浅谈双阀膜袋袖阀管注浆技术在桩基溶洞处理中的应用

浅谈双阀膜袋袖阀管注浆技术在桩基溶洞处理中的应用

蔡广平

蔡广平

（广东罗阳高速公路有限公司，510100）

【摘要】本文根据双阀膜袋袖阀管注浆技术原理，结合工程实例验证，将此项施工工艺引进到桥梁桩基特殊溶洞处理领域，开辟一条桥梁桩基溶洞高危区施工新途径。

【关键词】双阀膜袋袖阀管；注浆；溶洞；处理

一、工程实例

广东省肇花高速公路六花岗立交SH匝道桥11＃-2、12＃-2桩基特殊溶洞处理。

1、工程地质情况及桩基设计情况：

（1）SH匝道桥11＃-2地质情况：表层厚为2.8m素填土，下为4m粉质粘土，其下为6.1m中砂，再下为26.5m粉质粘土，再往下为两层溶洞，钻孔资料揭露在标高-12.94m～-16.44m间有3.5m全充填土洞，在标高-17.04m～-31.14m间有14.1m全充填溶洞。

（2）SH匝道桥12＃-2地质情况：表层厚为1.8m素填土，下为34.5m粉质粘土，其下为0.5m中风化灰岩，再往下为三层溶洞，钻孔资料揭露在标高-7.65m～-9.45m间有1.8m无充填溶洞，在标高-11.65m～-12.65m间有1m全充填溶洞，在标高-13.65m～-24.45m间有10.8m半充填溶洞。

（3）桩基设计情况

2、施工方法

SH11-2、SH12-2桩基位于广州花都旗新北路、山前大道与拜尔冷链厂进出厂道路交界，车流量大，且处于车流汇集处。其中SH11-2桩基穿越的溶洞高度累计达17.6m，占整个桩长的30.7%，SH12-2桩基穿越的溶洞高度累计达13.6m，占整个桩长的26.8%，安全隐患非常大，成桩难度较大，施工风险大。施工时采用双阀膜袋袖阀管注浆方法溶洞处理的施工方法，依据双阀膜袋袖阀管注浆先进技术对桩基础溶洞层部分周围形成水泥浆衬砌，隔离桩基础与溶洞，形成强大的保护体。

本地区地质属灰岩区，溶洞是本场地主要不良地质作用和地质灾害，在前期桩基施工过程中，多次出现漏浆、塌孔现象，严重处引起地面塌陷，极大影响了两侧车行道的行车安全。施工干扰很大，施工时的交通组织是关键。在具体的施工过程中必须充分考虑桩基施工与地方交通交叉作业的情况，派有专门的人员去引导疏导交通，保证施工安全。

3、施工工艺

（1）场地整平施工前对场地进行整平，杂物清理感性，并在桩位附近规划为材料堆放场地，整齐堆放水泥及速凝剂。

（2）布孔测量人员对桥梁桩位进行放样，以桩中心点为圆心用白灰洒出直径D=2.5m钻孔布置圈，延圈采用10cm铁定放样等距钻孔中心点，共布8个点。

图1钻孔平面布置图

（3）钻孔

钻孔采用XY-1A-4型钻机配D108mm钻头进行钻孔。

钻机安装必须平整稳固，钻机触地面四周用硬质石块和方木垫平，严禁钻机着地出现点或局部接触，造成临时性“假平稳”，防止孔斜。开孔前利用水平尺配合坡度尺（或地质罗盘）将钻机调平，确保钻头中心与孔中心吻合。并在钻进2m时及以后每进尺5m均需测斜校正一次。

成孔后需核验钻孔深度，孔深必须达到设计要求。成孔方法以合金钻头钻进为主，当遇杂填土中块石则采用金刚石钻头钻进，为保证钻孔质量和施工进度，应采用优质泥浆循环护壁钻进。

钻孔中保存好芯样及时做好钻探报表、地质编录表、地质柱状图等现场记录，特别是标示好溶洞分布位置，为布袋压浆作为依据。

钻好孔后孔位进行编号，作好标记和记录，以便在孔位被破坏时进行恢复。在引孔施工前应再次进行孔位验证。

图2双阀膜袋袖阀管注浆纵断面示意图

（4）安装布袋

布袋进场后进行现场质量检验，确保严密性和延伸率。

根据每个孔溶洞分布情况下布袋和袖阀管，布袋长度长于溶洞长度20cm，溶洞上下各加长10cm，确保封闭好溶洞。布袋抗拉强度和缝合强度宜大于15kN/m。布袋约束了水泥的扩散空间，避免了跑浆和串浆现象，有利于形成桩体。

（5）压浆

泥浆配合比：水泥：水＝1：1，可加入速凝剂；所用水泥、速凝剂等必须符合有关质量标准，施工过程中应抽样检查，不得使用受潮结块的水泥。

浆液的搅拌时间，使用高速搅拌机不小于3min；使用普通搅拌机应不少于5min。自制备到用完的时间应少于4h。浆液应在过筛后使用，并定时用比重计检测浆液比重。

压浆顺序：先奇数孔，后偶数孔。注浆要根据成孔先后顺序，从下向上依次注浆。应跳孔施工，每孔注浆至少分2次注浆，严禁全部钻孔后再集中注浆。详细记录每孔注浆量，需要分次注浆时严格按照设计要求控制好前后两次注浆总量。根据袖阀管布袋的直径计算等间距铁丝扣间布袋桩水泥用量的理论值，再采用智能灌浆仪实时记录水泥浆用量，现场依据水泥用量控制注浆量。当注浆压力达到1MPa时，暂停注浆，待约二十分钟后再继续注浆，如注浆压力迅速上升，即可停注。施工过程中，密切注意灌浆压力、流量的变化。发生异常时，及时分析原因，排除故障，防止影响施工的正常进行及施工质量。注浆过程中，密切注意周边环境变形情况，严格控制注浆速率，避免因注浆产生挤土效应过大对周围构筑物造成破坏。

（6）场地清理压浆好后，对场地进行清理，钻机移到下一个桩位。

（7）桩基溶洞处理完成工程量

经统计，每个注浆孔注浆的时间约1-2小时，袖阀管布袋桩注浆完成28天后，采用地质钻孔进行抽芯，芯样完整，通过现场观察直接反映袖阀管布袋桩的充盈性。后续桩基施工过程中未出现漏浆和塌孔等现象，表明布袋桩体完全将桩基础与溶洞隔离开，能顺利冲孔成桩。

二、结论

工程实例表明，运用双阀膜袋袖阀管注浆技术原理，在桩基础溶洞层部分周围形成水泥浆衬砌，隔离桩基础与溶洞，形成强大的保护体。对距离构造物较近、施工高危区的特殊溶洞处理效果显著，是处理桩基溶洞尤其是大溶洞的一种高效、经济施工方法，值得推广。

参考文献：

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[2]朱登元，管延华，刘惠忠，等．袖阀管劈裂注浆加固粉土路基实验研究［J］．岩土工程学报，2012，34（8）：1425－1431

[3]周志军，何剑，吕大伟，等.袖阀管注浆法加固地基技术的改进与应用［J］．公路，2014，11（11）：7－11