張盛鵬

(中鐵十六局集團(tuán)有限公司第四工程有限公司，北京 100000)

1 工程概況

肇花高速公路第二合同段大旺大橋17-4，20-2，20-4三處為樁基底部溶洞，高度較大，溶洞頂板厚度小，易引發(fā)覆蓋層坍塌造成施工安全事故，在樁基成孔施工前必須進(jìn)行溶洞預(yù)處理施工。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求針對(duì)17-4，20-2，20-4三處樁底溶洞情況，對(duì)于此三處樁底溶洞在樁基成孔施工前對(duì)樁底溶洞進(jìn)行旋噴處理。為保證旋噴處理效果及樁基施工安全順利進(jìn)行，特制定此專項(xiàng)施工方案。

2 施工方法

根據(jù)大旺大橋設(shè)計(jì)圖紙及17-4，20-2，20-4三處樁基《詳細(xì)工程地質(zhì)勘察報(bào)告》，樁基直徑均為1.5 m，樁底溶洞埋深、高度及填充物見(jiàn)表1。

為保證樁基基礎(chǔ)穩(wěn)定及樁基施工順利進(jìn)行，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)于17-4，20-2，20-4三處樁基，需對(duì)每根樁基樁底進(jìn)行高壓旋噴水泥漿處理。具體施工方法為:樁基施工前在樁基范圍內(nèi)合理布孔(本工程中布注漿孔三個(gè)，旋噴處理完畢后布檢查孔三個(gè))，布孔完畢后，分別對(duì)三個(gè)注漿孔采用地質(zhì)鉆機(jī)根據(jù)孔位進(jìn)行抽芯引孔施工，考慮到填充物為全填充軟塑～流塑狀的粉質(zhì)粘土，為保證旋噴水泥漿與周圍土體充分結(jié)合，先對(duì)注漿土體進(jìn)行清水清洗切割，形成空腔，然后采用高壓旋噴樁機(jī)從下到上依次旋噴注漿進(jìn)行溶洞處理。溶洞處理完成7 d后，在指定位置施工檢查孔進(jìn)行自檢，以確定溶洞處理范圍內(nèi)是否充填飽滿，不飽滿的需作二次注漿，以保證質(zhì)量。

3 施工工藝流程及施工注意事項(xiàng)

1)施工工藝流程。施工準(zhǔn)備→布孔(根據(jù)鉆孔灌注樁樁徑及旋噴范圍布置注漿孔)→地質(zhì)鉆機(jī)就位→鉆芯引孔→旋噴樁機(jī)就位→旋噴清水切割土體→旋噴水泥漿形成樁體→噴射結(jié)束、拔管→機(jī)械清洗、移機(jī)→7 d后抽芯檢查→不合格從檢查孔二次注漿。

2)施工準(zhǔn)備。a.施工人員安排。項(xiàng)目經(jīng)理部安排1名現(xiàn)場(chǎng)工程師及1名質(zhì)檢工程師進(jìn)行施工技術(shù)方案實(shí)施及施工質(zhì)量控制。設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)施工隊(duì)長(zhǎng)1名，施工人員15名。b.主要施工設(shè)備及材料見(jiàn)表2。c.平整場(chǎng)地。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，填筑樁機(jī)施工平臺(tái)，保證樁機(jī)穩(wěn)定就位準(zhǔn)確。

表2 所需機(jī)械設(shè)備及材料

3)布設(shè)注漿孔及檢查孔。a.布孔。根據(jù)17-4，20-2，20-4三根樁基直徑為1.5 m，旋噴形成樁體范圍直徑約為1.0 m～1.4 m，以旋噴樁體覆蓋整個(gè)鉆孔樁截面為原則，布設(shè)注漿孔3個(gè)，檢查孔3個(gè)，具體位置見(jiàn)圖1。b.檢查孔的作用及目的。檢查孔布置如圖1所示，為確保旋噴樁體水平向覆蓋整個(gè)鉆孔樁截面，豎向貫穿溶洞，當(dāng)注漿孔旋噴水泥漿(留取3組試塊，同條件養(yǎng)護(hù))完成7 d后使用地質(zhì)鉆機(jī)在圖示3個(gè)檢查孔抽芯檢查，所抽取的芯樣重點(diǎn)檢測(cè)溶洞范圍內(nèi)樁體抗壓強(qiáng)度并觀察水泥柱體是否均勻、飽滿，當(dāng)所檢芯樣抗壓強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求(所應(yīng)達(dá)到的強(qiáng)度值由設(shè)計(jì)方聯(lián)同監(jiān)理通過(guò)水泥凈漿抗壓實(shí)驗(yàn)確定)且水泥樁體均勻、飽滿、摻雜雜質(zhì)較少則可判定旋噴處理范圍及成樁情況滿足要求，否則應(yīng)按照上述步驟沿檢查孔二次旋噴注漿。

