探討江門至肇慶高速公路橋梁樁基溶洞壓漿技術(shù)

劉添來

摘要： 根據(jù)珠江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)外環(huán)公路江門至肇慶高速公路G14合同段的工程實(shí)例，介紹了橋梁樁基施工遇溶洞采用壓漿技術(shù)處理，并陳述了壓漿的施工要求、施工流程、施工技術(shù)參數(shù)、工程質(zhì)量的控制以及異常情況處理等。

Abstract： According to case study of outside ring road Jiangmen to Zhaoqing G14 contract segment in the Pearl River Delta economic zone， this paper introduces the grouting technology when the bridge pile foundation construction encounters the Karst cave， and presents the construction requirements of grouting， construction process， construction technology parameters， project quality control and exception handling， etc.

關(guān)鍵詞： 高速公路；橋梁樁基；溶洞；壓漿技術(shù)

Key words： highway；bridge pile foundation；Karst cave；grouting technology

中圖分類號：U445.55+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）19-0096-02

0 引言

橋梁樁基是橋梁基礎(chǔ)的重要組成部分，它承載著整個(gè)橋梁的重量，它的好壞直接影響到整個(gè)橋梁的使用，其中溶洞發(fā)育地區(qū)會影響到橋梁樁基的承載力和穩(wěn)定性，并對橋梁構(gòu)成危害，在這樣地區(qū)進(jìn)行橋梁樁基施工，必須對溶洞進(jìn)行處理，個(gè)別溶洞在樁基底部比較深，采用鋼護(hù)筒、拋填片石等方法不可行，但如果采用壓漿法進(jìn)行處理，使填充物與溶洞頂、底板緊密接觸，能讓樁基承載力得到穩(wěn)定。本文主要是對橋梁樁基在遇溶洞地區(qū)采用壓漿技術(shù)處理的探討，希望可以為今后的橋梁樁基溶洞工程施工有所幫助。

1 工程概況

珠江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)外環(huán)公路江門至肇慶高速公路（G14合同段）三茂鐵路跨線橋全長1506.54m，樁基388根（樁長共10465.02m），屬于陳屋互通立交范圍，上跨國道G321及三茂鐵路。本橋?qū)偃侵逈_積平原區(qū)內(nèi)緣，地形平坦，地面高程2.0～5.60m，為平原中的河網(wǎng)區(qū)，種植水稻、香蕉及蔬菜等農(nóng)作物，魚塘遍布。局部分布有較厚的軟土，其工程性質(zhì)較差；基底巖石主要為花崗巖及灰?guī)r，二者呈侵入接觸，巖面較平緩，灰?guī)r局部有溶洞發(fā)育。樁基41#-E處于灰?guī)r地區(qū)，樁基采用鉆孔灌注樁，該樁位原設(shè)計(jì)沒有鉆勘，在施工過程中進(jìn)行補(bǔ)勘，地質(zhì)鉆探時(shí)發(fā)現(xiàn)此樁底（高程-42.12～-54.32m）位置有12.2m的溶洞存在，詳見表1。該樁頂標(biāo)高為4.4m，原設(shè)計(jì)為摩擦樁，樁底標(biāo)高為-45.0m；樁長49.4m，遇溶洞后改為端承樁，樁底標(biāo)高-37.5m，樁長41.9m。

2 處理方案選擇

該樁基在施工過程中進(jìn)行補(bǔ)勘，地質(zhì)鉆探時(shí)發(fā)現(xiàn)此樁底有溶洞存在，為了保證地層的穩(wěn)定，決定對該樁基進(jìn)行壓漿處理，在研究處理方案過程中對方案進(jìn)行了對比。

方案1：采用先注漿填充后鉆孔成樁。

方案2：采用先鉆孔成樁后注漿填充。

考慮到樁基所處位置底部有溶洞，在成樁過程中容易出現(xiàn)塌孔、崩漏等現(xiàn)象發(fā)生，為防止安全事故發(fā)生，避免不必要經(jīng)濟(jì)損失，因此選擇方案1。

3 壓漿的施工要求

利用鉆機(jī)鉆孔至溶洞所處的范圍，安裝注漿管進(jìn)行注漿，使空洞填充密實(shí)，溶洞頂、底板緊密接觸；漿液經(jīng)過一段時(shí)間凝固后，形成一個(gè)固結(jié)體。填充自身的強(qiáng)度，對于摩擦樁要求填充體的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)不小于25擊；對于端承樁要求填充體芯樣的飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不小于5MPa。

4 施工主要機(jī)械設(shè)備

機(jī)械設(shè)備主要由高壓泵、攪拌機(jī)、XY-1型鉆機(jī)、錨桿機(jī)、高壓輸漿管組成。

5 施工流程

現(xiàn)場場地經(jīng)平整后，就可進(jìn)行溶洞壓漿施工，其施工工藝流程見圖1。

①注漿孔確定：根據(jù)施工圖紙、地質(zhì)等相關(guān)資料了解樁基溶洞位置，鉆孔深必須要求達(dá)到溶洞處理范圍（即穿過標(biāo)高-54.32m位置），三個(gè)壓漿孔環(huán)形布，見圖2，實(shí)際孔位、孔深和每個(gè)鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水等情況均應(yīng)做詳細(xì)記錄。

