王冠軍,余承清
廣州粵嘉工程技術(shù)有限公司,廣東 廣州 510000
溶洞具有形狀、尺寸、位置多樣的特征,灌注樁項(xiàng)目需進(jìn)行一樁一孔的超前鉆,為既定樁位施工提供依據(jù),但因超前鉆孔徑遠(yuǎn)小于工程樁直徑,其揭露的溶洞情況與實(shí)際的溶洞存在偏差。對未采用溶洞預(yù)處理的樁位,如果抽芯檢測發(fā)現(xiàn)樁端持力層底部仍有未處理的溶洞,需對樁底進(jìn)行處理。
項(xiàng)目擬建5棟高31層的商業(yè)住宅樓,占地面積約21000m2。場地設(shè)2層地下室。采用灌注樁基礎(chǔ),持力層為中風(fēng)化或微風(fēng)化石灰?guī)r層,勘察報(bào)告揭露溶洞見洞率為50%。超前鉆揭露溶洞頂板埋深13~22.5m,洞高為2.5~4.8m。溶洞按充填物狀態(tài)可分為以下兩種情況:全充填,充填黏性土、砂及少量碎石,漏水;半充填,有一半左右充填;無充填物,為空洞。按溶洞垂向數(shù)量分為單個(gè)溶洞、多個(gè)溶洞(串珠狀)。按溶洞大小分為大溶洞,洞高大于等于3m;小溶洞,溶高小于3m。綜合考慮質(zhì)量及工期要求,施工方案針對溶洞的處理措施為不進(jìn)行溶洞預(yù)填充處理,當(dāng)樁基施工遇到溶洞,采取片石和黃泥(體積比為1∶1)進(jìn)行回填反復(fù)沖孔,成孔后采用混凝土進(jìn)行澆筑,遇洞填洞。
該工程在施工過程中對發(fā)現(xiàn)的溶洞均進(jìn)行混凝土灌注填充。施工完成后進(jìn)行樁基礎(chǔ)檢測,抽芯檢測時(shí)出現(xiàn)問題樁。該樁樁徑為1.0m,抽芯樁長16.23m,樁身芯樣完整,樁端持力層以下0.95m遇到溶洞,溶洞埋深17.18m,溶洞高度為2.17m,無充填物,洞底為微風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r。抽芯孔洞出現(xiàn)大量持續(xù)上涌清水現(xiàn)象,為打穿溶洞頂板所釋放出來的承壓水。針對該樁情況,擬對底部溶洞采取灌注水泥漿。通過密實(shí)充填溶洞,達(dá)到提高樁端持力層的強(qiáng)度的目的。此次灌漿處理難點(diǎn)是如何保證在承壓水環(huán)境條件下將漿液注入溶洞,且填充密實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。
(1)處理方式。為不損傷樁體,在該樁周圍均勻開4個(gè)孔,對角兩個(gè)一組為一序孔,另外兩個(gè)一組為二序孔。分別采用PVC管及PVC袖閥管壓力注漿的方法進(jìn)行填充加固,溶洞填充均勻,加固位置可控性強(qiáng),注漿壓力從低到高,間歇、反復(fù)壓漿。布孔圖如圖1所示,注漿管布置示意圖如圖2所示,袖閥管大樣如圖3所示。
圖1 布孔圖
圖2 注漿管布置示意圖
圖3 袖閥管大樣
(2)袖閥管施工工藝。鉆孔→預(yù)埋PVC管→澆注套殼料、下袖閥管及固管止?jié){→注漿→洗孔重復(fù)注漿→自檢→質(zhì)量檢驗(yàn)→清場、退場。①鉆孔施工。鉆機(jī)采用泥漿循環(huán)、護(hù)壁成孔和清孔,對于鉆進(jìn)深度要穿過溶洞底巖層不少于3.0m,進(jìn)入巖層時(shí)開始抽芯,以抽芯長度確定入巖深度。②澆注套殼料及止?jié){段。在孔內(nèi)用套殼料填充,以防止注漿時(shí)返漿;因鉆孔破壞了溶洞承壓水頂板,孔口下1.0m段施作止?jié){段封堵,止?jié){段采用快干水泥封堵密實(shí)。③注漿材料。采用純水泥漿(42.5R水泥配置)、水玻璃、雙液漿、速凝劑。在正式注漿前,預(yù)先進(jìn)行幾組注漿試驗(yàn),選擇最佳的施工參數(shù)。