巖溶地質(zhì)條件下一種新型溶洞處理成樁工藝

胡中元 向田 葛鳴辰 許石香

摘要：本項(xiàng)目針對(duì)巖溶發(fā)育地質(zhì)采用高壓旋噴注漿護(hù)壁結(jié)合旋挖成樁工藝，克服了傳統(tǒng)沖孔成樁工藝效率低、泥漿多、震動(dòng)不利影響大的技術(shù)難題，而且機(jī)械化程度高，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

關(guān)鍵詞：溶洞，高壓旋噴注漿，旋挖成樁，施工工藝

一、工程概況

景德鎮(zhèn)攬楓郡項(xiàng)目位于景德鎮(zhèn)市昌江區(qū)，屬于政府安置小區(qū)，包括12棟住宅樓及相關(guān)商業(yè)裙樓和一個(gè)幼兒園，占地面積50474m2。本項(xiàng)目基礎(chǔ)形式為沖孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑有800、1000、1200mm三種，樁類型為端承樁，樁端以下完整持力層應(yīng)≥3D，且不小于5米。設(shè)計(jì)樁身完整嵌巖深度依樁型而定，從0.5米～2.1米不等。

本項(xiàng)目地質(zhì)情況復(fù)雜，根據(jù)項(xiàng)目初勘162個(gè)勘測(cè)孔位，93個(gè)顯示有溶洞，溶洞占比57%，故設(shè)計(jì)要求對(duì)塔樓樁位做一樁一孔的勘測(cè)，塔樓詳勘顯示736個(gè)樁位存在溶洞樁位485根，溶洞占比65%。溶洞從西往東發(fā)育程度逐漸增高，溶洞大多以二層、三、四層溶洞為主，見(jiàn)少量八、九層溶洞，溶洞高度為0.3-20.5m不等，溶洞內(nèi)填充物以粘性土，礫砂為主，夾灰?guī)r碎屑。

二、工程難點(diǎn)

本項(xiàng)目在沖孔灌注樁施工過(guò)程中因地質(zhì)復(fù)雜，溶洞極其發(fā)育且連通性好，導(dǎo)致成樁緩慢，影響工期、混凝土超方嚴(yán)重。且項(xiàng)目附近存在大量老舊房屋，項(xiàng)目前期在沖孔灌注樁試樁過(guò)程中，在其周邊30米范圍內(nèi)能感受到明顯震感。若對(duì)靠近老舊房屋的樁基采用沖孔灌注樁工藝，可能會(huì)對(duì)周邊房屋產(chǎn)生不利的影響。

為解決上述難點(diǎn)，本項(xiàng)目采取了多種成樁工藝，如單動(dòng)力潛孔鉆，強(qiáng)螺旋等但因上述工藝對(duì)場(chǎng)地的要求較高，效果均不太理想。最終與設(shè)計(jì)院和專家討論探索出高壓旋噴注漿結(jié)合旋挖成樁的工藝。

三、高壓旋噴注漿結(jié)合旋挖成樁工藝的應(yīng)用

（一）工藝原理

高壓旋噴注漿能將其噴射影響范圍內(nèi)的土體與水泥漿液攪拌混合。形成具有一定強(qiáng)度的混合物，增加土體的粘接力。在工程樁周布設(shè)一定數(shù)量的注漿孔位，使工程樁四周土體固化形成一個(gè)封閉的帷幕。然后再進(jìn)行旋挖灌注樁的施工，能有效避免因溶洞發(fā)育造成的塌孔、超方現(xiàn)象，有效提高成樁質(zhì)量和成樁速率。

（二）工藝流程及注意事項(xiàng)

高壓旋噴注漿結(jié)合旋挖成樁的工藝流程如圖3.2.1所示。

1、前期準(zhǔn)備

在正式高壓旋噴注漿之前，應(yīng)先進(jìn)行施工場(chǎng)地平整并進(jìn)行高壓旋噴注漿的試噴試驗(yàn)。本項(xiàng)目選取了溶洞為3—4層且溶洞深度相差不大的不同樁徑的樁位進(jìn)行試噴試驗(yàn)。主要目的在于確定最佳水灰比，以及確定不同樁徑布設(shè)噴注漿孔位的最佳數(shù)量。根據(jù)試樁情況，本項(xiàng)目水灰比在0.7左右為最佳，樁徑為800mm、1000mm的樁位設(shè)5個(gè)注漿孔位、樁徑為1200mm的樁位設(shè)7個(gè)注漿孔位為最佳?？孜徊荚O(shè)圖如圖2所示。

