混凝土标号以及比例。这种方法通常使用 C20 素混凝土,也可以使用C15 或 C10 标号的混凝土,并且可以在混凝土中加入少量早强剂,这样能够提高混凝土初期强度,节省大量的施工时间。( 2) 掺入方法。针对有倾斜角度的岩石层表面,为了能够更好的矫正钻孔空位,通常需要与倾斜岩面平齐,溶洞处的回填顶层要高于顶板 50 cm。
2. 3、注浆加固回填法
这种方法通常适合高度 <1 m 或多层溶洞类型的溶洞,对于有填充物的溶洞也可以使用此方法,但是施工造价相对较高。注浆加固法就是通过对照特定地区地质柱状图,对桩穿过的溶洞使用这种方法。
( 1) 注浆加固法注浆孔的布置。参照地区地形以及钻孔柱状图,找到该地区最大的溶洞,如果是连通性的溶洞,只需要找到最大的溶洞,然后进行注浆加固即可; ( 2) 压力控制。使用这种方法进行注浆的过程中,压力不应太大,通常压力控制在 1. 0 MPa 左右,具体的数值需要根据施工现场试验结果而定,灌浆速度保持在 20 L/min,如此能够保证浆液顺利渗透到填充物中,更快的凝固,浆液渗透的最小直径为3 m,浆液渗透过程中必须使用注浆管插到填充物最底层,在注浆过程中注浆管要缓慢拉起; ( 3) 隧道建筑基础工程施工注意事项。使用间歇性注浆的方法,避免浆液浪费,同时注入的浆液和碎石达到凝结之后再开始注浆,循环多次,指导满足规定的注入数量,有顺序的对不同孔洞进行注浆,后面注浆的孔洞压力要逐渐调高,最后进行封孔。
2. 4、钢护筒跟进加固
使用这种方法在冲孔过程中要配合接钢护筒,同时将钢护筒压到钻孔内部,钢护筒的选择: 首先内护筒的长度及直径通常有一定规定,护筒长度 L =( h + H) ,其中 h 是超前钻确定的溶洞高度; H 是溶洞顶部到地面高度加上 30 cm 之后的距离。使用单层护筒内直径要比桩直径长 10 cm,使用多层护筒最内层的护筒内径要比桩直径长 10 cm,完成护筒内径比内层护筒直径长 10 cm。使用钢护筒其孔径必须准确,在跟进加固时护筒连接一定要保持顺畅,使用卷扬机来固定成型,钢护筒的选择要保证一定刚度,单个大型溶洞需要使用单层护筒跟进加固,两个大型溶洞要使用双层护筒进行跟进加固。使用冲击钻钢护筒跟进加固施工过程中,考虑到隧道建筑基础性能,要充分利用冲击钻性能,发挥扩孔作用,保证钢护筒能够顺利下沉,冲击钻钻头直径要比钢护筒外径长 4 cm 左右,钢护筒安置到位之后,冲击钻钻头直径要根据成孔要求进行适当调整。
3、结 语
溶洞回填要根据不同地形和溶洞特点选择更加合适的方法,在具体施工过程中要考虑到各种方法的经济性,及时根据现场状况作出调整。
参考文献:
[1]胡晓. 岩溶发育区域钻孔灌桩的施工[J]. 中华民居( 下旬刊) ,2012,( 5) .
[2]黄涛,喻国安,万凯军. 强岩溶发育区确定桩端持力体的基本方法[J]. 土工基础,2013,( 2)
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