干作業鉆孔灌注樁巖溶處理方案

李拯稷

（中國建筑第八工程局有限公司，廣西南寧，530000）

引言

根據4號線一期工程B標初勘和4號線一期工程體育中心西站詳勘鉆孔揭露的溶洞發育情況，遇洞隙率為69.1%；線巖溶率為13.37%，根據《廣西壯族自治區巖土工程勘察規范》（DBJ/T45-002-2011）判定該場地巖溶發育等級為巖溶強烈發育。

根據鉆探和物探成果，車站范圍內巖溶均強烈發育，車站主體范圍內溶洞多發育于土巖交界面附近，受地表滲水和地下水作用影響，巖溶規模大，連通性好，在土巖交界面附近地下洞穴系統基本形成，鉆探揭露溶洞多為空洞，局部充填黏性土，物探推測灰巖局部形成小規模空洞。溶洞填充物多為砂、粘土等，承載力較差。溶洞充填物復雜，主要有流塑狀淤泥，軟粘土，泥炭質粘土，粉質粘土；可塑狀的粘土，粉質粘土；硬塑狀的粘土，粉質粘土；

針對該地質情況，在鉆孔灌注樁施工前需對巖溶預先進行有效處理，并且在遇到溶洞填充物類型不同時，選擇不同的的處理方案，處理效果完全不同，因此處理方案的選擇顯得尤為重要。

1 溶洞無填充時或者可塑狀、硬塑狀填充處理方案

如果溶洞沒有任何填充物或者為可塑狀、硬塑狀填充時。需要預先填充或者固結填充物，通常情況下，采用靜壓化學法，待溶洞填充物已經固結滿足相應要求后，再進行鉆孔施工。

（1）選擇注漿方式：通常情況下采用袖閥管注漿或者花管注漿。

（2）工藝流程：第一步，布孔。應該預先在有溶洞范圍內，樁基位置的中心鉆孔，然后再以2m為間距梅花布孔，以探明溶洞邊界，同時通過注漿孔，能夠對地質條件進行詳細的勘察，不僅能夠了解溶洞的具體高度和大小，也能充分了解填充物的相關情況。第二步，注漿泵注漿，注漿過程中要控制好壓力，不能過大，通常情況下保持在0.5~1.0MPa之間，具體需要多大壓力，施工人員需要根據現場情況而定，注漿速度要達到15~20L/min，注漿過程中，注漿管要深入溶洞底部下 50cm，這樣能夠充分的保證漿液完全滲入填充物中，最終固結。一般而言，滲透直徑至少達到3m，這樣在成孔時，固結體足夠。注漿液選擇使用水泥漿，水灰比0.8:1；如果施工人員采用水泥砂漿，則需要水：水泥：砂子=1:1:0.8；對于局部區域巖溶過大，漏漿嚴重時，可使用雙液漿從圍護樁邊線外3m位置開始先做雙液漿止漿帷幕，現場試驗雙液漿凝結時間，以 30s為宜，待止漿帷幕做完后，再在樁位孔開始注雙液漿，凝結時間60s為宜，并控制注漿壓力不超過1MPa。

（3）注漿順序：對于樁位溶洞處理，特別是地下水豐富地區，注漿順序應該先從樁位中間的孔位開始，待壓力達到設計要求后，再對樁位兩側孔進行注漿，并控制好壓力及流量，這樣在注漿過程中盡量將地下水擠出樁位（用水泥漿置換），鉆孔時，才能盡可能減少地下水滲流入孔中。對于需處理的縱向多層分布的溶洞，由深至淺依次充填處理。

注漿過程中可能會出現漏漿浪費的情況，為了有效避免這一問題，施工人員應選擇間歇性注漿方法，重復幾次注漿，待注漿量與注漿夜里滿足要求后再停止。注漿完一個孔后，立即進入下一個孔注漿，鉆孔注漿順序越靠后，注漿壓力就越需要調高，注漿完全結束后再封孔。

2 溶洞填充物為流塑狀時處理方案

如果在鉆孔注漿過程，發現溶洞填充物為流塑狀時，且溶洞大于2m時，沒有必要再繼續鉆孔注漿，由于無論注水泥漿還是雙液漿，都無法置換流塑狀填充物，也無法對流塑狀填充物進行有效固結，圍護樁干作業鉆孔時流塑狀填充物流失，甚至塌孔，導致無法成孔。針對這種情況可采用以下兩種方式進行有效處理。

2.1 回填素混凝土法：

如果遇到少數樁位有類似情況時，可采用此法。

第一步：終止鉆孔注漿。第二步：采用旋挖機干孔作業，待成孔深度到達溶洞范圍時，繼續用旋挖機向下鉆孔，直至鉆之溶洞底部。測量孔深，并根據鉆進情況，判定溶洞高度，安裝導管，澆筑C15素混凝土，素混凝土液面高出溶洞頂部3m，停止澆筑。第三步：待素混凝土終凝后，再進行重新鉆孔。如果遇到上下豎向重疊溶洞，則需多次重復，直至圍護樁孔深達到設計要求后，放鋼筋籠，完成該圍護樁施工。此法，對比高壓旋噴法經濟，但是在圍護樁施工時，成樁效率低。

2.2 高壓旋噴注漿加固法：

如果在前期補勘時，發現大量圍護樁位均有流塑狀填充物填充時，可采用高壓旋噴注漿加固，對于流塑狀填充物改良加固效果顯著。

工藝流程：

第一步：補勘，探明溶洞（土洞），或巖土交界面位置，高程，從而確定高壓旋噴作業范圍，巖土交界面至溶洞（土洞上3m）。

第二步：高壓旋噴布孔，在圍護樁兩側布孔，樁身范圍可不布孔，確保在鉆孔過程中，樁周圍有60cm土體被加固，固結，確保孔壁不垮塌。

第三步：旋噴加固，一般采用二重管法即可，鉆機定位，制備水泥漿（水灰比 1:1），鉆孔， 待鉆至巖土交界面時，停止鉆孔，旋轉不停，提升噴漿管，高壓泵壓力增加至20~40MPa，坐底噴漿30s后，邊噴漿邊旋轉，同時按照20cm/min提升至預定高度。如果不冒漿或者冒漿量少時，可加大水泥漿濃度（水灰比1:1.3）。

第四步：檢測，補勘時探明的溶洞范圍已經全部加固完成即可。

高壓旋噴完成2~3天后即可進行圍護樁施工。可大大提高圍護樁成樁效率，施工效率。

3 結束語

綜上所述，可知干作業鉆孔灌注樁巖溶處理方式的選擇，需要根據溶洞的深度大小以及是否有填充物狀態，填充物的形態而定，地鐵施工區域均處于城市中心位置，如果巖溶處理效果不理想，可能會導致地面塌陷，設備倒塌，存在危害行人及行車安全的風險，因此在地鐵車站圍護樁施工前，有效處理巖溶顯得尤為重要。

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