一种溶洞处理方法与流程

1.本发明涉及桩基工程中的溶洞处理技术领域，尤其是涉及一种溶洞处理方法。


背景技术：

2.灌注桩施工时溶洞的出现会造成漏浆、塌孔等严重事故，对项目的成本和工期造成较大影响，因此岩溶地区溶洞桩基的处理技术在整体施工过程中尤为重要。在挖穿桩底溶洞顶部发生漏浆时，现有的溶洞现场处理方法大多为进行回填操作，在回填至一定高度再重新进行冲孔作业。然而此种工法难以有效填充大型溶洞，挤密形成的护臂较为薄弱，后续冲孔至该溶洞高程处仍可能发生严重漏浆。
3.采用注浆的方法处理溶洞，但对于埋深较大且顶部坚硬的溶洞可实施性小。尤其对于透水性的溶洞，一次灌浆到位会造成大量浆液外流，不利于成本控制，且注浆后溶洞的整体性和稳定性难以达到要求，按照规范无法充当桩端持力层。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，本发明提供了一种溶洞处理方法，采用在孔内预埋注浆管、插入溶洞、配置速凝水泥浆液、一次常压灌注、等待浆液凝结、二次加压劈灌和拔管继续作业等操作。
5.本发明的上述技术目的将通过以下所述的技术方案予以实现。
6.一种溶洞处理方法，包括如下步骤：
7.s1.在对所述溶洞进行钻孔过程中形成的孔发生漏浆时，对所述形成的孔堵漏并插入注浆管；
8.s2.待所述形成的孔的孔内液面稳定后，施力使所述注浆管贯入所述溶洞；
9.s3.配置灌浆浆液，对所述形成的孔进行灌浆，满足预设条件时停止灌浆作业；
10.s4.取出所述注浆管，继续进行钻孔作业。
11.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤s1中对所述形成的孔堵漏采用的堵漏材料包括黏土、片石、碎石和袋装水泥中的一种或数种组合。
12.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤s3配置的灌浆浆液包括水泥浆液和速凝防水剂。
13.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述注浆管内设置有速凝管道，所述速凝防水剂经所述速凝管道输送，所述水泥浆液经所述注浆管与所述速凝管的管间通道输送。
14.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤s3中对所述形成的孔进行灌浆，满足预设条件时停止灌浆作业具体包括：
15.s31.对所述形成的孔进行一次灌浆，至压力达到第一阈值时停止；
16.s32.待所述溶洞内灌浆浆液凝结后进行二次灌浆，至压力达到第二阈值时停止；
17.其中，所述第一阈值不同于第二阈值。
18.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤s31具体为：一次灌浆的压力为2～3mpa，在灌浆量变小且压力保持在所述第一阈值时停止灌浆，等待10
‑
20min后进行二次灌浆。
19.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤s32具体为：所述二次灌浆的压力范围为5
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10mpa，灌浆的稳压时间为8
‑
12min。
20.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一阈值为2mpa，所述第二阈值为5mpa。
21.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在所述步骤s32之前还包括：在所述一次灌浆停止后，将所述注浆管内的残余浆液排出。
22.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述将所述注浆管内的残余浆液排出，具体为：向所述管间通道和独立管道中通入少量水，将所述注浆管内的残余水泥浆液和速凝防水剂排出，并使水填充所述注浆管，防止所述注浆管和独立管道内部堵塞，等待所述溶洞内的水泥浆液凝结。
23.本发明的有益技术效果
24.本发明实施例提供的溶洞处理方法，包括在对所述溶洞进行钻孔过程中形成的孔发生漏浆时，对所述孔堵漏并插入注浆管；待所述孔内液面稳定后，施力使所述注浆管贯入所述溶洞；配制灌浆浆液；对所述孔进行一次灌浆，至压力达到第一阈值时停止；待所述溶洞内浆液凝结后进行二次灌浆，至压力达到第二阈值时停止；取出所述注浆管，继续进行钻孔作业。本发明通过在挖穿溶洞顶部堵漏时预埋插入注浆管的方式进行溶洞注浆，避开前期预注浆的挖孔成本，以直接且根本的方式进行溶洞加固，防止再次冲孔时护臂破裂造成漏浆塌孔，通过快凝速注二次灌浆的方法，待一次灌注对溶洞的孔隙形成一定程度的添堵后再二次加压灌注，能够有效避免浆液的流失，节约灌注成本，且通过劈裂形成水泥骨架，加固溶洞土体，使其满足桩端持力层的要求。
附图说明
25.以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：
26.图1为本发明的实施例方法的流程示意图；
27.图2为本发明的实施例方法进行溶洞灌注时的示意图；
28.图3为本发明的方法的注浆管结构示意图。
29.图中：1、注浆管；2、抛填层；3、溶洞；4、水泥浆液通道；5、速凝剂通道；6、单项止浆阀。
具体实施方式