②安裝注漿袖閥管：鋼管采用外徑114mm、壁厚3mm的鋼管，接頭處采用外徑127mm、壁厚3mm的鋼套管焊接，不可漏水。

③洗孔：采用壓力泵高壓清洗洞內(nèi)泥漿，待出水口出水為清水才停止洗孔；洗孔采用一孔加壓清洗、另兩孔出水的方式進(jìn)行。

④注漿：噴漿前先檢查輸漿管路系統(tǒng)是否暢通，所有準(zhǔn)備工作是否準(zhǔn)備就緒；噴嘴必須貫至孔底，達(dá)到設(shè)計(jì)位置；利用其中一個(gè)做為壓漿孔，其他兩個(gè)做為觀測孔進(jìn)行壓漿；三個(gè)孔依次做為壓漿孔、另外兩個(gè)孔依次做為觀測循環(huán)一次，第一次壓漿時(shí)的壓力須保持在0.3MPa。考慮到溶洞漏漿嚴(yán)重，采用二次壓漿方法，即第一次保持在壓力0.3MPa時(shí)停止，間隔1小時(shí)后繼續(xù)壓漿，第二次保持壓力在0.5MPa。直到壓力能夠保持穩(wěn)定在0.5MPa時(shí)即可停止壓漿；對處在較軟弱層部位的樁須慢速提升；壓漿時(shí)由下往上連續(xù)注漿，注漿時(shí)每次注漿管拆卸時(shí)的搭接長度不得少于100mm；壓漿時(shí)應(yīng)派專人做好記錄，并觀察壓力、進(jìn)漿量。注漿期間注意觀察附近河溝有無冒漿情況。施工期間采取必要的安全措施，確保施工安全。

⑤封孔：每孔灌漿完成后，待孔內(nèi)漿液沉實(shí)后，離孔口較深時(shí)，繼續(xù)再灌其余孔段的余漿，待離孔口距離約3.0m時(shí)，可投入由水泥、砂拌成的干料倒平至地面。

⑥清洗：注漿完畢后應(yīng)及時(shí)清洗管路，以免堵管。

6 施工技術(shù)參數(shù)

①鉆孔必須垂直，傾斜度不大于1%；②壓漿流量不超過75L/min；③洗孔水壓：6～10MPa；④注漿壓力為：0.3～0.5MPa，穩(wěn)壓時(shí)間要求不小于15min；⑤水泥漿的水灰比為0.7，漿液中應(yīng)添加微膨脹劑和減水劑，不宜采用水玻璃做為速凝，水泥漿液宜在攪拌后30min內(nèi)噴射使用完畢；⑥注漿材料采用32.5R水泥，購置的材料須有出廠合格證明；⑦水泥漿攪拌用水必須符合《混凝土拌后用水標(biāo)準(zhǔn)》JTJ63-89的規(guī)定；⑧輸送漿液的管路不宜過長，以減少沿程損失，造成實(shí)際噴射時(shí)壓力降低的后果；⑨注漿施工須嚴(yán)格參照《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》（JGT 123-2000）及其它相關(guān)規(guī)范要求。

7 工程質(zhì)量的控制

①假設(shè)樁底空洞為圓形。估算樁底空洞的直徑為樁徑的3倍。根據(jù)以上假設(shè)初估空洞吸漿量近視為Vi=pi×（3D/2）^2×hi=7xD^2×2hi，同時(shí)采用間歇注漿工藝。②在第1次注漿的注漿量達(dá)到初估吸漿量但達(dá)不到穩(wěn)壓要求時(shí)，則間歇后進(jìn)行第二次注漿。③若第2次注漿量在達(dá)到初估吸漿量的一半時(shí)能達(dá)到穩(wěn)壓要求，則直接停止注漿。④若第2次注漿量在達(dá)到初估吸漿量的一半時(shí)不能達(dá)到穩(wěn)壓要求，則間歇后進(jìn)行第3次注漿；循環(huán)連續(xù)進(jìn)行直到能達(dá)到穩(wěn)壓要求，則直接停止注漿。

8 異常情況處理

①流量不變而壓力突然下降時(shí)，應(yīng)檢查各部位的泄露情況，必要時(shí)拔出注漿管，檢查各部位的密封性能。②出現(xiàn)不冒漿或斷續(xù)冒漿時(shí)，則應(yīng)不提升注漿管繼續(xù)注漿直至冒漿為止。③出現(xiàn)大量冒漿壓力下降時(shí)，應(yīng)拔出注漿管檢查是否被擊穿。④壓力陡增超過最高限值時(shí)，流量為零，停機(jī)后壓力仍不變動(dòng)，應(yīng)拔管對噴嘴進(jìn)行疏通。

9 泥漿處理

①回漿比重不得小于1.3。②所有泥漿及廢水等必須經(jīng)排污溝流入泥漿池，不得在地面隨便排放。③排污溝必須經(jīng)常清理、保持暢通，泥漿池須及時(shí)清理，不得出現(xiàn)污泥（水）溢流現(xiàn)象。

10 經(jīng)驗(yàn)與結(jié)論

采用鉆孔法檢驗(yàn)，檢驗(yàn)孔的深度穿過全部要處理的土洞、溶洞。對于端承樁檢驗(yàn)孔必須位于樁基內(nèi)，對于摩擦樁檢驗(yàn)孔應(yīng)位于以基樁中心為圓心，兩倍基樁半徑為半徑的圓內(nèi)。本樁為端承樁，根據(jù)芯樣顯示，水泥漿形成的結(jié)石體填充樁底的溶洞。最小填充范圍見圖3，填充物與溶洞頂、底板緊密接觸，并且粘結(jié)良好：填充物28天的單軸無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不小于10MPa。說明該施工是成功的，根據(jù)本實(shí)例成功的經(jīng)驗(yàn)，壓漿處理橋梁樁基溶洞效果好，值得參考借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅騏先主編.樁基工程檢測手冊[M].人民交通出版社，2003.

[2]楊文淵，徐犇主編.橋梁施工工程師手冊[M].人民交通出版社，2003.

[3]路橋集團(tuán)第一公路工程局主編.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[M].人民交通出版社，2000.