浅谈双液注浆在溶洞处理中的应用
摘要：在桩基施工中碰到的单个大型空洞型溶洞或相邻桩基溶洞连通及单桩存在串珠状溶洞的溶洞桩基，采用水泥浆液与水玻璃同时注喷的方式，迅速絮凝，在一定范围内形成水泥固结体，达到填塞溶洞的目的。
关键词：桩基，施工，溶洞，双液注浆
1工程概况
广东省江门至肇庆公路（江肇高速公路）某大桥依次跨越两条河道，桥梁全长2341m。主跨采用（40+4×68+40）m连续－刚构组合体系。主桥箱梁下部结构采用单薄壁实心墩。基础均采用钻孔灌注桩基础。
2地质情况
该桥桥位地层由第四系冲积层及海陆交互沉积层、下石炭统灰层、炭质灰岩、粉砂岩及其风化层组成。沉积层主要由亚粘土、粗细砂、淤泥质粘土、砾砂等组成，基底岩石绝大部分为灰岩，仅局为粉砂岩，岩面略有起伏，灰岩分布区岩溶发育。全桥绝大部分桩基存在大小不一的溶洞。
为了解决岩溶地质桩基施工技术难题，首先必须通过详细的勘察，查明溶洞的分布、走向、大小、发育等情况，以及探明溶洞是否漏水，是否有填充物以及漏水量大小、漏水速度等等。然后根据各桩的地质情况拟订相应的溶洞处理方案和措施。如果按照常规的钻探方法及一桩一孔，直径为10cm的地质孔不能完全探明桩位处溶洞的真实情况。因此，有针对性地进行了必要的补勘。本桥主要勘探方法有：
①地质钻芯取样，一桩多孔；
②管波勘测；
③超声波CT勘测。
采用以上方法基本上探明了桥位桩基的地质情况。
针对该桥存在高度大于5m以上的大型溶洞的地质情况，在桩基施工中碰到的单个大型空洞型溶洞或相邻桩基溶洞连通及单桩存在串珠状溶洞的溶洞桩基，采用水泥浆液与水玻璃同时注喷的方式，使混合浆液迅速絮凝，在一定范围内形成水泥固结体，达到填塞溶洞的目的，以较典型的55#-B桩基溶洞处理为例。
3双液注浆处理溶洞施工应用
55#-B桩基为桩长48.6m，桩径为150cm的嵌岩桩。该桩基覆盖层为粉质粘土，岩层中存在三层溶洞，其中最大溶洞高达9.70m，具体见下附地质柱状图。
3.1施工工艺流程
图1施工工艺流程图
3.2操作要点
3.2.1施工准备
1、场地平整：在桩位处对地面整平，并压实，为钻机摆放提供较好工作面。
2、原材料进场并进行原材料检验，合格后方可使用。
3、配合比设计：施工前对双液进行配合比设计，水泥浆水灰比W/C范围在0.8:1~1:1，水玻璃:水泥浆液（体积比）范围为5%~20%。浆液配合比按实际情况进行调整，遵循先稀后浓的原则，依吸浆情况逐步加浓浆液；当连续注浆单孔超过15吨水泥不见升压或吸浆量下降时，采用提高浆液浓度或双液注浆措施。
4、检测所有注浆设备状态，确保设备能正常运转，合理设置水泥棚和搅拌站及附属设施。
3.2.2注浆孔放样
在桩基四周均布四孔作为注浆孔，孔位至桩基中心间距为r+50cm，r为桩基半径。如下图所示：
3.2.3钻孔引孔
1、钻进：土层和岩层部分均采用水钻进行成孔，并跳孔施工。
A.土层钻孔：采用φ130钻头钻进，每一回次钻完后，取出土芯，摆放整齐并用标签记录不同土层的深度。全孔采用φ127套管，护壁套管露出地面0.2～0.5米。
B.岩层钻孔:基岩面以下采用φ110钻头，钻孔过程中均取出岩芯，摆放整齐，用小标签记录不同岩性和溶洞的深度。钻至设计深度后，用对钻孔进行清洗，清孔时间不少于20min，设计深度一般为单个大型溶洞钻至溶洞底板下1.0m，或串珠状溶洞可分层钻进注浆，一般可做2-3层处理，由上层逐步向下层处理。
2、钻孔完成后，由地质编录员及时对岩芯进行编录，分层记录不同土层和岩层的深度，岩溶发育的情况以及地下水位的深度。钻孔过程中,监理工程师旁站记录地质变化情况。
3、采用水泥砂浆对注浆套管进行固定。
3.2.3注浆
1、下入双管双喷嘴喷杆到溶洞底板，连接双管导流器；
2、高压清水或稀水泥浆喷射切割溶洞底部充填物、沉淀物，预防水泥与溶洞底板胶结不良；
3、双液注浆水泥浆速凝剂同时喷出，在溶洞底部驻喷5~10分钟，然后自下而上旋转喷灌；
4、现场工作人员根据套管内的水泥浆液面上升速度确定终止喷浆时间，当套管内水泥液面突然上升时，终止喷浆，及时向孔内补浆。
3.2.4注浆参数控制
1、水泥浆采用32.5R优质水泥与清水配制，水灰比0.8:1~1∶1。
2、水泥浆的搅拌时间，使用高速搅拌机不少于3min；使用普通搅拌机应不少于5min。
3、速凝剂（水玻璃）与水泥浆配比（体积比）5%~20%，一般采用5%~8%，使用前现场试验后确定，速凝剂与水泥浆速凝(絮凝)时间在10~30秒；
4、水泥浆泵压24~26Mpa，速凝剂泵压5~7Mpa；
5、水泥浆流量90~100L/min,速凝剂流量3~5L/min；
6、提升速度8~10cm/min，转速10~15r/min。
3.2.5复钻检查
双液注浆第一孔结束后，待6~8h钻穿孔内水泥浆固结体，了解水泥浆的饱满成度，如不漏水侧移机下一孔施工，如有漏水现象在原孔进行二次喷灌注浆，喷浆时加大水泥浆浓度、速凝剂用量。
4结论
本桩基通过双液注浆处理溶洞后，在桩基冲孔过程中，未发生漏浆现象，成孔质量良好。
本工艺取材方便，采用普通P.O32.5袋装水泥及市场合格水玻璃即可。注浆过程浆液不溢流，操作面积小，有利于保护环境不受污染。从钻孔到注浆完毕，可连续作业，工期可控性强。浆液配比现场调整，注浆效果操控性大。通过双液注浆处理溶洞溶洞，与常规溶洞处理方法比较，具有高效、短工期等特点，形成较好的经济效益：
1、设备、措施投入方面：注浆设备1~2套即可达到施工需要，且操作面小，占用施工场地少。设备属小型设备，架设方便，操作灵活，不需大型机械配合及大量安装措施的增加，从而节约施工成本。
2、工期方面：钻孔及注浆过程连续，且注浆完成后即可进行冲孔，注浆效果的高效性确保了溶洞桩基础的施工前提，同时避免较多地质变化的不确定性，与传统溶洞处理工艺相比，工期方面优势明显。
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