高壓旋噴技術在處理樁基溶洞中的應用

湯寧斌

【摘要】：高壓旋噴灌漿技術已不僅僅用于軟基處理中，已開始發(fā)展到樁基施工事故的處理中，尤其是巖溶發(fā)育地區(qū)樁基施工中。唐縣冀東水泥熟料生產(chǎn)線4#熟料庫樁基施工中應用高壓旋噴技術成功地完成了灌注樁樁底持力層的加固處理；工程實踐表明，高壓噴射注漿技術處理巖溶地區(qū)灌注樁樁底持力層，取得了良好的技術、經(jīng)濟效益。

【關鍵詞】：挖孔樁施工；溶洞處理；高壓噴射注漿技術

1、工程概況

唐縣冀東水泥廠4500噸/日水泥熟料生產(chǎn)線位于河北省保定市唐縣白合鎮(zhèn)，4#熟料庫現(xiàn)已完成挖孔樁施工，基礎設計為直徑24m圓形整板基礎，單樁承載力特征值為620噸，現(xiàn)整板基礎已施工完畢，在后續(xù)施工前發(fā)現(xiàn)熟料庫基礎持力層灰?guī)r中溶洞發(fā)育。受唐縣冀東水泥有限責任公司（以下簡稱業(yè)主）委托，我公司負責完成該項目的地基處理工作。

2、場地地質條件

根據(jù)勘探揭露，場地勘探深度范圍內分布的主要地層自上而下分述如下：

⑴人工填土層

雜填土（地層代號①）：黃褐色、黃色等，呈松散～稍密狀態(tài)。

⑵第四系全新統(tǒng)坡積+洪積層

粉質粘土（地層代號②1）

黃褐色，局部含少量角礫，呈稍濕、可塑狀態(tài)。

碎石含粉質粘土（地層代號②2）

黃褐色，碎石含量50～70%，呈稍濕、中密狀態(tài)。

⑶太古代巖層

含石英角閃二長巖（地層代號③1）

褐黃～灰綠色，淺灰、灰及灰綠色。巖體結構松散，敲擊易碎，聲音沙啞；巖體中節(jié)理裂隙發(fā)育，切割面上具有氧化鐵染色，呈強風化狀態(tài)。

石英角閃二長巖（地層代號③2）

褐灰～灰白色，等粒結構，塊狀構造，呈中風化狀態(tài)。

⑷奧陶系亮甲山組三段巖層

灰?guī)r（地層代號④）：黃褐色，細晶結構，塊狀構造。巖溶發(fā)育的主要形態(tài)為溶洞、溶孔和溶蝕裂隙，呈中風化狀態(tài)。

溶洞土（地層代號⑤）

該層為溶洞充填物，多為褐黃色粘土，含少量灰?guī)r碎屑，呈濕、可塑狀態(tài)。該層分布于灰?guī)r（地層代號④）層中。

3、加固方案

根據(jù)后續(xù)樁基抽芯情況，發(fā)現(xiàn)3#、29#、45#號樁底溶洞直徑較大，直徑在2.5m～4.9m，另有5根樁底溶洞也較發(fā)育，溶洞充填物為軟塑～可塑狀態(tài)粘土，結合類似工程地基加固處理經(jīng)驗，本著節(jié)約造價和安全可靠的原則，建議4#熟料庫在樁位中心施鉆130鉆孔至樁端持力層以下6.0m，并采用高壓旋噴自下而上注漿處理；若揭露該深度范圍內有大于1.5m溶槽、溶洞時，需在對應樁周圍1.0m內增加三個鉆孔，采用三角形布置，鉆孔至樁底下6.0米處仍采用高壓旋噴處理至設計樁頂，處理結束28天后挑選該類樁進行靜載荷試驗以確定是否滿足設計要求，合格后方和使用。

4、高壓旋噴施工工藝及技術要求

4.1施工工藝

⑴孔位定位

按測放的鉆孔位置安放鉆機，對位偏差應不大于50mm。

⑵高壓旋噴引孔鉆探

高壓旋噴引孔直徑為130mm，采用金剛石鉆頭，鉆探5米完整中風化灰?guī)r可終孔，并作好鉆探記錄。

⑶注漿液制備

注漿液水泥采用P.O 42.5水泥，水灰比為1：1。

⑷高壓旋噴

高壓旋噴采用二重管工藝，水泥漿壓大于20Mpa，流量100～150L/min；氣壓0.3～0.7Mpa，旋噴加固段提升速度為10～15cm/min。

⑸檢測

注漿完成28天后，采用樁靜載荷試驗檢測樁承載力，合格后進行下道工序施工。

4.2技術要求

⑴水泥漿攪拌系統(tǒng)應配有可靠的計量裝置，噴漿系統(tǒng)應配備流量表、壓力計等檢測裝置；在噴漿過程中對提升速度應有速控裝置和措施。

⑵施工前應對漿液流量、噴漿壓力、噴嘴提升速度等進行標定。

⑶注漿泵與鉆機距離一般控制在50～80m范圍內，并根據(jù)施工場地調整。

⑷發(fā)生故障時立即停止提升和旋噴，排除故障后復噴，復噴高度不小于50cm。

⑸水泥漿應在旋噴前一個小時內攪拌，旋噴過程中，鉆孔中正常的冒漿量控制在20%以下。超過20%或完全不冒漿時，應查明原因采取相應措施。

⑹高噴灌漿過程中，出現(xiàn)壓力突降或驟增、孔口回漿密度或回漿量異常等情況時，應查明原因，及時處理。

5、效果檢驗

通過上述高壓旋噴加固，處理效果明顯，對3#、29#、45#樁進行靜載荷試驗，單樁承載力均滿足設計要求，抽芯旋噴體的單軸極限抗壓強度最低為12.0Mpa。

總結，因底板已施工完畢，若采用別的施工工藝處理，需破除鋼筋混凝土底板，工程量較大，不僅增加成本，工期也受很大影響；采用地質鉆機成孔，高壓旋噴加固溶洞土，施工便捷，對周邊影響范圍小，可同時上多臺設備，工期有保障，質量滿足要求，為業(yè)主創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。