在桩基溶洞处理中压浆技术的应用

在桩基溶洞处理中压浆技术的应用摘要：桩基持力层在施工完成后，进行钻孔检测时发现存在溶洞发育状况，采用压浆技术进行溶洞填充处理，可以确保施工质量及后期运营安全，同时控制成本、工期。关键词：桩基溶洞压浆对于特大桥梁的桩基在设计时，应严格按照一墩一孔进行地质超前钻勘察。但由于某些工程地质情况复杂，相距很小，但是地质状况差异巨大，造成超前钻未能发现持力层底部的溶洞状况。基桩施工完成后，在抽芯检测时发现桩底持力层存在溶蚀或溶洞发育现象。常规处理方法是重新成桩、增加灌注桩等，这些方法从经济性、项目工期及管理上，花费代价较高。本文以某大桥在桥梁桩基施工完成后，进行抽芯检测是发现桩底持力层存在小型溶洞为例，介绍压浆技术在溶洞处理中的应用。一、工程概况某溶岩区特大桥桩基（编号63）采用冲击钻成孔，桩径1.50m，桩长20.878m，桩底标高-20.886m，持力层为微风化石灰岩，桩基类型为嵌岩桩，桩身混凝土设计强度为C25。为确保工程质量，对改桩进行钻孔抽芯检测，发现在-22.71～-23.31m间存在小型溶洞。为判断溶洞的大小，在桩身两侧增加钻孔，对溶洞地质情况描述如下表1：表163号桩基溶洞地质状况表钻孔编号溶洞分布深度(m)洞高(m)溶洞充填物ZK63＃-123.39～25.592.20半填充，漏浆ZK63＃-226.29～28.151.86半填充，漏浆二、加固处理施工方法采用高压清水切割与灌注砂浆相结合的方法，根据本墩台位处溶洞的分布情况，先钻孔至溶洞底板，然后对溶洞段进行高压清水切割，使其充填物更为松散，部分充填物清洗出孔外，尽可能使喷射范围内的溶洞连通性较好，清洗完成后，再用混凝土输送泵向孔内灌注水泥砂浆（M30）对溶洞空洞、孔隙及通道进行填充固结，使溶洞密实饱满充填，消除岩溶继续向外扩展发育的条件，达到加固目的。三、加固处理施工流程及步骤1.施工流程2.施工步骤（1）灌浆孔的布置在墩台（桩）周边1.00m处等分均匀布置灌浆孔3个，施工时可根据实际灌浆情况对孔数、孔位作适当调整。（2）灌浆孔的钻孔采用XY-150型地质钻机进行，φ130mm钻孔钻至岩面以下1.00m并下入等长的φ127mm套管，再采用φ91-110mm钻具钻孔至溶洞底板以下完整基岩3.0m，并保证桩底以下完整基岩厚度3倍桩径以上。（3）高压清水旋喷切割钻至要求深度后，下入管线通过高压水泵对溶洞洞顶、底板区间段内的充填物进行高压清水旋喷切割，旋喷切割压力（30～35MPa）、转速（5～10r/min）、提升速度（5～10cm/min）等措施，溶洞段重复切割次数3次以上,切割段为洞顶上延0.50m，洞底下延0.50m。（4）水泥砂浆的配制溶洞灌注的砂浆采用R32.5R水泥、中（粗）砂及清水配制，应保证其流动性，以利泵送。要求砂浆强度为M30，以试验室试配确定，或参照使用我公司以往灌浆M20砂浆配合比，每m3砂浆材料用量为：水泥（kg）：中粗砂（kg）：水（kg）=480：1200：348.8。（详见附件）（5）灌注水泥砂浆采用混凝土输送泵在孔口进行M20水泥砂浆灌注。终止灌浆标准：孔位布置钻机就位、对位钻孔至岩层面以下1.00m并下入套管钻进至溶洞段底板进入完整岩石3.00m进行高压清旋喷切割进行反循环气举清渣进行砂浆灌注拌制水泥砂浆a．灌浆压力控制：灌浆泵送压力约8~12MPa，达15MPa时可终止；b．吃浆量明显减少，或不大于0.05m3/min。施工中应多方面观察判断，综合确定终止标准。（6）下一孔（段）加固处理移机至另一孔灌注。四、质量管理控制1.钻孔质量控制钻孔应尽量保持垂直，钻孔斜率不超过1%。采用回转钻进方法，钻进时应详细记录孔位、终孔深度、溶洞分布及充填情况。钻进暂停或终孔等待喷浆时，孔口应加盖保护，防止掉入杂物。2.高压清水旋喷切割质量控制钻孔经验收合格后，方可进行高压清水切割；下喷射管前，应进行地面试喷并调准；下入、拆卸喷射管时，应采取措施防止喷嘴堵塞；按划分的溶洞段上、下各延伸1.00m，反复用清水进行高压切割，每孔段切割次数不少于3遍；在高压清水切割或旋喷注浆过程中，出现压力突降或骤增时，应查明原因，及时处理，恢复正常情况后方可继续作业。3.水泥砂浆灌注质量控制（1）砂浆在运输过程中不产生分层、离析现象。如有离析必须在浇筑前进行二次搅拌或采用搅拌车不断进行搅拌，防止分层、离析现象。（2）砂浆应以最少的转运次数、最短的时间从搅拌地点运至浇筑地点。保证砂浆从搅拌机或搅拌车卸出后浇筑完毕的延续时间不超过有关规定。（3）运输工作及灌注施工应连续进行。（4）输送管线应尽量直，转弯宜少且缓，管与管接头严密（5）泵送前应先用适量的与砂浆成分相同的水泥浆或水润滑输送管内壁，以减小输送管道内壁摩阻力。（6）泵送砂浆时，泵的受料斗内应经常有足够的砂浆，防止吸入空气形成阻塞。（7）经常密切注意灌注压力，在确保满足设计泵送压力的同时，防止因堵管或其他原因造成压力过大，发生不必要的质量安全事故。五、压浆效果检测为对压浆效果进行评价，在桩周共设四个检测孔，完成了6个剖面、25cm测距、7m孔深，共计174个测点。为配合和验证声测结果，加设了一斜探测孔，孔道从桩侧打入，由桩端打出，直至27.80m孔深，现场取芯照片如图1所示。现场取芯及声测结果显示，桩端下-23.0m～-26.0m处的小型溶洞已得到有效填充。砂浆填充段参考文献：[1].陈如胜、黄树铃，加固承载力不足灌注桩的方法，公路与汽运，2006年8月第4期，P150~152[2].娄吉宏、于淼、胡桂娟，袖阀管注浆法在广州白云国际机场飞行区溶洞处理工程中的应用，广西大学学报（自然科学版），2005年3月，第30卷第1期，P17～21[3].吕旭东，钻孔灌注桩桩底后压浆技术的工程应用，硕士论文，西安建筑科技大学，2004年[4].石晓红，灌注桩后压浆技术及应用，山西建筑，2004年第30卷第11期，P41～42[5].黄生根、曹辉，超长钻孔灌注桩应用后压浆技术的效果分析，建筑技术，1999年第3期，P178～179