巖溶注漿處理

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1、巖溶地基橋梁樁基施工技術(shù)工程概況京福國道主干線徐州市繞城公路四合同段跨隴海鐵路特大橋,路線長0.8182ｋｍ,呈南北方向,跨徑布置為6×30ｍ+3(5×30ｍ)+6×30ｍ,主跨為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,其余為預(yù)制先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)。下部結(jié)構(gòu)為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ),2號墩、22號～27號墩為1.5ｍ鉆孔灌注樁.位于低山丘陵與沖積平原過渡地帶,以隴海鐵路為界,北部巖基裸露,由一系列平行褶皺和斷裂組成,地表覆蓋黃褐色高液限粘土,具強(qiáng)膨脹性,區(qū)內(nèi)有巖溶發(fā)育,多表現(xiàn)為小型溶洞,洞高由0.4～2.5ｍ不等,溶洞均有碎石土等填充物。地

2、下水不發(fā)育,主要為碳酸鹽裂隙巖溶水及第四系松散物孔隙水,均對混凝土無侵蝕性。本段地震基本烈度為7度。鉆孔灌注樁施工大橋共有鉆孔灌注樁32根,樁位處溶洞比較發(fā)育,設(shè)計(jì)要求逐樁探明溶洞情況,然后鉆孔巖溶處理方案的原則(1)每根樁必須用地質(zhì)鉆機(jī)鉆探,詳細(xì)記錄地質(zhì)狀況、溶洞深度、高度、填充物類型,畫圖列表,為制定相應(yīng)施工方案提供詳實(shí)依據(jù)。　(2)對填充物進(jìn)行土工試驗(yàn),分析其物理力學(xué)特性,檢測容重、含水量、孔隙率等,為注漿參數(shù)計(jì)算提供依據(jù)。(3)根據(jù)地質(zhì)鉆探資料和填充物情況,對每根樁設(shè)計(jì)出相應(yīng)的溶洞處理方案、成孔方法及施

3、工措施。(4)對每種處理方案,都要進(jìn)行仔細(xì)的計(jì)算,施工前在橋位外進(jìn)行溶洞注漿及鉆孔試樁試驗(yàn),取得經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),完善施工方案,指導(dǎo)施工。(5)遇到大溶洞時(shí),必須請監(jiān)理工程師和設(shè)計(jì)單位核查,明確處理方案,并報(bào)監(jiān)理批準(zhǔn)后實(shí)施溶洞處理方案(1)對于封閉的比較小的溶洞,采取注漿措施,提供成孔條件穿過溶洞。若洞內(nèi)無填充物或填充物不滿,則采取先填充碎石或干砂,然后注漿;若充填物呈松散或軟塑狀態(tài)時(shí),直接注漿固結(jié)即可;若充填物已固結(jié)呈硬塑狀態(tài)時(shí),則可以直接沖孔,但需加強(qiáng)泥漿護(hù)壁。(2)溶洞內(nèi)無填充物或填充物較少需向洞內(nèi)填充砂子的,選

4、擇一個(gè)合適的孔位,放入并固定鋼套管,將注砂管與鋼套管相連接,在注漿前灌砂。根據(jù)成樁直徑、圍護(hù)體積的最小直徑及堆積體成形規(guī)律,計(jì)算填砂量。用壓風(fēng)機(jī)將干砂壓入,為防止洞內(nèi)高壓阻止灌砂,利用其它孔作為減壓孔。待達(dá)到計(jì)算的填充體積,壓力穩(wěn)定時(shí),即可停止。(3)若設(shè)計(jì)要求灌入碎石則必須鉆一個(gè)大孔(直徑不小于30ｃｍ)放入鋼管并固定,鋼管上置碎石料斗,碎石粒徑不大于2ｃｍ,投料時(shí)振動鋼管,以防止堵塞,填充量控制與填砂控制方法相同?！?4)對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等,沖孔時(shí)可采取投放片石、碎石夾粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起

5、到護(hù)壁作用,保證泥漿不流失,使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。　注漿方法鉆孔樁通過溶洞時(shí)鉆孔施工難度大,采取注漿法是十分有效的措施。(1)根據(jù)地質(zhì)情況在每一根樁的中心位置或橋墩承臺的四角鉆注漿孔,鉆注漿孔也是對地質(zhì)情況的進(jìn)一步勘探,通過取芯探明溶洞的高度及填充物的詳細(xì)情況。(2)用注漿泵注漿,注漿壓力不宜太大,控制在0.5～1.0ＭＰａ范圍,具體壓力值由現(xiàn)場試驗(yàn)確定。速度為15～20Ｌ/ｍｉｎ,其目的是使?jié){液滲透到填充物內(nèi)(包含灌入的砂或碎石),然后固結(jié),滲透最小直徑定為3.0ｍ,以保證沖鉆成孔時(shí)有足夠的固結(jié)體。注漿時(shí)注漿

6、管必須插入填充物的底部,然后邊注漿邊緩慢上提,提管速度不宜太快,根據(jù)注漿速度確定,應(yīng)使?jié)B透半徑控制在允許范圍內(nèi)。漿液選用水泥漿,用32.5級水泥,水泥漿配合比為水∶水泥=0.8∶1.0。若需用水泥砂漿,則配合比采用水∶水泥∶砂=1∶1∶0.8,需要用雙液漿時(shí),水玻璃的含量根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定。](3)單花管注漿,管頭花管段長度為100ｃｍ,孔眼直徑和間距根據(jù)現(xiàn)場試孔后確定,注漿管外徑為70ｍｍ,比鋼套管內(nèi)徑要小。注漿時(shí),通過注漿泵上的ＰＱ儀分析確定注漿的速度和結(jié)束時(shí)間,壓入量根據(jù)滲透半徑、固結(jié)體積來計(jì)算,公式為Ｑ=

7、πＲ2Ｈβμα(1-γ)λ。式中,Ｒ為滲透半徑;Ｈ為溶洞高度;μ為填充物的孔隙率;α為超灌系數(shù);λ為地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)系數(shù);γ、β為充填率與充填系數(shù)。這些參數(shù)和系數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定。(4)為防止?jié){液流失太遠(yuǎn)造成浪費(fèi),采用間歇注漿方式,使得先注入的漿液與砂子(或碎石)初步達(dá)到膠結(jié)后再注漿,循環(huán)注漿多次,直至達(dá)到規(guī)定最小注漿量和注漿壓力控制值為止。(5)注完一個(gè)孔后,繼續(xù)對其余孔進(jìn)行注漿,后注漿的壓力必須調(diào)高,最后封孔。注漿順序由現(xiàn)場自行掌握。巖溶處成孔經(jīng)過處理后的巖溶處,成孔方法基本上與普通石質(zhì)地層成孔方法相同,采取用

8、ＣＺ31型沖擊鉆沖擊的方式成孔。成孔時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。(1)沖擊成孔必須待注漿凝固后才能進(jìn)行,一般等待時(shí)間為10ｄ左右?！　?2)為防止意外,沖孔前應(yīng)有備用措施,備好材料,一旦泥漿泄露,及時(shí)向孔內(nèi)投放粘土、水泥和片石,依靠沖擠在溶洞內(nèi)形成片石夾粘土的圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻,保持孔內(nèi)泥漿高度,使得沖鉆順利進(jìn)行。(3)加大泥漿質(zhì)量和密度。采用優(yōu)質(zhì)泥漿,當(dāng)缺少優(yōu)質(zhì)粘土?xí)r,可在泥漿中摻入適量的水泥、燒堿和