吕才庄社区城中村改造安置房1#楼及地下室深层溶洞区桩基工程注浆及冲击锤成桩施工

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摘要：随着高层建筑及桥梁工程的迅速发展，地基基础荷载的大量增加，灰岩区建筑的大量建造，对深层溶洞的处理技术逐渐改进。本文对深层溶洞处理的方法进行改进，解决溶洞区桩缩颈、露筋等施工缺陷概率。增加桩端承载力，减少桩沉降量。

关键词: 深层溶洞填充 冲击锤成桩 注浆施工深层溶洞

中图分类号： TU71文献标识码： A

一、工程简介

杭州萧山吕才庄社区城中村改造安置房1#楼及相邻地下室，由于地勘报告提供桩基础持力层为溶洞灰岩区，溶洞最大洞深达11.1米，溶洞离地面深度达50~60米，桩基础采用钻孔灌注桩。以11-2 层中风化灰岩或 11a 断层角砾岩为桩基持力层，桩端全截面穿透溶洞，进入下部完整基岩不小于0.7米，并进行桩端后注浆，使桩底裂隙封闭。

勘察报告评价建议：灰岩分布区域可采取如下处理方案：（1）选择对溶洞采取灌浆充填加固处理，再进行桩基桩孔灌注施工；（2）直接采用先进钻探设备钻穿上部溶洞，钻至底部完整基岩中，嵌岩桩桩端持力层可选择溶洞底部完整11-2层中风化灰岩。

二、溶洞区填充注（灌）浆施工方案

根据勘察资料可判定已探明的溶洞为封闭式溶洞， 采用注（灌）浆法进行处理，通过对溶洞的处理充填溶洞空间，提高含溶洞岩体的稳定性。

先采用GPS-10型钻机在非桩位钻孔，下导管到溶洞底，灌注C15水下去石商品混凝土（砂浆）。然后勘探机每桩引孔高压注浆补充，注浆从溶洞标高最深处开始，溶洞标高最浅处结束。由于需穿透的灰岩深度较大，建议采用冲击锤桩机冲孔成桩。冲击锤桩机清孔，下钢筋笼，下导管，浇捣混凝土。在桩钢筋笼中布置高压注浆管，成桩完成后每桩进行桩底后注浆。深层溶洞注（灌）浆工程量约6000~7000立方米左右。在1#楼东边L1-B61#、L1-B113#、LA193#孔的注（灌）浆采用灌注4小时，间隔2小时的方法防止大量注浆材料流向木桥河区域。

1、材料选择：灌浆采用GPS-10型钻机成孔，材料采用C15水下去石混凝土（砂浆），浇捣方法采用D215导管。静压注浆采用纯水泥浆液，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。注浆管材料采用100米勘探机的钻杆。

2、设备机具：GPS-10型钻机2台。15kw的bw-250泥浆泵2台，立式水泥浆搅拌机2台，100米钻机2台套。

注浆处理完成后，水泥浆达到一定强度开始冲击锤成孔灌注桩的施工。

三、溶洞区填充注浆施工

1、溶洞区填充静压注（灌）浆施工工艺流程图

溶洞区填充静压注浆施主要施工过程

（1）灌浆钻探引孔及灌注C15水下去石商品混凝土

先用GPS-10型钻机在非桩位（L1-B46#桩西北1.5米处、L1-B37#桩南1.5米处、L1-B31#桩西北1.5米处、L1-B100#桩西北1.5米处、L1-B115#桩西北1.5米处、L1-B100#桩西1.5米处、L1-B66#桩西2米处）钻孔，下导管到溶洞底，灌注C15水下去石商品混凝土（砂浆）。

