樁基底部溶洞處理方法探討與應用

向勁

摘 要：清遠市陽山縣杜步大橋改建工程樁基底部巖溶發育，為確保該樁的承載力滿足要求，采用高壓切割加高壓旋噴注漿方案對該樁進行樁底補強處理，文章介紹了成樁后對樁基底部溶洞處理的技術和施工工藝，分析、總結該方案的處理效果。

關鍵詞：橋梁；樁基；溶洞；補強處理

中圖分類號：U445.551 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）18-0153-02

廣東省清遠市位于石灰巖地區，地質情況十分復雜，屬于溶洞發育地區，橋梁樁基礎施工中，遇到溶洞的情況并不少見，作為地下隱蔽工程，給施工帶來很大困難，如處理方法不當，往往會造成卡錘、埋錘、塌孔等事故發生，甚至威脅橋梁運營安全。根據近年清遠市橋梁工程建設的實際情況顯示，部分項目在嵌巖樁施工時，存在不能找到符合規范要求的完整持力層而須施工樁長達到80 m以上，或由于地質資料不準確導致成樁后檢測發現樁底存在溶洞等現象。施工難度大、施工成本高、施工工期長。因此我市橋梁樁基施工過程中常常需要面臨樁端底部溶洞處理，樁底溶洞處理技術是樁基施工的難點，也是確保大橋結構安全的重點。通過對清遠市陽山縣杜步大橋改建工程樁基底部溶洞處理方案的探討，為今后清遠橋梁施工提供參考依據。

1 工程概況

清遠市陽山縣杜步大橋樁基礎采用沖孔灌注樁，設計強度為C25，樁徑1.5 m，樁端持力層為微風化巖。經超前鉆資料顯示，4號墩樁底無連續完整基巖，樁端持力層無范圍內串珠狀溶洞發育，設計采用終孔后樁身預埋3根直徑130 mm的鍍鋅管，進行混凝土灌注后，利用預埋管對樁端持力層溶洞進行壓漿處理。

2 處理方案的確定

根據勘測單位提供的超前地質鉆探及綜合地質解釋剖面圖等地質勘探資料和樁基完成性檢測資料，結合現場實際施工情況，業主、設計單位、監理單位及施工單位召開現場會議，相關專家和代表從保證橋梁工程質量及安全的角度出發，兼顧工期和造價，進行深入研究討論，最終確定陽山縣杜步大橋4號墩樁底樁底溶洞處理采用高壓切割加高壓旋噴注漿方案進行補強。

3 樁端持力層注漿加固方案

樁端持力層存在的問題主要為多層溶洞，溶洞有填充物，針對這些地質情況，本著技術可行、經濟合理的原則，確保注漿固結體的強度，采用高壓清水旋噴切割以及氣舉反循環聯合套洗清渣后，對溶洞內進行高壓旋噴注漿、孔口壓漿，孔內注、壓標號M20水泥漿的方案。本次擬在樁身布置4個注漿孔，如圖1所示，其中3孔呈等邊三角形分布，為130 mm預埋管，3根預埋管既做超聲波檢測管，待樁身完整性檢測后鉆穿管底又可做樁端持力層注漿管；樁中心1孔為成樁后的樁基完整性抽芯檢測孔。對于多層溶洞處理時，應先處理上層溶洞，然后再對下層溶洞進行處理。

4 樁端持力層注漿處理流程及步驟

4.1 處理流程圖

對下層溶洞進行處理的流程，如圖2所示。

4.2 處理參數

①水泥漿采用42.5 R水泥與清水配制，水灰比為0.7～0.8。

②減水劑與水泥漿配比，使用前現場試驗后確定，約4‰。

③噴漿泵壓26～28 MPa。孔口憋漿泵壓2～4 MPa。

④水泥漿流量90～100 L/min。

⑤提升速度8～10 cm/min，轉速10～15 r/min。

4.3 處理步驟

①樁內注漿孔布設。通過預埋鍍鋅管、成樁后抽芯，在樁內布置4個注漿孔。

②注漿孔的鉆孔。采用地質鉆機鉆孔進入設計樁底持力層基巖深度以下且不小于3倍樁徑。

③埋設孔口管。注漿前在抽芯孔上部埋設帶有開關的孔口管，孔口管的水泥砂漿強度≥15 MPa，孔口耐壓≥5 MPa。

④高壓清水切割。通過高壓水射流對溶洞頂、底板區間段內的充填物或巖土層進行高壓清水切割，處理段內重復切割次數5次以上。

⑤氣舉反循環清渣。氣水聯合高壓清洗噴射切割后，若各孔互通，則在其中一孔下入風管，通風氣舉返渣，同時向其他互通孔供清水將殘渣清洗出孔，各互通孔均輪流通風或供水一次，至所有孔均返出清水為止；若各孔之間不互通，則在一個孔下入直徑73 mm出渣管至距離孔底0.3 m處，在管內下入風管通風，在出渣管與孔壁之間的環形空間供水，即單孔氣舉返渣至水清為止。

⑥高壓旋噴注漿。下入高壓注漿管，自孔底向上對溶洞段進行注漿，替換出清水及泥漿，直至孔口返出濃水泥漿。

⑦孔口壓、補漿。高壓旋噴灌漿結束后，注漿管連接孔口開關向孔內注入較濃水泥漿，通過壓力使樁底持力層內的水泥漿滲透的影響范圍加大。孔口壓漿終止后，及時對補強孔進行補漿。

⑧樁底沉渣處理。根據樁基完整性檢測結果，如果樁底有大量的沉渣，沉渣厚度大于0.5 m，則先進行樁底注漿加固，然后再進行持力層處理。對4孔經行高壓切割清洗，結合氣舉反循環清渣，待確認樁底沉渣清洗徹底后，再進行高壓注漿補強。

5 質量保證措施

①嚴格確定孔位及孔斜度；②嚴格按確定的水灰比配漿，所用原材料必須符合有關質量要標準；③高壓旋噴注漿應全孔連續作業。每當拆管或因事故中斷后恢復注漿時，應進行復噴，保證搭接長度≥0.2 m；④處理過程中應如實記錄各項參數如：切割深度、漿液用量、壓力、提升速度、流量等，并實時監控；⑤做好處理所用水泥漿試件，送有資質檢測機構或工地試驗室進行試驗。

6 處理效果評述

從處理過程及處理完成后檢測結果看，原材料各項檢測指標、成孔深度、壓力灌漿、旋噴注漿灌注參數以及灌漿體的試件強度滿足設計及規范要求，溶洞內水泥漿固結體充填飽滿，密實度較好，水泥漿固結體在樁底與持力層巖石之間基本飽滿， 水泥漿固結體抗壓強度滿足設計要求，處理效果良好，達到了預期目的。

7 結 語

針對陽山縣杜步大橋4號墩樁底樁底溶洞，采用了采用高壓切割加高壓旋噴注漿方案進行補強，保證了施工安全和質量，對比廢樁節省了工期和成本，降低了處理風險。在今后清遠的橋梁樁基施工過程中，希望能對該樁的處理方案進行探討，該樁的處理方法可為今后類似的樁基礎處理提供借鑒。

參考文獻：

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