巖溶地質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：本項目針對巖溶發育地質采用高壓旋噴注漿護壁結合旋挖成樁工藝，克服了傳統沖孔成樁工藝效率低、泥漿多、震動不利影響大的技術難題，而且機械化程度高，經濟環保。

關鍵詞：溶洞，高壓旋噴注漿，旋挖成樁，施工工藝

一、工程概況

景德鎮攬楓郡項目位于景德鎮市昌江區，屬于政府安置小區，包括12棟住宅樓及相關商業裙樓和一個幼兒園，占地面積50474m2。本項目基礎形式為沖孔灌注樁基礎，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≥3D，且不小于5米。設計樁身完整嵌巖深度依樁型而定，從0.5米～2.1米不等。

本項目地質情況復雜，根據項目初勘162個勘測孔位，93個顯示有溶洞，溶洞占比57%，故設計要求對塔樓樁位做一樁一孔的勘測，塔樓詳勘顯示736個樁位存在溶洞樁位485根，溶洞占比65%。溶洞從西往東發育程度逐漸增高，溶洞大多以二層、三、四層溶洞為主，見少量八、九層溶洞，溶洞高度為0.3-20.5m不等，溶洞內填充物以粘性土，礫砂為主，夾灰巖碎屑。

二、工程難點

本項目在沖孔灌注樁施工過程中因地質復雜，溶洞極其發育且連通性好，導致成樁緩慢，影響工期、混凝土超方嚴重。且項目附近存在大量老舊房屋，項目前期在沖孔灌注樁試樁過程中，在其周邊30米范圍內能感受到明顯震感。若對靠近老舊房屋的樁基采用沖孔灌注樁工藝，可能會對周邊房屋產生不利的影響。

為解決上述難點，本項目采取了多種成樁工藝，如單動力潛孔鉆，強螺旋等但因上述工藝對場地的要求較高，效果均不太理想。最終與設計院和專家討論探索出高壓旋噴注漿結合旋挖成樁的工藝。

三、高壓旋噴注漿結合旋挖成樁工藝的應用

（一）工藝原理

高壓旋噴注漿能將其噴射影響范圍內的土體與水泥漿液攪拌混合。形成具有一定強度的混合物，增加土體的粘接力。在工程樁周布設一定數量的注漿孔位，使工程樁四周土體固化形成一個封閉的帷幕。然后再進行旋挖灌注樁的施工，能有效避免因溶洞發育造成的塌孔、超方現象，有效提高成樁質量和成樁速率。

（二）工藝流程及注意事項

高壓旋噴注漿結合旋挖成樁的工藝流程如圖3.2.1所示。

1、前期準備

在正式高壓旋噴注漿之前，應先進行施工場地平整并進行高壓旋噴注漿的試噴試驗。本項目選取了溶洞為3—4層且溶洞深度相差不大的不同樁徑的樁位進行試噴試驗。主要目的在于確定最佳水灰比，以及確定不同樁徑布設噴注漿孔位的最佳數量。根據試樁情況，本項目水灰比在0.7左右為最佳，樁徑為800mm、1000mm的樁位設5個注漿孔位、樁徑為1200mm的樁位設7個注漿孔位為最佳。孔位布設圖如圖2所示。

試驗確定工藝各項參數后，便可進行注漿操作。

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

漿液制備。潛孔鉆機移位時，開始拌制水泥漿，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，攪拌灰漿過程中，首先將水加入桶中，再將水泥倒入，開動攪拌機攪拌10～20分鐘，攪拌機轉速為800r/min左右，漿液在灰漿拌和機中要不斷攪拌，直到噴漿之前，

注漿。為防止旋噴注漿時由于相鄰倆孔施工距離過近，或施工時間間隔過短，造成相鄰注漿孔位注漿時串漿，影響注漿效果。故采取跳樁分批次注漿，即先注每個樁位的A、C孔位，再注B、D孔位，最后注E孔。七個注漿孔位的，先注A、C、E孔，在注B、D、F孔，最后注G孔。注漿管下放至預定位置后，開始泵漿，在孔底定噴數秒，調整泵壓至設計值并孔口反漿正常后開始邊旋轉邊提升。相同樁位，第一次注漿后需等待3天后才能進行相鄰注漿孔的注漿。注漿的相關參數取值如表3.2.1所示。

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

四、高壓旋噴結合旋挖成樁工藝與沖孔成樁對比分析

本項目經高壓注漿處理后旋挖鉆進形成的樁孔成孔質量良好，未出現縮頸、塌孔等情況，灌注混凝土時也未出現超方情況。

經濟性對比。與以往沖孔對比工藝相比，沖孔灌注樁平均每延米各項各項費用約2430元，高壓旋噴注漿+旋挖成樁工藝中，平均每延米各項費用約2800元/m，

施工進度對比。以3-4溶洞且溶洞深度相差不大的樁位對比，沖孔灌注樁每根需花費6—8天時間，高壓旋噴注漿+旋挖成樁，平均每根需2天，在溶洞發育的地質條件下，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。

對周邊影響對比。沖孔入巖階段，會產生較大的震動，周邊30m范圍內均有明顯的感受，對周邊的道路、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振動。

安全文明施工對比。沖孔需設置大量小的泥漿池，還需集中設置廢漿收集池，嚴重影響現場安全文明施工，同時后期泥漿外運較為影響施工進度。高壓旋噴注漿+旋挖成樁的工藝屬于干作業無泥漿產生，有利于現場安全文明施工。

五、結語

綜上所述，本項目所采用的高壓旋噴注漿結合旋挖成樁的工藝，在溶洞發育地區樁基施工中與傳統的沖孔灌注樁施工工藝相比有著成樁速度快，成樁質量高，有利于安全文明施工，以及對周邊環境影響小的優勢。雖然高壓旋噴注漿結合旋挖成樁的工藝成本比沖孔灌注樁施工工藝略高，但在溶洞發育的地質情況下仍是很值得采用的。

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