干作業(yè)鉆孔灌注樁巖溶處理方案

李拯稷

（中國(guó)建筑第八工程局有限公司，廣西南寧，530000）

引言

根據(jù)4號(hào)線一期工程B標(biāo)初勘和4號(hào)線一期工程體育中心西站詳勘鉆孔揭露的溶洞發(fā)育情況，遇洞隙率為69.1%；線巖溶率為13.37%，根據(jù)《廣西壯族自治區(qū)巖土工程勘察規(guī)范》（DBJ/T45-002-2011）判定該場(chǎng)地巖溶發(fā)育等級(jí)為巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。

根據(jù)鉆探和物探成果，車站范圍內(nèi)巖溶均強(qiáng)烈發(fā)育，車站主體范圍內(nèi)溶洞多發(fā)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(guī)模大，連通性好，在土巖交界面附近地下洞穴系統(tǒng)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(cè)灰?guī)r局部形成小規(guī)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(fù)雜，主要有流塑狀淤泥，軟粘土，泥炭質(zhì)粘土，粉質(zhì)粘土；可塑狀的粘土，粉質(zhì)粘土；硬塑狀的粘土，粉質(zhì)粘土；

針對(duì)該地質(zhì)情況，在鉆孔灌注樁施工前需對(duì)巖溶預(yù)先進(jìn)行有效處理，并且在遇到溶洞填充物類型不同時(shí)，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(shí)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(shí)。需要預(yù)先填充或者固結(jié)填充物，通常情況下，采用靜壓化學(xué)法，待溶洞填充物已經(jīng)固結(jié)滿足相應(yīng)要求后，再進(jìn)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(yīng)該預(yù)先在有溶洞范圍內(nèi)，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(shí)通過注漿孔，能夠?qū)Φ刭|(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)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(guān)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(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定，注漿速度要達(dá)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(jié)。一般而言，滲透直徑至少達(dá)到3m，這樣在成孔時(shí)，固結(jié)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(duì)于局部區(qū)域巖溶過大，漏漿嚴(yán)重時(shí)，可使用雙液漿從圍護(hù)樁邊線外3m位置開始先做雙液漿止?jié){帷幕，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)雙液漿凝結(jié)時(shí)間，以 30s為宜，待止?jié){帷幕做完后，再在樁位孔開始注雙液漿，凝結(jié)時(shí)間60s為宜，并控制注漿壓力不超過1MPa。

（3）注漿順序：對(duì)于樁位溶洞處理，特別是地下水豐富地區(qū)，注漿順序應(yīng)該先從樁位中間的孔位開始，待壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再對(duì)樁位兩側(cè)孔進(jìn)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?dāng)D出樁位（用水泥漿置換），鉆孔時(shí)，才能盡可能減少地下水滲流入孔中。對(duì)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(huì)出現(xiàn)漏漿浪費(fèi)的情況，為了有效避免這一問題，施工人員應(yīng)選擇間歇性注漿方法，重復(fù)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(gè)孔后，立即進(jìn)入下一個(gè)孔注漿，鉆孔注漿順序越靠后，注漿壓力就越需要調(diào)高，注漿完全結(jié)束后再封孔。

2 溶洞填充物為流塑狀時(shí)處理方案

如果在鉆孔注漿過程，發(fā)現(xiàn)溶洞填充物為流塑狀時(shí)，且溶洞大于2m時(shí)，沒有必要再繼續(xù)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(duì)流塑狀填充物進(jìn)行有效固結(jié)，圍護(hù)樁干作業(yè)鉆孔時(shí)流塑狀填充物流失，甚至塌孔，導(dǎo)致無法成孔。針對(duì)這種情況可采用以下兩種方式進(jìn)行有效處理。

2.1 回填素混凝土法：

如果遇到少數(shù)樁位有類似情況時(shí)，可采用此法。

第一步：終止鉆孔注漿。第二步：采用旋挖機(jī)干孔作業(yè)，待成孔深度到達(dá)溶洞范圍時(shí)，繼續(xù)用旋挖機(jī)向下鉆孔，直至鉆之溶洞底部。測(cè)量孔深，并根據(jù)鉆進(jìn)情況，判定溶洞高度，安裝導(dǎo)管，澆筑C15素混凝土，素混凝土液面高出溶洞頂部3m，停止?jié)仓５谌剑捍鼗炷两K凝后，再進(jìn)行重新鉆孔。如果遇到上下豎向重疊溶洞，則需多次重復(fù)，直至圍護(hù)樁孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，放鋼筋籠，完成該圍護(hù)樁施工。此法，對(duì)比高壓旋噴法經(jīng)濟(jì)，但是在圍護(hù)樁施工時(shí)，成樁效率低。

2.2 高壓旋噴注漿加固法：

如果在前期補(bǔ)勘時(shí)，發(fā)現(xiàn)大量圍護(hù)樁位均有流塑狀填充物填充時(shí)，可采用高壓旋噴注漿加固，對(duì)于流塑狀填充物改良加固效果顯著。

工藝流程：

第一步：補(bǔ)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(yè)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(hù)樁兩側(cè)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(jié)，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(jī)定位，制備水泥漿（水灰比 1:1），鉆孔， 待鉆至巖土交界面時(shí)，停止鉆孔，旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，同時(shí)按照20cm/min提升至預(yù)定高度。如果不冒漿或者冒漿量少時(shí)，可加大水泥漿濃度（水灰比1:1.3）。

第四步：檢測(cè)，補(bǔ)勘時(shí)探明的溶洞范圍已經(jīng)全部加固完成即可。

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

3 結(jié)束語

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

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