巖溶注漿技術(shù)在月亮山大橋6#墩的成功應(yīng)用

（湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì) 湖北黃石435100）

（湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì) 湖北黃石435100）

黃石市月亮山大橋6#墩在采用沖孔樁進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工時(shí)，因鉆至溶洞后，孔內(nèi)漏漿及垮孔，沖孔樁施工困難，經(jīng)與業(yè)主單位及專家組討論后，擬采取帷幕注漿后再進(jìn)行沖孔樁施工，本文對月亮山大橋6#墩注漿設(shè)計(jì)方案、施工過程、堵水效果等進(jìn)行了論述。工程實(shí)踐表明帷幕注漿技術(shù)是克服巖溶地區(qū)基礎(chǔ)施工難題的有效技術(shù)方法之一。

巖溶注漿基礎(chǔ)施工月亮山大橋

0 前言

月亮山大橋位于黃石市中心原陳家灣立交橋附近，該橋北接湖濱大道，跨頤陽路、老武黃鐵路、沿湖路，南接月亮山隧道，是黃陽一級公路的重要組成部分，是黃石市中心連接黃金山工業(yè)園及陽新縣的重要通道，橋址起迄里程為1K3+114.20～1K3+476.80，橋長362.60m。其中6#墩中心里程為1K3+295.5，6#墩設(shè)置2個(gè)樁，樁Z19里程為1K3+295.5左3.5m，樁Z20里程為1K3+295.5右3.5m，樁徑1.80m。經(jīng)勘察，6#墩兩個(gè)樁均見溶洞，其中Z19溶洞位于22.90~29.60m，Z19溶洞位于25.10~28.20m，充填物為風(fēng)化的石灰?guī)r碎屑夾粘性土，勘察時(shí)鉆進(jìn)有掉塊及垮孔現(xiàn)象，全孔采用套管護(hù)壁才能順利鉆進(jìn)。中鐵十一局對6#墩Z19、Z20兩個(gè)樁基礎(chǔ)采用沖孔樁施工，因鉆至溶洞后，孔內(nèi)漏漿及垮孔，沖孔樁施工困難，經(jīng)過大量（約1200m3）注水泥漿、拋投塊石及粘土球等措施后，孔內(nèi)水位仍未見回升，經(jīng)與專家組討論后，該橋墩樁基施工時(shí)水位為13m左右，低于附近磁湖及長江水位，裂隙溶洞地下水估計(jì)與東南側(cè)廢棄煤礦裂隙相溝通，擬采取帷幕注漿后再進(jìn)行沖孔樁施工，為確保6#墩Z19、Z20兩個(gè)樁注漿有效果，縮短建設(shè)周期，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，本文重點(diǎn)介紹了巖溶注漿技術(shù)在月亮山大橋6#墩的成功經(jīng)驗(yàn)。

1 月亮山大橋6#墩地層概況

根據(jù)勘察揭示，場區(qū)的巖土層按其成因分類主要有：第四系人工填土層（Q4ml）雜填土；第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）粉質(zhì)黏土；下伏為三疊系（T）下統(tǒng)大冶組石灰?guī)r，巖溶很發(fā)育。

2 注漿堵水方案

2.1 設(shè)計(jì)意圖

通過對6#墩Z19、Z20溶洞進(jìn)行鉆孔注漿加固，達(dá)到充填溶洞孔隙，形成止水帷幕，堵塞地下水通道，防止后期成樁后水泥大量漏失，保障樁基礎(chǔ)施工的目的。

2.2 注漿質(zhì)量要求

通過注漿形成注漿隔水帷幕，將含水層的過水通道進(jìn)行封堵，沖孔樁能順利施工。

2.3 注漿孔布置

6#墩Z19、Z20#樁樁徑1.80m，每個(gè)樁布置注漿孔8個(gè)，孔位布置在樁鋼護(hù)筒外1.0m的圓周上，注漿孔間距為1.46m。設(shè)計(jì)孔深鉆至溶洞底板即可，設(shè)計(jì)孔深28.2-29.6m，設(shè)計(jì)總進(jìn)尺462.40m。

