武江大橋樁基溶洞注漿工藝與控制淺談

摘要：巖溶地區(qū)曾被稱做建橋“禁區(qū)”，主要有兩方面原因：一是成樁質(zhì)量難以保證;二是樁基礎(chǔ)施工過(guò)程易發(fā)生塌孔事故，施工安全難以保證。

關(guān)鍵詞：樁基;溶洞;注漿

Abstract：The"karst"area"has"been"called"\"the"bridge"area\"，There"are"two"main"reasons：It"is"difficult"to"guarantee"the"quality"of"pile;the"two"is"easy"to"occur"during"the"construction"of"pile"foundation"hole"collapse"accident，it"is"difficult"to"guarantee"the"construction"safety.

Kew"words：Pile"foundation""Limestone"cave""courting

一、概述

廣樂(lè)高速T5標(biāo)武江大橋跨越武江主航道，橋位處武江為Ⅶ航道。本橋起、終點(diǎn)樁號(hào)為AK0+425.2和AK0+820.8，橋跨布置為4×20m現(xiàn)澆連續(xù)箱梁+4×20m現(xiàn)澆連續(xù)箱梁+（40+70+40）m現(xiàn)澆連續(xù)箱梁+4×20m現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，橋全長(zhǎng)395.6m;其中主橋（40+70+40）m采用變截面預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)箱梁，兩岸引橋采用預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。

主墩墩身采用等截面圓端形實(shí)心墩，墩身橫向最長(zhǎng)處11.5m，順橋方向壁厚2.0m。主墩承臺(tái)厚3.5m，基礎(chǔ)采用1.8m的鉆孔灌注樁，基樁按梅花形布置，每墩6根樁。過(guò)度墩采用雙柱墩樁基礎(chǔ)，樁基2.0m。

二、分析

此橋處于巖溶特別發(fā)達(dá)地區(qū)，前期鉆探已發(fā)現(xiàn)溶洞規(guī)模大數(shù)量多、呈串珠、多層、漏斗狀。樁基覆蓋層卵石土層厚度較大，卵石粒徑也大，一般3～6cm，較大達(dá)到10cm以上。采用高壓旋噴注漿，因粒徑較大，會(huì)對(duì)噴射漿液形成阻擋作用，漿液擴(kuò)散范圍有限;采用靜壓注漿，因其本身固有的注漿不均勻性和不易操控性，注漿影響范圍較小;為摸索成功經(jīng)驗(yàn)，選取水中8#-1樁基位處溶洞為試驗(yàn)對(duì)象，覆蓋層采用袖閥管注漿，溶洞采取靜壓注漿。

三、施工工藝與過(guò)程控制

㈠第一階段為覆蓋層加固注漿：

1.鉆孔前先在鋼護(hù)筒內(nèi)外的河床上回填粘土包，形成人工壓蓋層，以確保注漿漿液水平向滲透或擴(kuò)散到卵石層起到加固作用?；靥罘秶鸀樽o(hù)筒周邊2m左右，高度3m左右。

2.以樁中心為原點(diǎn)，在直徑為2.5m的圓周上均勻布置10個(gè)鉆孔作為卵石層注漿加固孔，編號(hào)為1～10號(hào)。采用兩臺(tái)XY-1A地質(zhì)鉆機(jī)對(duì)稱鉆進(jìn)，Ф127mm套管和Ф108mm鉆具跟管鉆進(jìn)至巖面，Ф127mm套管鉆進(jìn)至巖面，Ф108mm鉆具鉆至入基巖面;鉆孔垂直度誤差應(yīng)小于1%。

3.鉆孔完成后，將袖閥管（袖閥管一般用內(nèi)徑Ф50mm的PVC塑料管制作而成，每隔33cm設(shè)一組射漿孔，外包起單向封閉橡皮套）插入鉆孔孔底，管底端封閉，為防止管上浮，管內(nèi)應(yīng)充滿清水。同時(shí)袖閥管管口應(yīng)高出平臺(tái)10～20cm，為防止露出河床面以上的袖閥管在施工期間發(fā)生折斷而無(wú)法進(jìn)行注漿施工。

4.在拔出Ф127mm套管后，應(yīng)采用直徑Ф75mm的PVC管套住袖閥管，PVC管插入深度為入土不少于3m，完成上述工序后，開(kāi)始往Ф75mm管內(nèi)環(huán)狀空間內(nèi)注滿套殼料，注漿材料為：水泥：粘土：水（重量比）=1：1.5：1.9。