注漿體中純水泥漿液水灰比值為0.5,雙液漿的配置為水泥∶水∶水玻璃=50kg∶25kg∶1.8kg。④一序二序注漿。一序孔注漿的目的為大面積回填空洞,為保證漿液在承壓水狀態(tài)下不被水流從孔口噴出,一序注漿施工過程將二序注漿孔用悶蓋擰緊。待一序注漿完成后,擰開悶蓋,開始二序注漿孔注漿。⑤注漿壓力。為保證注漿達(dá)到密實(shí),一序孔注漿采用純水泥漿作注漿材料,間歇注漿,壓力按0.5~1.0MPa控制,初始注漿時(shí)間控制在45min,若在45min內(nèi)仍然不起壓,停止灌漿,間歇6h,再進(jìn)行注漿。二序孔注漿采用雙液注漿,壓力按0.8~1.5MPa控制,漿液凝固時(shí)間在10~20s。⑥注漿終止標(biāo)準(zhǔn)和注漿量。當(dāng)二序注漿孔灌注壓力穩(wěn)定在1.5MPa(一序注漿孔為1.0MPa)持續(xù)20min,吃漿量變?。ㄗ⑷肓啃∮?5L/min)或孔口冒漿時(shí)即可終止注漿。結(jié)合臨近樁孔混凝土遇溶洞超灌混凝土方量狀況,并分析此次溶洞影響范圍,預(yù)估此次注漿水泥用量上下限范圍為50~80t,而實(shí)際上此次注漿水泥用量為65t。
(1)鉆孔完成后安設(shè)注漿管時(shí),注漿管應(yīng)高出地面35cm,并旋緊上悶蓋,以防止水泥漿及其他雜物進(jìn)入管內(nèi),影響注漿施工。
(2)水泥注漿量大于理論計(jì)算量上限的20%還沒有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),需及時(shí)分析其原因,分析是否出現(xiàn)了跑漿問題,如出現(xiàn)跑漿問題,及時(shí)采用雙液漿加速凝固。
(3)因被處理溶洞內(nèi)有大量承壓水,因此充分利用原檢測抽芯孔。①注漿孔開孔過程中,為防止開孔過程泥漿噴出起不到護(hù)壁作用,抽芯孔暫不封堵,利用其持續(xù)排水用作泄壓孔。②為防止壓力注漿時(shí)水泥漿從抽芯孔噴出,在注漿孔注漿前,提前將抽芯孔用水泥漿封堵。③抽芯檢測為有損檢測,注漿處理完后利用原抽芯孔抽檢處理情況,避免對樁身造成進(jìn)一步影響。
(4)嚴(yán)格按注漿參數(shù)進(jìn)行施工,不得隨意更改。
(5)注漿過程中應(yīng)做好詳細(xì)的注漿記錄,加強(qiáng)周邊環(huán)境巡視,并對漿液進(jìn)行膠凝時(shí)間的測定,確保注漿施工效果及安全。
溶洞處理后,在原抽芯孔開孔進(jìn)行復(fù)抽檢,所取填充注漿體芯樣完整,抗壓強(qiáng)度達(dá)到20MPa,滿足設(shè)計(jì)所提出的要求。此次抽芯將抽取芯樣的鉆孔深度延長至已處理溶洞底部3m,抽取結(jié)果為微風(fēng)化,巖體完整且再無溶洞。經(jīng)各責(zé)任主體單位共同驗(yàn)收,確認(rèn)該樁經(jīng)此處理后可以投入使用,注漿施工取得了成功。
文章以商業(yè)住宅樓項(xiàng)目實(shí)際工程為例,針對樁基礎(chǔ)底部未填充處理下覆溶洞的處理方法,采用在原樁位上新增加鉆孔后進(jìn)行袖閥管注漿,通過嚴(yán)格的工藝參數(shù)控制,對已施工的工程樁樁底溶洞進(jìn)行后填充處理,取得了良好的加固效果,使得瀕臨廢棄的樁基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了再利用,避免了因少數(shù)工程樁質(zhì)量問題導(dǎo)致的補(bǔ)樁、加樁情況,以及增加檢測所帶來的工期損失、經(jīng)濟(jì)損失,取得了經(jīng)濟(jì)節(jié)約、避免浪費(fèi)、處理周期短、質(zhì)量可控的綜合效果。