圖1 溶洞注漿孔布置圖

4)鉆芯引孔。采用XY-150型地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行，按設(shè)計(jì)注漿孔位置將鉆機(jī)準(zhǔn)確就位后鉆孔，φ127 mm地質(zhì)鋼套管護(hù)孔跟進(jìn)，φ108 mm鉆具成孔，基巖鉆孔孔徑為91 mm，孔深鉆至溶洞底板以下1.00 m。注意鉆孔至溶洞時(shí)提取土質(zhì)芯樣，再次確認(rèn)溶洞高度。

5)清水切割土體。引孔施工完畢后，高壓旋噴樁機(jī)就位，鉆頭沿引孔插入至溶洞底，旋噴清水，邊旋噴邊以5 cm/min～10 cm/min提鉆。為保證使溶洞填充物充分?jǐn)嚢栊纬伤嗤?，清水切?遍～4遍。

6)水泥漿制備及旋噴注漿。a.水泥漿制備。旋噴樁采用P.O32.5水泥，施工用水就近選取，水泥用量為450 kg/m，水泥漿液配制嚴(yán)格按水灰比為1∶1控制。進(jìn)行灰漿攪拌時(shí)，先加水，然后再加入水泥，每次灰漿攪拌不小于2 min，水泥漿應(yīng)邊使用邊制備，在灰漿拌和機(jī)中不斷攪拌漿液，直至噴漿。b.旋噴噴漿。旋噴鉆機(jī)的特殊噴嘴(單噴嘴)置入地層溶洞底板以下1 m位置，利用高壓泵噴射水泥漿，形成高壓噴射流，沖擊松散填充物，并利用注漿管的提升和旋轉(zhuǎn)，使從土體崩落(切割)的土粒、砂粒與漿液攪拌混合，凝固后，形成水泥、砂、土體混合的具有一定強(qiáng)度的固結(jié)體(樁體)。噴射段為溶洞底板下延1.00 m至溶洞內(nèi)填充物頂面以上1.00 m。c.施工參數(shù)見(jiàn)表3。d.噴漿注意事項(xiàng)。開(kāi)始時(shí)先送高壓水對(duì)溶洞土體進(jìn)行切割。在樁底部(溶洞底部)邊旋轉(zhuǎn)邊噴射5 min后再進(jìn)行邊旋轉(zhuǎn)，邊提升，邊噴射。鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不斷;當(dāng)注漿管不能一次提升完成而需分次拆卸時(shí)，拆卸動(dòng)作要快，再次噴漿時(shí)，要保證30 cm的復(fù)噴段以防止斷樁。e.沖洗及移動(dòng)機(jī)具。當(dāng)噴射提升至設(shè)計(jì)高程，旋噴結(jié)束。應(yīng)立刻把注漿管拔出，徹底清洗泥漿泵、高壓泵，管內(nèi)、機(jī)內(nèi)均不得有漿液和其他雜物殘留。高壓旋噴過(guò)程示意圖見(jiàn)圖2。

表3 施工參數(shù)表

圖2 高壓旋噴過(guò)程示意圖

7)溶洞處理加固效果檢查及二次噴漿。溶洞旋噴處理7 d后，使用地質(zhì)鉆機(jī)，預(yù)定檢查孔抽芯檢查，確保處理范圍及成樁情況，合格后方可進(jìn)行樁基施工。如處理加固范圍不夠，應(yīng)按照上述步驟沿檢查孔二次旋噴注漿。

4 邊坡襯砌混凝土施工關(guān)鍵點(diǎn)

1)合理布孔確保旋噴樁體水平向覆蓋整個(gè)鉆孔樁截面，豎向貫穿溶洞。2)清水切割土體保證使溶洞填充物充分?jǐn)嚢栊纬伤嗤痢?)水泥漿液配制嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制水灰比為1∶1。

5 結(jié)語(yǔ)

橋梁樁底溶洞旋噴處理的施工方法，經(jīng)過(guò)本工程在施工過(guò)程中的應(yīng)用，已經(jīng)形成一套成熟的施工技術(shù)方法，按照該方法施工對(duì)樁基施工安全順利進(jìn)行及工程的施工質(zhì)量起到很大作用。