2010年第1O期 福 建 建 筑 NolO・2010 总第148期 VoI・148 基础施工中的土洞处理技术 杨芸红 (福州铁建建筑有限公司 350013) 摘要:溶岩地区的地基情况十分复杂,常暗伏土洞,给地基处理造成了很多麻烦,处理不当就会造成隐患和危害。本文结合具体 工程实例就土洞处理做具体阐述。 詈篙 中图分类号: .U4处理.施工技术45 55 文献标识码:文献标识码:A 文章编号.文覃编号:10OO4一 【 l6135 2zOu1lou }1o-oo4卜o一 2 Holes in the basic construction of processing Yang Yunhong fFuzhou limited company of Railway Construction 350013 J Abstract:The foundat n condItion mid—ocean region is extremely complex,often dark Vohs,which caused a lot。f tr。 ble fO foundation treatment。improper handling will cause harm。combining with specific examples of projects o in roduce this processing technology. Keywords:Soil hole processing Construction technology 一、工程概况 与性质、水文地质情况及有关规范对覆盖型岩溶区不良地质作 在工程勘测、基础施工中,有时会发现局部或区域性的单 用和地质灾害稳定性评估条例综合分析,属于土洞一般发育 个或多个土洞甚至是土洞群。正是这些洞穴给地基处理造成 区,在外力作用下容易发生塌陷造成对拟建物稳定性产生不利 了很多麻烦,若处理不当,就易使建筑物下沉、开裂,甚至引起 影响。 破坏。龙厦铁路莲东安置住宅工程第一标段位于龙岩市新罗 二、土洞处理方案选定 区,根据福建岩土工程勘察研究院提供的《龙厦铁路莲东安置 土洞处理根据成因、发育程度及大小不同,方法有所区别, 住宅西区岩土工程勘察报告》,该场地在28#楼地基下部 总体来讲,处理原则如下: ZK47地段揭露土洞(图1),处理后方可施工。 1、根据土洞的埋深、;kd、来验算地基的应力是否满足承载力 要求,有些小洞或有一定深度的土洞经应力验算后可不作处理。 2、存在土洞的地基,应封堵tgT1道,截断地下水渗流引 起的潜蚀作用及岩溶承压水的吸蚀、潜蚀作用。地表水应采取 -@卵 / /4截流,引流等措施防止继续对场地的渗透,冲刷。 .00(326.56) 3、凡有土洞的地基,应充实填满土洞洞体,防止土洞塌陷 / 的发展。 4、土洞的处理措施一般有:注浆、旋喷、搅拌桩、加大基础 ③泥质卵石 粉质粘面积等。具体的选定要根据现场施工条件、工期、造价、地下水 土 . L @含角砾粉 情况、孔洞填充物来决定。 根据本工程地质勘察报告成果、揭露土洞的钻孔及周边进 一 / 质粘土 面 岩 行补孔的情况分析,土洞分布范围较小,多为直桶状,埋藏较 深,且本工程卵石层较厚,依据地区特点及周边建筑物土洞处 ④粉月 36.40(294.16) 理经验,本工程可采用高压旋喷注浆处理,因为高压注浆,注浆 ④镊 风化中岩 压力大,浆液在土层、砂砾石层、泥砾石层等渗透性能好,凝结 孔深 36.40 速度快,且分层注浆时对土层、砂砾石层、泥砾石层等扰动小, i孔间距 5.08 4.93 固结强度高。高压旋喷注浆处理原理:主要是通过高压注浆泵将配置好 的化学浆液或水泥浆液,通过导管注入土体空隙中,与土体结 由上图可见,土洞高1.35~19.40m,土洞质量等级一般。 合,发生物化反应,从而提高土体强度 ,以得到充填和防渗目 该部位由于地下水活动,对土层产生潜蚀及崩解作用,it11 ̄3g 的,浆液凝固胶结后,充填密实土洞以达到设计承载要求。 成土洞,由此产生的真空吸蚀作用有利于土洞的发育扩大。 高压旋喷注浆的施工原理:利用钻机把带有特殊喷嘴的注 据该场地土洞的形成条件、分布情况、埋藏厚度、覆盖层的厚度 浆管钻进至土层预定位置后,钻杆下端的喷射装置,向四周以高速水平喷入土体,用高压脉冲泵,将水泥浆液搏过 借助流体的 冲击力切削土层,使喷流射程内土体遭到破坏,与此同时钻杆一面 作者简介:杨芸红,1979年10月出生,工程师,建筑工程专业,负责工程 以一定得速度(20r/min)旋转,一面以低速(15 ̄30cm/min)徐徐 施工现场管理。 提升,使土体与水泥浆充分充分混合,胶结硬化,从而使地基得 收稿日期:2010--07--14 到加固 。 变形性质,高压旋喷注浆的特点为:使在上部结构荷载作用下,提高地基的抗剪强度,不产生破坏和较大沉降。