强透水岩溶地层大直径人工挖孔基桩止水方法技术

本发明专利技术提供一种强透水岩溶地层大直径人工挖孔基桩止水方法，沿桥墩承台临河侧钻设至少一排注浆孔，采用注浆管向每个注浆孔内压注化学浆液，截断桩外水系与基桩的连通；环绕每根桩基周围再钻设多个注浆孔并注浆；桩基挖孔施工过程中，对孔壁出现的裂隙水，采用木楔子、钢筋结合棉絮或海带进行插打封堵；对护壁和护壁的接头处出现渗水现象，采用高压化学注浆对渗水处进行堵漏；同时在桩孔内设置多台大功率潜水泵抽水，在孔内出现积水时，边抽水边施工。本发明专利技术能确保干孔浇筑基桩混凝土，保证成桩质量。

Water Stopping Method of Large Diameter Manual Excavation Pile in Strong Permeable Karst Stratum

The invention provides a method for sealing water of large-diameter manual excavation pile in strong permeable karst stratum, drilling at least a row of grouting holes along the river side of pier cap, using grouting pipe to inject chemical grouting fluid into each grouting hole, cutting off the connection between water system outside the pile and the foundation pile, drilling multiple grouting holes around each pile foundation and grouting, and cracks in the hole wall during pile foundation excavation construction. Water is plugged by wood wedge, steel bar and cotton wool or seaweed; water seepage occurs at the joints of retaining wall and retaining wall, and leakage is plugged by high-pressure chemical grouting; at the same time, a number of high-power submersible pumps are set up in the pile hole to pump water, and when water accumulates in the hole, water is pumped while construction is carried out. The invention can ensure the dry hole pouring foundation pile concrete and the quality of the pile.

