注浆预处理在溶洞地层冲孔灌注桩施工中应用

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1、注浆预处理在溶洞地层冲孔灌注桩施工中应用　　摘要：以武汉某工程项目的冲孔灌注桩在溶洞地层中的施工为例，结合工程实际，在施工勘察探明溶洞位置之后，通过在有溶洞的桩周等间距对称布置注浆孔位，用不同水灰比的水泥浆对溶洞进行压力注浆，有针对性的加固土层及溶洞填充物，保证加固后的土层形成垂直帷幕，使溶洞填充物达到一定的强度，防止冲孔灌注桩施工时泥浆流失及坍孔等情况的发生，保证成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完成。关键词：压力注浆；溶洞；冲孔灌注桩中图分类号：U443.15+4文献标识码：A1、背景目前湖北省武汉市江夏区溶洞地层较多,10经常会碰到岩溶较为发育的

2、地质情况，其地下岩层多为灰岩地质，灰岩岩层在地下水的作用下发生溶蚀现象，形成大小深度不一的溶洞，在溶洞发育地区进行冲孔灌注桩施工，施工难度大，质量难以保证，如质量控制不好，轻则降低了其承载力，严重的会造成废桩。目前遇到这种问题时工程技术人员通常是采取回填、人工挖孔或者采用钢护筒等措施进行处理。其中回填方法施工成本高，且工期长；人工挖孔方法易出现因塌孔而造成施工人员被埋以及中毒身亡等危险；采用钢护筒方法成本较高且需要将桩基再次扩孔，因此工期较长。压力注浆预处理施工工艺通过对溶洞的预处理，在施工方法上有显著的特点，其与采取回填、人工挖孔或者钢护筒等传统措施的处理方

3、法相比，在工期、质量、安全、造价等方面具有先进性和新颖性。2、注浆预处理原理简介压力注浆的目的是为了加固土层及溶洞填充物，保证加固后的土层形成垂直帷幕，使溶洞填充物达到一定的强度，防止钻孔桩施工时泥浆流失及坍孔等情况的发生，保证成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完成。压力注浆施工，在钻孔桩施工之前进行，相当于在桩基础施工过程中，于钻孔桩施工工序之前加入一道处理工序，与桩基施工的各工序一起形成流水作业。10对土层及溶洞中的填充物，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的粘土、灰岩碎块等填充物，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充溶

4、洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。浆液在土体中的渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这样，通过对小主应力面反复不断的加固，一方面渗透、挤密溶洞中的土体的空隙，充填溶洞的空间，在桩体周围形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁泥浆不流失；另一方面，提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙，防止坍孔。3、应用实例3.1、工程概况武汉某工程场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类，室内±0.000m相当于绝对标高22.40，高层及周边裙房采用冲孔混凝土灌注桩，持力层为灰岩，桩端全断面应进入持力层≥1.2m，

5、工程桩共计391根。设计要求每根桩施工前应进行超前钻探，勘探孔应穿过溶洞、或断层破碎带进入稳定地层，进入深度应不小于5m。所有桩均做低应变检测，5根桩进行单桩竖向抗压承载力验收检测，40根桩进行抽芯检测，39根桩埋设超声波钢管采用声波透射法检测（每根柱下承台的抽检桩数不得少于1根）。工程桩明细表表1桩基编号桩直径桩顶标高桩进入持力层深度有效桩长桩身配筋混凝土等级单桩竖向抗压承载力特征值单桩竖向极限承载力标准值备注D(mm)H(m)hr(m)L(m)箍筋Ra（KN）Quk（KN）ZH-11000见平面图≥1.2≥816C18A8@100/250C45≥6600≥

6、13200抗压桩3.2地质情况10各土层的分布埋藏及主要特征一览表表2层号及名称地层年代及成因分布范围层面埋深(m)地层厚度(m)颜色状态及密度压缩性包含物及其它特征(1)素填土Qml局部缺失00.3~6.3杂松散主要由粘性土组成，含少量碎石，土质不均匀，结构松散，新近场平推填。(2)粉质粘土Q3al+pl局部分布0.3~2.10.8~3.3褐黄色可~硬塑中含氧化铁，铁锰质、干强度一般，韧性较好。(3)粘土全场地0.0~6.52.0~11.9褐黄色硬塑~坚硬中~低含氧化铁、多量灰白色条纹状高岭土，干强度高，韧性好。(4)粉质粘土局部缺失6.5~14.50.6~

7、6.6褐黄~褐红色可塑~硬塑中含氧化铁、铁锰质结核及灰白色高岭土，砂质含量5~10%，呈粉细砂状，局部富集。(5)粘土夹碎石全场地8.5~16.20.5~11.1褐黄~褐红色可塑~硬塑中10含氧化铁、铁锰质结核及灰白色团块状高岭土，碎石含量5~20%，粒径10~20mm，呈棱角状，成份主要为石英质及灰岩；分布不均，局部含量极少，局部富集，此层强度差异较大。(6a)劣质煤层T1d局部分布14.0~21.31.5~15.1灰黑色可塑~硬塑中含大量有机质及腐殖物，夹灰黑色粘性土。(6)灰岩T1d场地均有分布12.8~34.8最大揭露厚度为14.1m灰色岩芯较完整，呈

8、柱状，节长6～40cm，岩芯多分布溶蚀