30.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
31.如图1所示，本发明的溶洞处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
32.步骤一.在对所述溶洞进行钻孔过程中形成的孔发生漏浆时，对所述形成的孔堵漏并插入注浆管；
33.步骤二.待所述形成的孔的孔内液面稳定后，施力使所述注浆管贯入所述溶洞；
34.步骤三.配置灌浆浆液，对所述形成的孔进行灌浆，满足预设条件时停止灌浆作业；
35.步骤四.取出所述注浆管，继续进行钻孔作业。
36.优选地，所述步骤三中对所述形成的孔进行灌浆，满足预设条件时停止灌浆作业具体包括：
37.步骤三一.对所述形成的孔进行一次灌浆，至压力达到第一阈值时停止；
38.步骤三二.待所述溶洞内灌浆浆液凝结后进行二次灌浆，至压力达到第二阈值时停止；
39.其中，所述第一阈值不同于第二阈值。
40.具体处理过程如下：
41.(1)孔内预埋注浆管1：如图1，在对溶洞3进行钻孔过程中形成的孔发生漏浆时，先采用回填筑壁的方法，向孔内抛填堵漏材料2，堵漏材料2包括黏土、片石、碎石和袋装水泥中的一种或数种组合，必要时采用堵漏材料2对孔进行反复的回填冲击，使钻孔内部形成稳定的泥浆护壁，减缓孔内的漏浆现象，该步骤是对漏浆钻孔进行初步堵漏，待漏浆状况减缓后沿孔壁垂直插入预埋注浆管1，并继续抛填堵漏材料2，以完成注浆管的预埋处理，实现注浆管1的孔内加固。该步骤首先利用堵漏材料的回填筑壁减缓孔内漏浆现象，之后借助堵漏材料对注浆管1进行孔内初步固定预埋。
42.(2)注浆管1插入溶洞3：待孔内停止漏浆，其中的孔内液面稳定后，于钻孔口处将注浆管孔外上端部部分，采用十字绑扎固定注浆管1，该操作是为在水平方向固定注浆管，使注浆管保持垂直，防止发生偏移，使用吊车锤击注浆管1的上端部使其贯入溶洞3顶部，贯入指定位置后加以固定，注浆管1的底端部做尖端处理，内部安装单向止浆阀6，采用该单向止浆阀6控制漏浆的速度或速率，该步骤为了使注浆管贯入溶洞空洞区，实现溶洞的固浆充填。
43.(3)配置配制灌浆浆液，灌浆浆液包括水泥浆液和速凝防水剂，包括分别配置所需水泥浆液和速凝防水剂。水泥浆液采用p.o32.5普通硅酸盐水泥，水灰比w/c＝0.8，可根据实际工程情况和成本要求进行调整，掺加黏土泥浆等，速凝防水剂于使用前现场配置，其配置为掺有四矾的速凝防水剂，由注浆管1内的一根独立管道5单独输送，在注浆管1的下端部与水泥浆液混合，迅速掺入均匀，所述注浆管1内的独立管道5作为速凝管道，所述速凝防水剂经该独立管道5输送，所述水泥浆液经所述注浆管1与所述独立管道5之间的水泥浆液通道进行输送，为防止速凝防水剂与水泥浆液在输送过程中发生混合凝固现象，故采用分别输送的方法，使其在实际作用的溶洞区混合；
44.(4)一次常压灌注：对所述形成的孔进行一次灌浆，至压力达到2mpa时停止；灌注的常压压力设置为2～3mpa，使水泥浆液由水泥浆液通道4渗入溶洞3内的空隙中，但不至于大量渗出到其串联通道造成流失，待灌浆浆液量变小且压力保持在第一阈值时停止灌注，第一阈值为2mpa，此时内外浆液压力差值达到稳定，内外压达到稳态，水泥浆液充填效果达到最佳，静等10
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20min，本发明中优选15min，使灌注的水泥浆液扩散达到初步凝结。
45.(5)通管待凝：在前述的常压灌注停止后，向水泥浆液通道4和独立管道5中通入少量水，将注浆管1内的残余水泥浆液和速凝防水剂排出，并使水填充注浆管1，防止注浆管1
和独立管道5内部堵塞，等待溶洞3内的水泥浆液凝结。
46.(6)二次加压劈灌：待水泥浆液凝结20
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30min后，进行二次加压灌注，二次加压灌注的压力控制在5
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10mpa，至压力达到第二阈值时停止，本发明中第二阈值为5mpa，浆液的扩散能力与灌浆压力的大小密切相关，灌浆压力提高，可增大浆液扩散半径，增加可灌性。但是，灌浆压力太大，将有可能导致土洞周围地基土层的破坏，降低承载力，或者转变成劈裂灌浆，造成不必要的浪费；若灌浆压力太小，又不能灌满土洞内充填物的孔隙，降低处理效果，本发明为使灌注区先形成劈裂水泥骨架，设置压力在5
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10mpa为效果最优区间。在上述压力下将水泥浆等浆液注入桩端地层，压力稳定8
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12min，使浆液达到最佳扩散效果，劈裂形成的水泥骨架形成空隙填充支撑骨架网，整体加固软弱地基，提高承载力。
47.(7)拔注浆管1继续作业：完成二次灌注后从所述孔中提出注浆管1，待水泥浆液发展到一定程度强度后，溶洞问题处理得到解决，即可继续桩基础钻孔作业。
48.上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本发明所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求书的保护范围内。