【技术实现步骤摘要】
强透水岩溶地层大直径人工挖孔基桩止水方法
本专利技术属于桥梁基础工程施工领域，涉及一种强透水岩溶地层大直径人工挖孔基桩止水方法。
技术介绍
岩溶地貌主要由岩盐、石膏、石灰岩等可溶性岩层组成，因常年受地下水流的侵蚀而逐渐形成溶蚀的沟槽或溶洞，地下水丰富，在跨河流、峡谷等富水工程环境下，甚至和附近的江河连通。在岩溶地区进行桥梁桩基施工，经常会遇到强透水现象，对桩基正常施工造成极大的不利影响。目前，缺乏在强透水岩溶区域桩基施工尚无成熟的止水经验和方法，在施工中遇到强透水现象时，一般是对透水处临时封堵止水，配合大功率排水泵，但止水效果往往不理想，无法提供干孔浇筑桩基混凝土环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对岩溶地区桩基施工中遇到的强透水问题，提供一种行之有效的强止水方法，为此类地区桩基施工提供借鉴。本专利技术的技术方案如下：一种强透水岩溶地层大直径人工挖孔基桩止水方法，其特征在于：(1)帷幕注浆：所述帷幕注浆是沿桥墩承台临河侧钻设至少一排注浆孔，采用注浆管向每个注浆孔内压注化学浆液，浆液挤出溶洞侧壁岩缝中的水，使得溶洞侧壁裂隙、溶洞和河水连通部位被具有一定强度的浆体充填密实，并与岩体固结成一体，形成止水帷幕，截断桩外水系与基桩的连通；(2)孔周压浆：环绕每根桩基周围再钻设多个注浆孔，向注浆孔内压浆；钻孔和压浆工艺与上述帷幕注浆相同；(3)裂隙水处理：帷幕注浆和孔周压浆孔后，开始桩基挖孔施工；施工过程中，对孔壁出现的裂隙水，采用木楔子、钢筋结合棉絮或海带进行插打封堵；(4)护壁渗水处理：在护壁和护壁的接头处出现渗水现象使，采用高压化学注浆对渗水处进行堵漏；(5)孔内水泵抽水：在桩孔内设置多台大功率潜水泵抽水，在孔内出现积水时，边抽水边施工，保持孔底无水施工环境。本专利技术提供了一种适合透水岩溶地区超过4m大直径基桩施工成熟可靠的止水工艺，在挖孔前对岩溶地层进行预处理，包括帷幕注浆和孔周压浆；还提供了挖孔施工过程突发情况的处理工艺，能确保干孔浇筑基桩混凝土，保证成桩质量。我国岩溶发育地域分布十分广阔，西南地区，华南地区，东北辽宁等地存在大面积的岩溶地层，因此本专利技术适用范围较广。附图说明图1是本专利技术的注浆孔布设方式示意图。具体实施方式以下结合一具体实施例，对本专利技术的方法具体说明。申请人施工的某特大桥靠近三峡库区，由于主墩桥位处土体松散、透水性强、临江地质裂隙发育；桩基施工后期受三峡蓄水影响很大，使得桩基施工中桩基透水十分严重。申请人结合施工过程中的经验，并进一步研究，总结出采用本专利技术的方法施工，并在后期的桩基施工中运用，取得了较好效果。具体实施方式如下：(1)首先对施工平台沿江边进行帷幕注浆。如图1所示，所述帷幕注浆是沿桥墩承台1临河侧钻设至少一排注浆孔2。采用注浆管向每个注浆孔内压注化学浆液，浆液挤出溶洞侧壁岩缝中的水，使得溶洞侧壁裂隙、溶洞和河水连通部位被具有一定强度的浆体充填密实，并与岩体固结成一体，形成止水帷幕，截断桩外水系与基桩的连通。注浆孔排数根据具体施工止水效果而定，本实施例中设置了两排。将注浆孔布置在桩基外围靠近江面3一侧，两排注浆帷幕平面形态均呈“)”型，半环绕承台，可以有效截断地下水与挖孔桩之间的通道。(2)如图1中所示，环绕每根桩基4周围再钻设多个注浆孔，向注浆孔内压浆；钻孔和压浆工艺与上述帷幕注浆相同。由于两岸主墩靠近江面，且地表土均为堆积土，渗水严重，为了保证注浆起到良好效果，注浆孔形式采用短间距单排孔布置，设置注浆孔时，承台临河侧的注浆孔，以及环绕每根桩基的注浆孔，孔间距为35cm，孔径为110mm，孔深进入地下完整基岩最少1米，孔斜不超过0.4m，以防止孔壁坍塌。化学注浆采用水灰比0.36的浆液。具体配比如下表：材料水泥水膨胀剂高效减水剂每m3用(Kg)1356488108.533.9注浆管可采用带孔眼的焊接钢管或无缝钢管(又称花管)。注浆管壁上有眼部分的长度应根据注浆孔的位置和注浆区域来确定，其余部分不钻眼，并用止浆塞将其隔开，使浆液只注入到有效区域。注浆前，先用注浆机泵压清水进行清孔，直到排浆管排出清水后，完成清孔。注浆孔注前要进行简易压水，主要了解岩层的渗透率，注后也要做简易压水，压力为80％的注浆压力。选取代表性孔进行注水试验，确定注浆前单位长度吸水量。注水试验完成后，开始注浆，按照先上游后下游，先无水孔后有水孔的原则进行。注浆压力一般为1.5倍水头以上，注浆压力范围下限为0.45MPa，上限为2MPa。每个注浆孔的注浆要达到设计注浆量或注浆结束条件。所述设计注浆量为：在设计注浆压力范围内，注浆孔吸浆量不大于0.4升/分钟时，再续注30分钟可结束；所述注浆结束条件为：注浆压力达到设计注浆压力上限。(3)帷幕注浆和孔周压浆孔后，开始桩基挖孔施工；施工过程中，孔壁经常会出现裂隙水。裂隙水出水点一般不会太大，长度从几公分到十几公分不等，宽度一般为几公分。但是，裂隙水存在一定压力，出水口的流速比较大。对于裂隙水的处理，可采用木楔子、钢筋结合棉絮和海带进行插打封堵。海带吸水膨胀后可以将裂隙胀满，逐渐把水堵住。这种方法取材方便、简单可行，而且止水效果比较好。(4)护壁渗水处理：挖孔桩施工中，浇筑护壁时经常出现掉模或者护壁浇筑质量不过关的现象。在地下水比较丰富的地区，就容易在护壁和护壁的接头处出现渗水现象，当孔壁四周的水压较大时，也会对桩基施工质量造成较大影响。出现这种情况时，采用木楔子、钢筋结合棉絮和海带的方法进行封堵的效果不太理想；采用堵漏网并结合混凝土的办法堵水时，由于凝固速度相对较慢，作用也十分有限。此时，可采用高压化学注浆进行堵漏，化学注浆成分与上述注浆孔注浆相同。(5)孔内水泵抽水：施工过程中，因降雨等原因会导致江水水位上涨，使桩孔内外水头差过大，孔壁透水，造成孔内积水。为保证正常施工，可在桩孔内设置多台大功率潜水泵抽水，在孔内出现积水时，边抽水边施工。本实施例中，在孔内安放了多台18.5KW、22.5KW的大功率潜水泵进行抽水，边抽水边施工，以保持孔底无水施工环境。本实施例的大桥位于三峡库区，三峡大坝9月上旬开始蓄水，9月底桥位区水位为165m，10月10日桥位区水位达到175m，而桩基施工平台标高为166.5m。为了保证在三峡蓄水期间仍能进行桩基施工，在承台处设置了钢筋混凝土套箱，保证施工不受外部水位升高影响。另外，本实施例中在一桩基施工过程中，桩孔侧壁出现一0.8m×1m的小型溶洞，本专利技术采用了“立模+灌注C30水下早强速凝混凝土”的方法成功封堵了溶洞，具体处置过程如下：a.向溶洞内塞入一根2m长混凝土输送泵管，通过弯头将泵管接出孔外并和泵车相接。b.利用护壁模板，在溶洞口处立模并加固。c.准备工作完成后，向溶洞内泵送C30水下早强速凝混凝土。d.等强3天后，拆除模板，该溶洞被成功封堵。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强透水岩溶地层大直径人工挖孔基桩止水方法，其特征在于：(1)帷幕注浆：所述帷幕注浆是沿桥墩承台临河侧钻设至少一排注浆孔，采用注浆管向每个注浆孔内压注化学浆液，浆液挤出溶洞侧壁岩缝中的水，使得溶洞侧壁裂隙、溶洞和河水连通部位被具有一定强度的浆体充填密实，并与岩体固结成一体，形成止水帷幕，截断桩外水系与基桩的连通；(2)孔周压浆：环绕每根桩基周围再钻设多个注浆孔，向注浆孔内压浆；钻孔和压浆工艺与上述帷幕注浆相同；(3)裂隙水处理：帷幕注浆和孔周压浆孔后，开始桩基挖孔施工；施工过程中，对孔壁出现的裂隙水，采用木楔子、钢筋结合棉絮或海带进行插打封堵；(4)护壁渗水处理：在护壁和护壁的接头处出现渗水现象时，采用高压化学注浆对渗水处进行堵漏；(5)孔内水泵抽水：在桩孔内设置多台大功率潜水泵抽水，在孔内出现积水时，边抽水边施工，保持孔底无水施工环境。

