人工挖孔桩桩底岩溶地基高压喷灌浆处理技术

2010-11-17湖南鑫湘工程勘察有限公司湖南长沙410000

采矿技术 2010年2期

(湖南鑫湘工程勘察有限公司, 湖南长沙 410000)

陈幸福

(湖南鑫湘工程勘察有限公司, 湖南长沙 410000)

在某厂房建设过程中,发现部分人工挖孔桩之桩端持力层为溶洞或溶洞串,经现场堆载试压,不能满足设计要求,存在安全隐患。经研究决定采用高压旋喷灌浆处理。先在地质条件复杂的地段选择具有代表性的9根桩进行灌浆试验,为后续桩基持力层处理提供设计、施工技术参数,以尽可能地降低施工成本。高压旋喷灌浆后,桩基持力层检测全部合格,取得了较好的效果。

厂房;人工挖孔桩;持力层;高压旋喷灌浆

中国航空动力第608研究所新试验厂房,于2006年下半年相继开工建设,在厂房建设过程中,发现1,3,4栋厂房部分人工挖孔桩之桩端持力层为溶洞或溶洞串,现场堆载试压发现,不能满足设计要求,存在安全隐患,后经多方联席会议决定采用单管高压旋喷灌浆处理,共完成灌浆加固桩基持力层复合岩溶地基113根,桩径800～900mm,其中1#厂房49桩,3#厂房36桩,4#厂房28桩。PO42.5级水泥耗量189t,经检测全部满足设计要求。

1 地质概况

根据岩土工程勘察报告,场地地层分布为:

(1)人工填土,褐红、褐黄色,主要由可塑状粘土组成,局部夹少量的建筑垃圾、灰岩碎块,欠固结,具高压缩性,层厚3.5～12.6m;

(2)残积粉质粘土,褐红、褐黄色,湿,软塑-可塑状态,灰岩风化残积而成,表层较硬,接近灰岩部位较软,为基岩软弱接触带,层厚2.8～5.2m;

(3)灰岩,灰-青灰色,主要矿物成分为方解石、白云石及少量粘土矿物,微粒隐晶质结构,中厚-厚层状,节理裂隙发育,多数为方解石脉充填,岩质较硬,岩溶较发育,以溶沟、溶洞或溶洞窜为主,其中溶沟与石芽交替出现,溶洞和溶沟一般充填流泥质或软粘土。

场地含水层为岩溶水,水力连通性好,水位高,水量丰富。

2 灌浆试验

2.1 试验方案

试验方案见图1。

图1 人工挖孔桩桩端岩溶地基高压旋喷灌浆试验方案

1#栋选择64,58,45共3桩,每桩桩端持力层内对称布3个高压旋喷灌浆孔;3#栋选择66,73,74共3桩,每桩桩端持力层内对称布2个高压旋喷灌浆孔;4#栋选择86,117,122共3桩,每桩桩端持力层内中心部位布1个高压旋喷灌浆孔。

2.2 主要技术参数

灌浆布孔见图1。使用PO42.5MPa普硅水泥,添加高效速凝早强剂(食盐0.5%,三乙醇胺0.05%)。浆液水灰比为1∶1～0.8∶1。浆压20～30 MPa,灌浆旋转速度15～25r/min,灌浆提升速度15～25cm/min。桩径500～800mm。桩长1.9～10.2 m。水泥用量22.3t/9桩。

2.3 试验的结果及建议

3#栋3条试验桩的灌浆钻孔所揭露的地质情况与探岩资料基本吻合;1#栋、4#栋差别大,地质条件也非常复杂,特别是4#栋的64桩,1#栋的122桩、117桩溶洞发育,洞中部分无充填物或充填物松软,没有承载能力。

试验桩的检测情况见表1。

表1 试验桩的承载力设计值和检测结果

根据以上试验情况,对下一步的施工提出如下建议。

(1)桩基持力层需要加固的最小深度和孔数。目前拟加固段长设计为3m/桩,但有关桩基规范规定,当桩基桩端持力层存在软弱下卧层时,桩基以下硬持力层的厚度不宜小于4d。因此,建议桩端的加固段长度不小于4m/桩。若桩端持力层厚度小于4 m范围内遇到溶洞,应加固到溶洞底板,以提高桩端抗冲切和变形能力。加固桩之钻孔的数量应取2～3钻孔/桩,可根据实际灌浆效果进行调整,但不应低于2孔/桩。

(2)当实际钻孔揭露的地质情况与探岩资料不吻合时,应以实际钻孔资料为准;根据实际情况来确定加固深度。

(3)当遇到溶洞,且洞内无泥土介质时,应先静压灌浆充填,待空洞充满后,方可实施高压旋喷灌浆。