浅谈高压旋喷切割注浆在桩底持力层溶洞处理中的应用

浅谈高压旋喷切割注浆在桩底持力层溶洞处

理中的应用

管西金

中铁二十三局集团第一工程有限公司 山东省日照市276826

摘要：通过紫惠高速T8标横沥互通岩溶区内三座桥梁桩基底部持力层溶洞处理的施工，介绍高压旋喷切割注浆施工的施工工艺及质量控制。

关键词：桩底持力层；溶洞处理；高压旋喷切割注浆；施工工艺；质量控制；

引言：伴随着我国高速公路的快速发展，越来越多路线穿越地质复杂地段，桥梁施工选址也不可避免的选定在地质复杂的岩溶发育地带，因岩溶区地质复杂，溶洞大小规模不一，形态各异且分布杂乱无规律，不可预见性大，为桥梁桩基施工带来较大的风险隐患。这里就紫惠高速公路T8标内桥梁桩基底部持力层溶洞处理高压旋喷切割注浆施工的施工工艺及施工过程中的质量控制方法进行总结。

1.工程概况

紫惠高速T8标横沥互通跨线桥2-2桩基桩径1.6m，桩基性质为端承桩，桩顶设计标高27.4m，设计桩长为26.3m.桩底持力层设计基岩是微风化灰岩。通过桩基检测单位提供的抽芯检测情况发现该桩完整性类别为II类，桩底持力层出现溶洞，持力层不符合设计要求。深圳高速工程检测有限公司对该桩基础分别钻取了两个抽芯孔，1号孔距桩底27.28m-31.52m无填充、掉钻，在溶洞；2号孔距桩底27.43m-30.7m无填充、掉钻，存在溶洞，具体如下图所示：

钻孔1

钻孔2

根据抽芯结果显示，桩底持力层出现溶洞，为了消除桩底持力层与设计不相符的隐患，也为了保证后期通车后的桥梁使用功能和安全性能，在利用现有的两个抽芯孔的基础上，新增加一个钻孔，对桩基底部持力层范围内的溶洞进行注浆加固处理。

2. 
   

3. 施工方案

为了填充桩底持力层中溶洞空腔且保证填充材料后能达到桩底设计持力层的强度要求项目部决定采用高压旋喷注浆→静压注浓浆→终凝前补浆相结合的施工方法。利用现有抽芯孔先旋喷注浆后静压注浓水泥浆；最后在水泥浆液终凝前轮流对各孔口进行补注浆处理。

施工目标：桩底溶洞经过注浆后，空腔内水泥浆固结体填充饱满密实，且与周围原状岩体胶结良好无缝隙，同时注浆所用水泥浆试块抗压强度能够达到30MPa，以使桩底持力层完整性及强度达到设计及规范要求。

3.施工工艺及注意事项

3.1工艺流程

注

钻芯孔1

钻芯孔2

新增孔位

浆孔设置：根据该桥左幅2#-2桩基的现场实际情况,钻的两个孔（均为抽芯孔）至桩底标高以下5.18m处（另一个孔5.15m）。在现有两个抽芯孔的基础上，新增加一个钻孔钻至溶洞底以下5米处，切割清洗后，必须保证两孔孔底间能够相互联通，并经业主、监理现场确认。如各孔孔底间不能相互联通，要另开新孔，必须取得业主、监理同意。具体布置图见下图。

钻孔：采用钻头直径为10cm的地质钻机进行注浆孔的钻进。终孔深度为钻至现有孔位底部以下5m。钻孔时,全面详细的做好钻孔过程记录。

钻孔压浆装置埋设：钻孔完成后把泥浆清洗干净，在钻孔位置使用高标号砂浆预埋好注浆用管以及封闭开关。

桩底切割：使用高压注浆泵喷出的高压水流对孔底溶洞位置以高压慢速慢进尺的原则进行高压旋喷切割。

高压清水切割，气举反循环清洗：先关闭孔1关口阀门开关，通过孔2的高压水流对溶洞内的杂物进行反复的切割清洗，通过新增孔3下套管及风管进行反渣，直至将桩底溶洞位置全部清洗干净出清水为止。