【技术特征摘要】
1.一种强透水岩溶地层大直径人工挖孔基桩止水方法，其特征在于：(1)帷幕注浆：所述帷幕注浆是沿桥墩承台临河侧钻设至少一排注浆孔，采用注浆管向每个注浆孔内压注化学浆液，浆液挤出溶洞侧壁岩缝中的水，使得溶洞侧壁裂隙、溶洞和河水连通部位被具有一定强度的浆体充填密实，并与岩体固结成一体，形成止水帷幕，截断桩外水系与基桩的连通；(2)孔周压浆：环绕每根桩基周围再钻设多个注浆孔，向注浆孔内压浆；钻孔和压浆工艺与上述帷幕注浆相同；(3)裂隙水处理：帷幕注浆和孔周压浆孔后，开始桩基挖孔施工；施工过程中，对孔壁出现的裂隙水，采用木楔子、钢筋结合棉絮或海带进行插打封堵；(4)护壁渗水处理：在护壁和护壁的接头处出现渗水现象时，采用高压化学注浆对渗水处进行堵漏；(5)孔内水泵抽水：在桩孔内设置多台大功率潜水泵抽水，在孔内出现积水时，边抽水边施工，保持孔底无水施工环境。2.根据权利要求1所述的强透水岩溶地层大直径人工挖孔基桩止水方法，其特征在于：桩基挖孔施工过程中，当桩孔壁出现小型溶洞时，采用以下方法处理：a.向溶洞内塞入一根2m长混凝土输送泵管，通过弯头将泵管接出孔外并和泵车相接；b.利用桩孔护壁模板在溶洞口处立模并加固；c.向溶洞内泵送C30水下早强速凝混凝土；d.等强3天后，拆除模板，完成溶洞封堵。3.根据权利要求1所述的强透水岩溶地层大直径人工挖孔基桩止水方法，其特征在于：承台临河侧的帷幕注浆孔设置成“)”型，半环绕承台。4.根据权利要求1所述的强透水岩溶地层大直径人工挖孔基桩止水方法，其特征在于：承台临河侧的注浆孔，以及环绕每根桩基的注浆孔，孔间距为35cm...

【专利技术属性】
技术研发人员：张铮，田连民，侯兆隆，朱丹丹，张雨宾，邱伟超，刘志峰，
申请(专利权)人：中交路桥建设有限公司，中交路桥华北工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11