Lors du forage dans les zones karstiques, la boue est sujette aux fuites, entraînant une baisse soudaine du niveau de boue à l'intérieur du trou. Cela peut entraîner la défaillance du tubage et provoquer l'effondrement du trou de forage. Le matériau de remplissage dans les zones karstiques est lâche et s'est effondré, et si le volume de la zone karstique est trop important, cela peut facilement provoquer une surcharge importante du béton lors de l'injection. Si cela n'est pas traité correctement, cela peut entraîner des accidents tels que l'enfouissement de la foreuse, le coincement de la foreuse et l'enfouissement des tiges. Par conséquent, lors de la rencontre d'une zone karstique, chaque pieu doit avoir ses conditions géologiques, sa profondeur, sa hauteur et son type de matériau de remplissage méticuleusement enregistrés, et un plan de construction correspondant doit être formulé. Pour chaque plan de traitement, des calculs détaillés doivent être effectués. Dans le cas de grandes zones karstiques, le plan doit être examiné par l'ingénieur superviseur et l'unité de conception, clarifié et approuvé par le superviseur avant la mise en œuvre.

Selon la hauteur de la grotte karstique et l'état du matériau de remplissage dans la grotte, différentes méthodes de traitement sont adoptées pour la grotte karstique. Les principales sont : le jet, la consolidation par injection, la construction par injection de béton, la pose de tubage en acier, etc. Ce qui suit est une brève introduction du schéma de construction pour plusieurs formes de grotte karstique à titre de référence.

La grotte est de petite envergure

Si la hauteur est inférieure à 1 m, il n'y a pas de matériau de remplissage ou la grotte est remplie d'eau, si le trou s'effondre, injecter d'abord de l'eau dans le trou pour augmenter le niveau d'eau, puis mettre l'argile et les morceaux de pierre dans des sacs tissés et les couler au fond du trou. Le nombre de sacs de terre est déterminé en fonction de la quantité de fuite de boue, de sorte que la grotte soit remplie de matériau de remplissage et qu'un mur de protection soit formé, puis continuer la construction.

La hauteur de la grotte est de 1 à 3 m

La grotte est entièrement ou partiellement remplie. Lorsque le niveau de boue baisse rapidement, cela indique que la grotte a été connectée avec succès. Après avoir injecté de la boue à l'ouverture du trou, un sac d'argile est placé à l'avant du trou, suivi de l'ajout de sacs de ciment et de débris. Le trépan mélange le mélange à l'intérieur du trou pour former une pâte de ciment et un mur de gravier du côté est. Une fois que la pâte de ciment a initialement scellé les espaces entre les débris, elle est laissée sans être dérangée pendant 24 heures jusqu'à ce qu'elle atteigne le stade de prise initiale. À ce stade, le forage se poursuit à travers la grotte.

La grotte est supérieure à 3 m

Le forage rotatif peut être combiné avec la machine d'enfoncement de tubes pour la construction. Un tubage entièrement en acier est utilisé pour s'enfoncer au fond de la grotte karstique afin de former un mur de protection. Cette méthode permet de former le tubage en acier à sec sans avoir besoin d'un revêtement de boue, et le tubage peut être retiré après le coulage. Bien que l'utilisation d'un tubage entièrement en acier puisse augmenter les coûts, elle est toujours plus économique que le remplissage du trou avec du béton. Pour les grottes karstiques où la profondeur du trou dépasse 3 m mais peut être formée après le jet de pierre, mais ne peut pas être remplie avec du béton sous-marin, un tubage de 4 mm d'épaisseur peut être soudé à la cage en acier à l'emplacement de la grotte karstique et placé avec la cage en acier, suivi du coulage du béton sous-marin.

Ce qui précède sont plusieurs méthodes de traitement couramment utilisées pour le forage rotatif dans le cas de la géologie karstique.

Problèmes courants de la foreuse rotative dans les strates de grottes karstiques calcaires

1. La casse des dents et l'endommagement du trépan se produisent en raison d'une force inégale pendant le forage

2. Le trou est incliné lors du forage sur une surface rocheuse en pente ou sur la moitié du côté de la roche

3. Le forage est coincé dans le toit de la grotte

4. Des fuites de boue se produisent dans les formations géologiques avec des cavités et des fractures

5. Effondrement des trous dans les strates au-dessus de la grotte karstique en raison de fuites de boue dans la couche karstique ou de la couche de remplissage instable de la grotte karstique

6. De grandes quantités de super carré sont injectées dans la grotte karstique

2. Préparation de la construction

La précision de la situation de la grotte karstique dans l'étude préliminaire a un impact direct sur le choix des plans de construction, les coûts de construction et le calendrier de construction. Par conséquent, dans les zones où le développement de grottes karstiques est important, chaque trou doit être étudié. Sur la base des différentes conditions de développement des grottes karstiques identifiées dans les résultats de l'étude géologique, différents plans de construction doivent être adoptés, et les préparatifs avant le forage doivent être approfondis pour assurer une planification claire pendant le processus de forage.

3. Prévenir les dommages excessifs au trépan et la casse des dents

Avant de forer dans la grotte, les dents de la foreuse doivent être renforcées, et les parties du trépan doivent être fréquemment vérifiées pour détecter les fissures de soudure. Lors du forage dans la strate de la grotte, le principe de « faible vitesse de forage et pression variable » peut être adopté pour éviter autant que possible les accidents tels que la casse des dents et l'endommagement du trépan.