注浆液配制：使用搅拌机进行水泥浆拌合，使用42.5水泥拌制M30水泥浆进行压浆，水灰比0.5：1，如压浆过程中浆液流动性大，可适当降低水胶比，适当掺入外加剂。压浆工程数量须业主、监理、项目经理部现场共同确认。桩基注浆终止标准应采用注浆压力进行控制，当注浆压力>2MPa并持荷3分钟，注意观察孔内浆液稠度，当孔内浆液溢出时达到配置浆液稠度方可停止注浆。

使用高压注浆泵进行旋喷注浆，在桩底溶洞区域多次反复旋喷注浆，对三个注浆孔在终凝前进行补注浆处理保证每个孔口饱满。

3.2注意事项

为保证注注浆固结体强度的同时保证溶洞注浆饱满密实，注浆液可根据现场实际情况根适量加入减水剂以保证压浆效果。

当注浆压力无法达到要求或者注浆孔长时间出浆时,可以采用降低速度或者间歇循环灌注、增加浆液浓度的方法处理，直至注浆饱满为止。

注浆完成到达强度后，现场通知第三方桩基检测单位重新进行桩底持力层抽芯检测，验证芯样是否密实无孔洞且粘结良好，芯样抗压强度≥15MPa，满足桩底持力层的设计要求。若芯样出现不密实、蜂窝气孔等缺陷，须进行补压浆处理。

4.施工质量控制要点
4.1钻孔记录
钻进过程中要随时注意检查钻孔的垂直度，保证钻孔不能偏出桩底以准确钻至桩底溶洞位置，钻进过程要重点记录钻至桩底、进入溶洞以及钻出溶洞位置的进尺标高及溶洞长度以及溶洞分布及填充情况。

通过精确的钻孔记录验证第三方检测抽芯结果，进一步确定桩底溶洞的实际分布情况，计算出溶洞注浆所需水泥浆用量进而做好施工注浆前的材料准备，保证注浆过程一次完成，确保注浆质量。

4.2高压清水切割清洗

钻孔施工完毕切割清洗之前，务必进行试喷及调试工作，以检验高压切割清洗设备运转良好能够满足桩底处理施工需求，待所有准备工作都做好后再正式开始切割清洗工作，尽量一次连续不间断完成切割清洗工作，尽可能的减少钻孔切割清洗对桩底持力层造成二次伤害。

切割清洗之前要根据溶洞分布情况计算好需处理位置高程，根据高程反算需下管长度，对需要切割处理的部位进行反复切割清洗,直至返出清水为止。

4.3高压旋喷注浆

注浆过程中,需安排派专人详细记录各项施工数据、根据配合比参数严格控制水泥及外掺剂用量。

注浆压力控制在15~20MPa，注浆管喷射头的提升速度严格控制在20cm/min左右，不宜过快也不宜过慢。

注浆过程中，若发现孔内有突然大量漏浆导致注浆压力上不去，需采用如下几种方式进行处理:(1)降低喷射管提升速度或直接暂停提升;(2)降低压力或者减小流量进行原位注浆;(3)采用间歇式三孔循环位置注浆。

5.总结

通过对该线路内桥梁桩底持力层内溶洞高压旋喷切割注浆施工的分析，在以后的岩溶区桩底处理施工中应从钻孔、高压清水切割清洗、高压旋喷注浆等方面进行控制，从方案设计、过程施工、达成效果等多方面综合考虑，确定该施工工艺中各个施工环节中需要重点控制的各项参数，保证对桩底持力层中溶洞进行处理后能够弥补由于地质原因造成的质量安全隐患，保证桩底持力层达到设计及规范要求。

参考文献：

[1]JTG/T F50-2016 《公路桥涵施工技术规范》

[2]JTG B01-2014 《公路工程技术标准》