C15水下去石商品混凝土：流动度指标200~250，28天抗压强度≥15Mpa。

特别注意需要在钻孔至溶洞顶面时控制钻孔速度，钢丝绳应严格控制，防止卡钻及钻杆掉落在溶洞内造成施工事故。

（2）注浆钻探引孔

溶洞区填充灌浆后，对桩下有溶洞处每桩，采用勘探机在工程桩边外200mm定位，防止钻杆断裂，工程桩无法施工。钻孔深度应超过溶洞底深不小于一米，提升至溶洞底200mm。同一溶洞区域二桩同时施工，一孔注浆，一孔排溶洞内的泥浆，泥浆外运至合法处置场。

（3）注浆前洗孔

在钻到相应孔深后，需要清洗钻孔，以降低溶洞和钻孔的泥浆比重，使其基本低于水泥浆的比重后才能开始注浆。

（4）注浆作业

洗孔完毕开始注浆，水灰比0.5，先稀渐浓；浆压0.3~~1.0Mpa，灰岩地区浆压不宜过高；按勘察数据估算溶洞体积，配置相当的浆液，保持注浆速度在80L/min间。溶洞注浆顺序以L1-84#---L1-102#--- L1-38#--- L1-49#桩开始，后中间部分桩，再周边部分桩最后以L1-87#---L1-59#---L1-46#--- L1-81#桩结束。注浆量按实际水泥用量计入施工记录。注浆中随时观察勘察孔冒浆情况，同一溶洞的所有钻孔同时冒浆才能判定溶洞充填完毕，对不冒浆的钻孔须探明原因。

（5）完成检查

完工后不能立即提钻，需得等待20min，检查各个钻孔内是否满浆，对异常情况可再次补浆，再次满溢后可提拔钻杆。针对水泥浆会固结收缩的现象，注浆后3到7天内进行复查，对严重的可进行补浆，或从预留管中补浆。

（6）拔管清洗

注浆完成后需及时清洗机具，为下个注浆循环做准备。提出钻杆后浆液面有下沉现象需及时孔口补浆。

四、冲击锤冲孔成孔灌注桩施工

在溶洞区域填充注浆完成后，冲击锤成孔从自然地面开始，至溶洞底持力层0.7米。

1、冲击锤冲孔成孔灌注桩工艺流程

本工程采用冲击锤冲孔成孔、成桩，即ZZ—5型冲击桩机自安装就位、冲击成孔、钢笼孔口安装、下导管清孔、水下混凝土灌注等工序作，该工艺施工不仅操作连续，而且节约成本，同时又便于控制质量，充分发挥了设备的长处，为实现优质、高效、安全、低耗地完成本工程施工任务，打下了扎实基础。工艺流程图如下页图所示：

2、工艺流程简介

(1)排水沟布置在施工基坑周围布置排水沟，废水汇集排入废浆池。

(2)、测量定位

(3)、埋设护筒成孔前应先埋设护筒，钢护筒用4-8mm钢板制成，它的作用是保护孔口、定位导向、维护泥浆面、防止坍孔，护筒的内径比钻头直径大200mm，深度一般为1.2-1.5m。护筒中心的埋设允许偏差不大于20mm。

(4)、冲击机成孔

桩机就位冲击成孔、护筒埋设、护筒对中复核完成后，冲击钻应对准护筒中心，要求偏差不大于20mm，开始低锤（小冲程）密击，锤高0.4-0.6m，并及时加粘土泥浆护壁，泥浆密度和冲程可按下表选用，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下3-4m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.5-2.0m以上，转入正常连续冲击，在造孔要及时将孔内残渣排出孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻现象。冲击钻成孔冲击钻头重量，一般按其冲孔直径每100mm取100-140kg为宜，一般正常悬距可取0.5-0.8m，冲击行程一般为0.78-1.5m,冲击频率为40-48次/min为宜。

终孔验收：桩孔终孔后，由技术人员会同甲方及监理人员对孔径、孔深、入持力层深度、垂直度及孔底沉渣等各项指标依据规范及设计要求检查验收，达到标准后方可转入下道工序。

冲击锤冲孔成孔操作要点

五、桩清孔、下钢筋笼、二次清孔、浇捣水下混凝土、桩底后注浆（按常规施工、内容省略）

六、成桩后检测达到设计承载力要求。