4. Prévention de l'inclinaison du trou

Lors du forage à travers les formations karstiques, il est essentiel d'utiliser une foreuse tubulaire et une pelle à sable en conjonction avec le processus de forage. Tout d'abord, la foreuse tubulaire doit être utilisée pour former un guide et créer une surface libre. Ensuite, la pelle à sable doit être utilisée pour forer et enlever les débris, empêchant ainsi la déviation du trou. De plus, l'augmentation de la hauteur du godet de forage peut améliorer le guidage et empêcher la déviation du trou. Sur le plan opérationnel, utilisez une pression légère ou une pression propre pour le forage jusqu'à ce que le trépan soit complètement encastré dans la couche rocheuse, puis continuez avec le forage normal pour éviter la déviation du trou.

5. Prévention de la foreuse

Avant la construction, des plaques de guidage peuvent être soudées sur les plaques de nervures à tête carrée pour empêcher la zone allant du haut de la tête carrée au haut du tuyau de forage d'avoir un pas notable de haut en bas, assurant une transition en douceur. Si les plaques de nervures sont suffisamment solides, des dents de coupe peuvent également être soudées à un ensemble de nervures diagonales, face au corps rocheux qui est foré, pour couper la roche et retirer le trépan.

Sixième, traitement de la boue

Pour remédier aux fuites de boue, il est essentiel d'estimer d'abord le volume approximatif de la grotte karstique souterraine. Ensuite, assurez-vous que le réservoir de boue a une capacité d'au moins deux fois le volume de la grotte. La pompe à boue et la pompe de réapprovisionnement en eau doivent être plus grandes que les modèles standard pour faciliter le réapprovisionnement rapide en boue et en eau pendant les fuites. De plus, suffisamment de matériau de remplissage doit être préparé près du site de forage. Le modèle d'excavatrice doit être d'au moins 200 pour assurer un remplissage efficace.

Matériau de remplissage :

1. Un mélange plastique mou de bentonite, de sciure de bois, d'argile et de ciment avec de l'eau ajoutée.

2. La taille de la pierre et l'argile en vrac emballée doivent être considérées en fonction de la taille de l'entrée de sol du godet de forage utilisé. La pierre doit être des blocs de boue, et la dureté doit être évitée trop grande.

3. Argile en blocs, qui est imperméable et possède une bonne plasticité et viscosité, peut être entièrement remplie dans l'espace de la grotte karstique après le remplissage et compactée par forage inversé avec un godet de forage. Il n'est pas facile d'effondrer le trou lors du forage à nouveau.

Lors du forage, on constate que la boue dans le trou baisse lentement. Il est nécessaire de reconstituer la boue à temps, et le trépan est avancé, et le matériau de remplissage est ajouté au trou, et le trépan est mis en place. La machine de forage flottante et inversée comprimera le matériau de remplissage 1 dans la fissure rocheuse pour bloquer la perte de boue.

Si la surface de la boue baisse rapidement et que la fuite est trop rapide, il est difficile d'atteindre l'objectif de remplissage par dispersion. À temps, une grande quantité de boue doit être ajoutée et de l'eau doit être réapprovisionnée, et le trépan doit être rapidement relevé, et 2 ou 3 remplissages doivent être mis en grande quantité en peu de temps, et le trépan doit être flotté et inversé jusqu'à ce que la surface de la boue ne baisse plus.

7. Traitement d'une grande quantité de super carré

Pour les grottes karstiques basses (moins de 1 mètre), et dans la profondeur de la grotte, il n'y a pas de distribution karstique autour des trous de pieux, après le forage, le béton est directement coulé pour remplir, une petite quantité d'excès est normale.

Lorsque la grotte karstique est légèrement plus haute (plus de 1 mètre mais moins de 4 mètres) ou qu'il y a des grottes karstiques distribuées autour des trous de pieux à la profondeur de la grotte karstique, et que la profondeur de distribution des grottes karstiques est relativement faible (par exemple, dans les 15 mètres), la grotte karstique vide peut être remplie avec du remplissage 2 ou 3, puis forée à nouveau.

Pour les grottes karstiques hautes (plus de 4 mètres), les matériaux de remplissage ci-dessus sont insuffisants pour remplir complètement les vides, ce qui entraîne une faible efficacité de remblayage et une construction complexe. Dans de tels cas, du mortier de ciment ou du béton de qualité inférieure peuvent être utilisés pour le remblayage, et le forage ne doit être effectué qu'après la prise initiale du matériau. Cela exige que les strates au-dessus de la grotte karstique restent stables pendant cette période. De plus, si la grotte karstique contient de l'eau, il est crucial de considérer comment le mortier de ciment pourrait être dilué par une grande quantité d'eau souterraine, ce qui pourrait affecter sa solidification.

Pour les grottes karstiques interconnectées (qui peuvent être identifiées par la profondeur de distribution qui se chevauche des trous de pieux adjacents), la construction de pieux peut être effectuée par groupes. Tout d'abord, forez tous les trous de pieux d'un groupe qui sont interconnectés au fond de la grotte karstique, puis remblayez-les et compactez-les uniformément. Cela garantit que les grottes karstiques interconnectées sont entièrement remplies, maximisant ainsi l'efficacité de l'utilisation du béton. Lors de la construction par groupes, il est essentiel de calculer le temps d'achèvement de ce groupe de trous de pieux pour assurer la stabilité des parois des trous avant de couler le béton.

8. Traitement des boues

Assurer la qualité de la boue. Avant d'abaisser la cage de renforcement, le laitier doit être nettoyé avec une foreuse de nettoyage du fond pour s'assurer que le béton est coulé immédiatement après l'abaissement de la cage de renforcement et que le temps d'empêchement du trou de pieu est minimisé. Lorsque les mesures conventionnelles ne peuvent pas nettoyer complètement le laitier, le processus de circulation inverse par levage pneumatique peut être utilisé.