双液注浆在溶洞处理中的应用

双液注浆在溶洞处理中的应用添加时间：2010-11-06 14:46:191. 工程概况广东省江门至肇庆公路（江肇高速公路）某大桥依次跨越两条河道，桥梁全 长2341m。主跨采用（40+4X68+40） m连续一刚构组合体系。主桥箱梁下部结构 采用单薄壁实心墩。基础均采用钻孔灌注桩基础。2. 地质情况该桥桥位地层由第四系冲积层及海陆交互沉积层、下石炭统灰层、炭质灰岩、 粉砂岩及其风化层组成。沉积层主要由亚粘土、粗细砂、淤泥质粘土、砾砂等组 成，基底岩石绝大部分为灰岩，仅局为粉砂岩，岩面略有起伏，灰岩分布区岩溶 发育。全桥绝大部分桩基存在大小不一的溶洞。为了解决岩溶地质桩基施工技术难题，首先必须通过详细的勘察，查明溶洞 的分布、走向、大小、发育等情况，以及探明溶洞是否漏水，是否有填充物以及 漏水量大小、漏水速度等等。然后根据各桩的地质情况拟订相应的溶洞处理方案 和措施。如果按照常规的钻探方法及一桩一孔，直径为10cm的地质孔不能完全 探明桩位处溶洞的真实情况。因此，有针对性地进行了必要的补勘。本桥主要勘 探方法有： 地质钻芯取样，一桩多孔； 管波勘测； 超声波 CT 勘测。采用以上方法基本上探明了桥位桩基的地质情况。针对该桥存在高度大于 5m 以上的大型溶洞的地质情况，在桩基施工中碰到 的单个大型空洞型溶洞或相邻桩基溶洞连通及单桩存在串珠状溶洞的溶洞桩基， 采用水泥浆液与水玻璃同时注喷的方式，使混合浆液迅速絮凝，在一定范围内形 成水泥固结体，达到填塞溶洞的目的，以较典型的55#-B桩基溶洞处理为例。3. 双液注浆处理溶洞施工应用桩基为桩长48.6m,桩径为150cm的嵌岩桩。该桩基覆盖层为粉质粘土，岩层中 存在三层溶洞，其中最大溶洞高达 9.70m。3.1 施工工艺流程图 1 施工工艺流程图3.2 操作要点3.2.1 施工准备1、场地平整：在桩位处对地面整平，并压实，为钻机摆放提供较好工作面。2、原材料进场并进行原材料检验，合格后方可使用。3、配合比设计：施工前对双液进行配合比设计，水泥浆水灰比W/C范围在0.8:11:1，水玻璃:水泥浆液（体积比）范围为 5%20%。浆液配合比按实际情 况进行调整，遵循先稀后浓的原则，依吸浆情况逐步加浓浆液；当连续注浆单孔 超过 15 吨水泥不见升压或吸浆量下降时，采用提高浆液浓度或双液注浆措施。4、检测所有注浆设备状态，确保设备能正常运转，合理设置水泥棚和搅拌站及 附属设施。3.2.2 注浆孔放样 在桩基四周均布四孔作为注浆孔，孔位至桩基中心间距为 r+50cm，r 为桩基 半径。如下图所示：注浆孔位示意图3.2.3 钻孔引孔1、钻进：土层和岩层部分均采用水钻进行成孔，并跳孔施工。A. 土层钻孔：采用屮130钻头钻进，每一回次钻完后，取出土芯，摆放整齐并用 标签记录不同土层的深度。全孔采用屮127套管，护壁套管露出地面0.20.5 米。B. 岩层钻孔:基岩面以下采用屮110钻头，钻孔过程中均取出岩芯，摆放整齐， 用小标签记录不同岩性和溶洞的深度。钻至设计深度后，用对钻孔进行清洗，清 孔时间不少于20min，设计深度一般为单个大型溶洞钻至溶洞底板下1.0m,或串 珠状溶洞可分层钻进注浆，一般可做2-3层处理，由上层逐步向下层处理。2、钻孔完成后，由地质编录员及时对岩芯进行编录，分层记录不同土层和岩层 的深度，岩溶发育的情况以及地下水位的深度。钻孔过程中,监理工程师旁站记 录地质变化情况。3、采用水泥砂浆对注浆套管进行固定。3.2.3 注浆1、下入双管双喷嘴喷杆到溶洞底板，连接双管导流器；2、高压清水或稀水泥浆喷射切割溶洞底部充填物、沉淀物，预防水泥与溶洞底 板胶结不良；3、双液注浆水泥浆速凝剂同时喷出，在溶洞底部驻喷510分钟，然后自下而上 旋转喷灌；4、现场工作人员根据套管内的水泥浆液面上升速度确定终止喷浆时间，当套管 内水泥液面突然上升时，终止喷浆，及时向孔内补浆。3.2.4 注浆参数控制1、水泥浆采用32.5R优质水泥与清水配制，水灰比0.8:11：1。2、水泥浆的搅拌时间，使用高速搅拌机不少于3min ；使用普通搅拌机应不少于 5min。3、速凝剂（水玻璃）与水泥浆配比（体积比）5%20%，一般采用 5%8%，使用 前现场试验后确定，速凝剂与水泥浆速凝（絮凝）时间在1030秒；4、水泥浆泵压2426Mpa,速凝剂泵压57Mpa；5、水泥浆流量90100L/min,速凝剂流量35L/min；6、提升速度 810cm/min，转速 1015r/min。3.2.5 复钻检查双液注浆第一孔结束后，待68h钻穿孔内水泥浆固结体，了解水泥浆的饱 满成度，如不漏水侧移机下一孔施工，如有漏水现象在原孔进行二次喷灌注浆， 喷浆时加大水泥浆浓度、速凝剂用量。4. 结论本桩基通过双液注浆处理溶洞后，在桩基冲孔过程中，未发生漏浆现象，成 孔质量良好。本工艺取材方便，采用普通 P.O32.5 袋装水泥及市场合格水玻璃即可。注浆 过程浆液不溢流，操作面积小，有利于保护环境不受污染。从钻孔到注浆完毕， 可连续作业，工期可控性强。浆液配比现场调整，注浆效果操控性大。通过双液 注浆处理溶洞溶洞，与常规溶洞处理方法比较，具有高效、短工期等特点，形成 较好的经济效益：1、设备、措施投入方面：注浆设备 12套即可达到施工需要，且操作面小，占 用施工场地少。设备属小型设备，架设方便，操作灵活，不需大型机械配合及大 量安装措施的增加，从而节约施工成本。2、工期方面：钻孔及注浆过程连续，且注浆完成后即可进行冲孔，注浆效果的 高效性确保了溶洞桩基础的施工前提，同时避免较多地质变化的不确定性，与传 统溶洞处理工艺相比，工期方面优势明显。