武江大橋樁基溶洞注漿工藝與控制淺談

摘要：巖溶地區曾被稱做建橋“禁區”，主要有兩方面原因：一是成樁質量難以保證;二是樁基礎施工過程易發生塌孔事故，施工安全難以保證。

關鍵詞：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

廣樂高速T5標武江大橋跨越武江主航道，橋位處武江為Ⅶ航道。本橋起、終點樁號為AK0+425.2和AK0+820.8，橋跨布置為4×20m現澆連續箱梁+4×20m現澆連續箱梁+（40+70+40）m現澆連續箱梁+4×20m現澆連續箱梁，橋全長395.6m;其中主橋（40+70+40）m采用變截面預應力混泥土連續箱梁，兩岸引橋采用預應力現澆連續箱梁。

主墩墩身采用等截面圓端形實心墩，墩身橫向最長處11.5m，順橋方向壁厚2.0m。主墩承臺厚3.5m，基礎采用1.8m的鉆孔灌注樁，基樁按梅花形布置，每墩6根樁。過度墩采用雙柱墩樁基礎，樁基2.0m。

二、分析

此橋處于巖溶特別發達地區，前期鉆探已發現溶洞規模大數量多、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，較大達到10cm以上。采用高壓旋噴注漿，因粒徑較大，會對噴射漿液形成阻擋作用，漿液擴散范圍有限;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;為摸索成功經驗，選取水中8#-1樁基位處溶洞為試驗對象，覆蓋層采用袖閥管注漿，溶洞采取靜壓注漿。

三、施工工藝與過程控制

㈠第一階段為覆蓋層加固注漿：

1.鉆孔前先在鋼護筒內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散到卵石層起到加固作用。回填范圍為護筒周邊2m左右，高度3m左右。

2.以樁中心為原點，在直徑為2.5m的圓周上均勻布置10個鉆孔作為卵石層注漿加固孔，編號為1～10號。采用兩臺XY-1A地質鉆機對稱鉆進，Ф127mm套管和Ф108mm鉆具跟管鉆進至巖面，Ф127mm套管鉆進至巖面，Ф108mm鉆具鉆至入基巖面;鉆孔垂直度誤差應小于1%。

3.鉆孔完成后，將袖閥管（袖閥管一般用內徑Ф50mm的PVC塑料管制作而成，每隔33cm設一組射漿孔，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，管內應充滿清水。同時袖閥管管口應高出平臺10～20cm，為防止露出河床面以上的袖閥管在施工期間發生折斷而無法進行注漿施工。

4.在拔出Ф127mm套管后，應采用直徑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，開始往Ф75mm管內環狀空間內注滿套殼料，注漿材料為：水泥：粘土：水（重量比）=1：1.5：1.9。

5.在注完套殼料達到一定強度后開始在袖閥管內插入雙向密封注漿芯管（也稱注漿槍頭），自下而上分段注漿;每段注漿時應先加大注漿壓力使漿液頂開橡皮套，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.過程控制：

⑴在正式注漿前，現場應做注漿試驗，根據試驗結果，調整及確定正式的注漿施工參數。

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

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

⑷停止注漿標準（注漿終灌標準采用飽和灌注法）：

①注漿壓力超過設計值或穩定壓力超過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（A～D，如個別鉆孔未鉆遇溶洞，應調整孔位或現場決定是否增加鉆孔），呈十字型對稱布置，采用兩臺XY-1A地質鉆機對稱鉆孔，Ф127mm金剛石鉆頭對袖閥管注漿形成的砂漿及卵石固結體進行抽芯鉆進，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金剛石鉆頭鉆進至溶洞底板。

2.鉆孔自上而下分層進行，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、對第二層注漿，依次循環直至最后一層溶洞。在過程中也可通過對下一層溶洞鉆孔施工檢驗上一層溶洞的注漿質量，對存充填不滿的溶洞則繼續補充注漿處理。

3.注漿時從套管內下鉆桿（注漿管）溶洞底部并上提約50cm，直接注壓入水泥漿，同時把孔內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.過程控制：

⑴在正式注漿前，現場應做注漿試驗，根據試驗結果，調整及確定正式的注漿施工參數。

⑵溶洞注漿過程中注漿壓力控制為0～1.0MPa。

⑶溶洞注漿過程中若注漿無法長時間提升壓力或孔口不返漿，則可采取降低流量、降低壓力、間歇灌注等方法進行注漿。

⑷停止注漿標準（注漿終灌標準采用飽和灌注法）：

①注漿壓力超過設計值或穩定壓力超過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、結論

本次試驗總耗時近兩個月，采用了“超前鉆”技術、全護筒、靜力注漿、覆蓋層注漿等技術措施克服了巖溶地區存在的關鍵技術問題;通過對覆蓋層注漿及溶洞注漿抽芯芯樣檢測，芯樣均為比較完整的水泥固結體，施工效果達到加固處理的目的;為下一步樁基礎正常、安全施工（不發生漏漿或者少漏漿、不發生塌孔）打下堅實基礎。

圖3溶洞注漿施工流程圖

參考文獻：

[1]王夢恕，宋廷坤，王潛主編·《工程機械施工手冊》·中國鐵道出版社·1992

[2]《地基處理手冊》第三版

[3]《錨固與注漿技術手冊》第二版