5.在注完套殼料達(dá)到一定強(qiáng)度后開(kāi)始在袖閥管內(nèi)插入雙向密封注漿芯管（也稱注漿槍頭），自下而上分段注漿;每段注漿時(shí)應(yīng)先加大注漿壓力使?jié){液頂開(kāi)橡皮套，擠破套殼料，后壓入地層。注漿步距為33cm，注漿材料采用32.5R的水泥和水配制，漿液水灰比為（重量比）0.5～0.6。

6.過(guò)程控制：

⑴在正式注漿前，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)做注漿試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整及確定正式的注漿施工參數(shù)。

⑵套殼料要求收縮性、脆性較高，低強(qiáng)度，粘度約26s，3天齡期抗壓強(qiáng)度在0.3～0.5MPa。

⑶袖閥管注漿過(guò)程中注漿壓力控制為0.5～1.0MPa左右，注漿次數(shù)2～3次，或根據(jù)施工壓力及吸漿量采取多次注漿。

⑷停止注漿標(biāo)準(zhǔn)（注漿終灌標(biāo)準(zhǔn)采用飽和灌注法）：

①注漿壓力超過(guò)設(shè)計(jì)值或穩(wěn)定壓力超過(guò)20min且吃漿量少于10L/min。

②漿液從孔口、地面或其他部位冒出。

圖1""袖閥管注漿施工流程圖

圖2""袖閥管法施工程序

㈡第二階段為樁基溶洞注漿：

1.溶洞注漿孔為4個(gè)（A～D，如個(gè)別鉆孔未鉆遇溶洞，應(yīng)調(diào)整孔位或現(xiàn)場(chǎng)決定是否增加鉆孔），呈十字型對(duì)稱布置，采用兩臺(tái)XY-1A地質(zhì)鉆機(jī)對(duì)稱鉆孔，Ф127mm金剛石鉆頭對(duì)袖閥管注漿形成的砂漿及卵石固結(jié)體進(jìn)行抽芯鉆進(jìn)，鉆至基巖面之后下入4〞（DN100）剛套管（注漿后不能拔起），再改為Ф89mm金剛石鉆頭鉆進(jìn)至溶洞底板。

2.鉆孔自上而下分層進(jìn)行，首先鉆至第一層溶洞底板，注漿完成后重新鉆孔加深至第二層、對(duì)第二層注漿，依次循環(huán)直至最后一層溶洞。在過(guò)程中也可通過(guò)對(duì)下一層溶洞鉆孔施工檢驗(yàn)上一層溶洞的注漿質(zhì)量，對(duì)存充填不滿的溶洞則繼續(xù)補(bǔ)充注漿處理。

3.注漿時(shí)從套管內(nèi)下鉆桿（注漿管）溶洞底部并上提約50cm，直接注壓入水泥漿，同時(shí)把孔內(nèi)清水及泥漿替換出孔外，直至孔口返出水泥漿為止。注漿材料采用32.5R的水泥和水配制，水灰比（重量比）為"0.4～0.5。

4.過(guò)程控制：

⑴在正式注漿前，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)做注漿試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整及確定正式的注漿施工參數(shù)。

⑵溶洞注漿過(guò)程中注漿壓力控制為0～1.0MPa。

⑶溶洞注漿過(guò)程中若注漿無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間提升壓力或孔口不返漿，則可采取降低流量、降低壓力、間歇灌注等方法進(jìn)行注漿。

⑷停止注漿標(biāo)準(zhǔn)（注漿終灌標(biāo)準(zhǔn)采用飽和灌注法）：

①注漿壓力超過(guò)設(shè)計(jì)值或穩(wěn)定壓力超過(guò)20min且吃漿量少于10L/min。

②漿液從孔口、地面或其他部位冒出。

四、結(jié)論

本次試驗(yàn)總耗時(shí)近兩個(gè)月，采用了“超前鉆”技術(shù)、全護(hù)筒、靜力注漿、覆蓋層注漿等技術(shù)措施克服了巖溶地區(qū)存在的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題;通過(guò)對(duì)覆蓋層注漿及溶洞注漿抽芯芯樣檢測(cè)，芯樣均為比較完整的水泥固結(jié)體，施工效果達(dá)到加固處理的目的;為下一步樁基礎(chǔ)正常、安全施工（不發(fā)生漏漿或者少漏漿、不發(fā)生塌孔）打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖3溶洞注漿施工流程圖

參考文獻(xiàn)：

[1]王夢(mèng)恕，宋廷坤，王潛主編·《工程機(jī)械施工手冊(cè)》·中國(guó)鐵道出版社·1992

[2]《地基處理手冊(cè)》第三版

[3]《錨固與注漿技術(shù)手冊(cè)》第二版