試驗(yàn)確定工藝各項(xiàng)參數(shù)后，便可進(jìn)行注漿操作。

2、高壓旋噴注漿施工

高壓旋噴注漿的工藝流程如圖3.2.3所示。

3、注意事項(xiàng)

漿液制備。潛孔鉆機(jī)移位時(shí)，開(kāi)始拌制水泥漿，高壓旋噴注漿的漿液，采用42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.7，攪拌灰漿過(guò)程中，首先將水加入桶中，再將水泥倒入，開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)攪拌10～20分鐘，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為800r/min左右，漿液在灰漿拌和機(jī)中要不斷攪拌，直到噴漿之前，

注漿。為防止旋噴注漿時(shí)由于相鄰倆孔施工距離過(guò)近，或施工時(shí)間間隔過(guò)短，造成相鄰注漿孔位注漿時(shí)串漿，影響注漿效果。故采取跳樁分批次注漿，即先注每個(gè)樁位的A、C孔位，再注B、D孔位，最后注E孔。七個(gè)注漿孔位的，先注A、C、E孔，在注B、D、F孔，最后注G孔。注漿管下放至預(yù)定位置后，開(kāi)始泵漿，在孔底定噴數(shù)秒，調(diào)整泵壓至設(shè)計(jì)值并孔口反漿正常后開(kāi)始邊旋轉(zhuǎn)邊提升。相同樁位，第一次注漿后需等待3天后才能進(jìn)行相鄰注漿孔的注漿。注漿的相關(guān)參數(shù)取值如表3.2.1所示。

旋挖鉆進(jìn)成孔。在高壓旋噴旋挖工藝完畢后，需等待10天左右再進(jìn)行旋挖鉆進(jìn)成孔。

四、高壓旋噴結(jié)合旋挖成樁工藝與沖孔成樁對(duì)比分析

本項(xiàng)目經(jīng)高壓注漿處理后旋挖鉆進(jìn)形成的樁孔成孔質(zhì)量良好，未出現(xiàn)縮頸、塌孔等情況，灌注混凝土?xí)r也未出現(xiàn)超方情況。

經(jīng)濟(jì)性對(duì)比。與以往沖孔對(duì)比工藝相比，沖孔灌注樁平均每延米各項(xiàng)各項(xiàng)費(fèi)用約2430元，高壓旋噴注漿+旋挖成樁工藝中，平均每延米各項(xiàng)費(fèi)用約2800元/m，

施工進(jìn)度對(duì)比。以3-4溶洞且溶洞深度相差不大的樁位對(duì)比，沖孔灌注樁每根需花費(fèi)6—8天時(shí)間，高壓旋噴注漿+旋挖成樁，平均每根需2天，在溶洞發(fā)育的地質(zhì)條件下，沖孔灌注樁的成樁速度是非常慢的，相同溶洞條件下，高壓旋噴注漿+旋挖成樁的成樁速率在沖孔的3-4倍左右。

對(duì)周邊影響對(duì)比。沖孔入巖階段，會(huì)產(chǎn)生較大的震動(dòng)，周邊30m范圍內(nèi)均有明顯的感受，對(duì)周邊的道路、建筑物以及地下室管線等等極有可能造成不利影響，而高壓旋噴注漿+旋挖成樁的工藝基本無(wú)振動(dòng)。

安全文明施工對(duì)比。沖孔需設(shè)置大量小的泥漿池，還需集中設(shè)置廢漿收集池，嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)安全文明施工，同時(shí)后期泥漿外運(yùn)較為影響施工進(jìn)度。高壓旋噴注漿+旋挖成樁的工藝屬于干作業(yè)無(wú)泥漿產(chǎn)生，有利于現(xiàn)場(chǎng)安全文明施工。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本項(xiàng)目所采用的高壓旋噴注漿結(jié)合旋挖成樁的工藝，在溶洞發(fā)育地區(qū)樁基施工中與傳統(tǒng)的沖孔灌注樁施工工藝相比有著成樁速度快，成樁質(zhì)量高，有利于安全文明施工，以及對(duì)周邊環(huán)境影響小的優(yōu)勢(shì)。雖然高壓旋噴注漿結(jié)合旋挖成樁的工藝成本比沖孔灌注樁施工工藝略高，但在溶洞發(fā)育的地質(zhì)情況下仍是很值得采用的。

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