2.4 注漿孔施工次序

為提高注漿效果，防止串漿，鉆孔應(yīng)跳孔間隔施工，本工程16個(gè)注漿孔分二序施工。

2.5 灌漿

采用一次性純壓式灌漿法注漿，采用多次注漿，間隔時(shí)間不超過水泥初凝時(shí)間并不超過4小時(shí)。注漿孔鉆至設(shè)計(jì)孔深后下入注漿器進(jìn)行注漿，注漿材料采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥漿液采用機(jī)械攪拌制備。水泥漿水灰比采用1:1，注漿壓力不超過2.0MPa。地面、樁孔有漏漿現(xiàn)象或注漿壓力達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可結(jié)束灌漿。灌漿過程中發(fā)生孔與孔之間串漿時(shí)，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行注漿。注漿量大而難以結(jié)束時(shí)，可采用下列措施處理：低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿。

2.6 設(shè)計(jì)工程量

根據(jù)相近工程進(jìn)行估算，本工程設(shè)計(jì)總注漿量約400m3，設(shè)計(jì)水泥用量約308噸。鉆孔工作量為16孔462.40m。

3 施工工藝與注漿方法

3.1 注漿施工工藝

（1）注漿孔采用鋼卷尺放樣，采用XY-1型液壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔，第四系覆蓋層采用硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)，基巖采用金剛石鉆頭鉆進(jìn)，注漿孔開孔孔徑?130 mm，灌漿段孔徑應(yīng)≥91mm。（2）該墩兩樁地質(zhì)情況較復(fù)雜，鉆孔穿越的溶洞較大，孔內(nèi)掉塊卡鉆嚴(yán)重，在溶洞處必須套管護(hù)壁方可順利鉆進(jìn)。（3）當(dāng)注漿孔按設(shè)計(jì)鉆至該注漿段深度，經(jīng)沖洗孔內(nèi)巖粉后即可進(jìn)行注漿作業(yè)。

3.2 注漿方法

采用下行式純壓注漿，自上而下下行式分段注漿法。注漿材料采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥漿液采用機(jī)械攪拌制備，水泥漿水灰比采用1:1。最大注漿壓力不超過1.0MPa，采用間歇式注漿法，使止?jié){套管底部與土層結(jié)合穩(wěn)固，降低后續(xù)分段注漿時(shí)向上串漿的可能性。

3.3 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

（1）當(dāng)基巖段注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，漿液難以注入時(shí)。（2）在最大設(shè)計(jì)壓力下，當(dāng)注入率不大于1 L/min后，繼續(xù)灌注30min，可結(jié)束灌漿。

4 注漿堵水效果分析

注漿工程竣工后，對各序注漿孔注漿量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，前期注漿孔注漿量大，后期注漿孔注漿漿量明顯減少，后序注漿孔巖芯節(jié)理裂隙、溶蝕空隙中均發(fā)現(xiàn)有已固結(jié)的水泥，亦說明巖層含水裂隙逐漸被漿液充填，達(dá)到止水效果。通過各序注漿孔注漿量的統(tǒng)計(jì)與分析，1序注漿孔平均每米吸漿量為5.23 m3/m，2序注漿孔平均每米吸漿量為1.98 m3/m，每米吸漿量大幅下降62.15%，說明注漿施工有效，巖石裂隙、溶洞孔隙率大幅降低。

5 注漿后成果

在注漿完工9孔時(shí)，地下水位從13m已明顯有回升現(xiàn)象，后期注漿孔鉆孔施工時(shí)均有返水現(xiàn)象，在鉆完15孔時(shí)，20#樁已完成了沖孔樁的施工，在灌注混凝土?xí)r，只見少許漏漿現(xiàn)象，為該項(xiàng)目順利完工爭取了時(shí)間。本工程完工后，根據(jù)鉆孔前后施工情況對比，注漿達(dá)到了一定的效果，且ZJ19-4與ZJ20-4在注漿時(shí)已無法注入水泥漿，注漿時(shí)壓力超過2.0MPa，溶洞及裂隙已被充填，通過本次注漿工程，達(dá)到了巖溶加固的目的。

6 結(jié)論

工程實(shí)踐表明，沖孔樁在施工前采用地面帷幕注漿技術(shù)，可有效降低沖孔樁施工難度，明顯加快基礎(chǔ)施工進(jìn)度，并確?；A(chǔ)質(zhì)量可靠，是克服巖溶地區(qū)基礎(chǔ)施工難題的有效技術(shù)方法之一。

[1]注漿與錨固技術(shù)手冊

[2]水工建筑物注漿規(guī)范

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巖溶注漿技術(shù)在月亮山大橋6#墩的成功應(yīng)用

■熊朝暉 馮斌 夏勇

U445[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-444-1