改善土_的 2010年lO期总第148期 杨芸红・基础施工中的土洞处理技术 ・48・ 施工便捷,操作容易,速度快,效率高,用途广,成本低[2 ,注浆 材料采用水泥和水,取材容易,材料无污染、无毒,符合环保要 求。 证实。 双液注浆泵将制好浆液通过高压管泵送至注浆管,进行注 浆,水压比为0.7~1.0,为确保施工质量,施工机具配备准确 的计量仪表 ]。延续灌注时间不少于60min并且全过程灌浆 三、土洞处理技术及难点处理 n;当灌浆压力保持不变,注入率持续减少 单土洞的发育和发展与岩溶的发育程度有关,土洞主要与 时间不少于120mi或当注入率不变而压力持续升高时,不改变水灰比;当某一 下部灰岩裂缝通道相通,因此注浆施工时易造成浆体的流失, 时,在施工过程中应采取问歇性注浆或跳孔施工等措施,尽量减少 比级浆注灌注时间已达lh,而灌浆压力和注入率均无改变或 改变不显时,改浓一级;当最浓一级浆液灌注时间已达3h,而 浆液的流失。 灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,加入水玻璃。在 1、施工准备控制 发现地面冒浆立即查明原因并采取相应措施,减 为了保质保量按期完成任务,现场根据施工需要配备了2 灌浆过程中,班技术熟练的施工班组,注浆时,每台设备设定2个班组24h 小注浆压力至0.25MPa,冒浆持续200mm暂停注浆,间歇36h 施工。施工班组进场后,将土洞定位的标桩、标高基准点引测 后继续注浆至二次冒浆后即结束该孔注浆。至施工现场周围的四角上,并加以保护,误差不大于5mm,并 以书面形式移交。施工过程中保证充足的水源、电力,配电箱、 自来水管接通至场地边缘。 2、注浆施工工艺流程 2.1、注浆施工工艺流程图 钻机就位一钻孔一注浆管加工一安放注浆管一孔口封堵 一注浆。 2.2、各工序主要事项 2.2.1、定位放线 按设计要求采用经纬仪定位发现土洞的钻孔,然后定位注 浆孔,反复丈量孔距,每孔误差不大于5cm,用钢筋固定,并准 确测量孑L口地面高程,经建设、设计、监理多方核验认可。 2.2.2、钻孔 采用xY一1型钻机在注浆孔位处引孔,钻孔钻至土洞顶 部时应记录深度,并与勘察报告比对,继续钻进至土洞底部。 引孔时详细记录钻进土层标高情况,并绘制钻孔柱状图。土洞 钻进过程应详细记录是否有钻杆自沉或掉钻情况。引孔至土 洞底下lm(或至灰岩面下50mm)。钻孔垂直控制在0.5%范 围内钻孔直径1lOmm。 每个土洞钻孔顺序为勘探点先引再按该勘探点东西南北 四个方向继续钻孔,最外一排孑L位引孔时仍发现有土洞,现场 按照1500间距往外扩孔,扩至无土洞为止。 2.2.3、加工花管及安放 注浆管 钻孔成孑L后下2根DN20 焊接管,分别为一次注浆管和 二次注浆管(图2),一次注浆 管下至离洞底500mm处,二 次注浆管下至离洞顶500 n1n1 处,土洞范围内注浆管加工为 花管,并用胶纸包裹好花管。 下管时,一次和二次注浆管的 底部用堵头堵住,下管完毕后 用石块、砂塞填并以浆液封闭 至孔口,浆液封闭段要求大于 1.Om以上。 2.2.4、制浆 按设计要求制备浆液,施 图2注浆管安放示意图 工所用材料包括水泥、外加剂 和水。水泥采用强度等级为32.5以上的普通硅酸盐水泥,并 应按有关规定对水泥进行质量抽样检测。搅拌水泥浆所用的 水须符合《混凝土拌合用水标准》(JGJ63~89)的规定。并准确 测量浆液比重(控制在1.4—1.45),配合比:水泥:粉煤灰:重 钙粉一1:3:3,水灰比按1:1,0.75:1,0.6:1三个等级,根 据现场注浆情况适时调整。 2.2.5、注浆 土洞有一定的分布范围,应根据地质勘测报告及施工勘测 资料,初步确定土洞的主要发育方向,以土洞的中心位置为灌 浆主孔。主孔灌浆后,沿土洞的主要发育方向向四周分别灌 浆,直至追探到土洞消失为止,土洞消失后,再外延施工探孔以 注浆完毕后3—5d,在原孔位用二次注浆后进行二次注 浆。注浆结束后,及时将管路冲洗干净,以防堵塞。 2.2.6、土洞经有效处理后,同时加强地面渗水的截流、防 渗、堵漏等疏导排泄措施,地表水尽可能采取全封闭,防止地表 水渗入,减弱或停止因水流而使土洞产生潜蚀、发育和发展。 2.2.7、施工结束后,检查注浆体强度、承载力等。检查孑L 数为总量的2 一5 ,不合格率大于或等于2O 时应进行二 次注浆。检验应在注浆后15d进行 j。 3、注浆施工遇特殊情况的处理措施 压浆施工中出现周边地表冒浆、孔内漏浆及灌浆因故中断 等现象,根据具体情况采取如下技术措施。 3.1、冒浆:采用表面封堵、低压、限量、改压浓一级浆液、间 歇灌注等方法进行处理。 3.2、孔内漏浆:少数钻孔吸浆量特大,改压0.6:1水泥浓 浆长时间灌注仍达不到终灌标准,采用间歇压浆方法反复灌 注,直至达到设计要求。问歇时间不宜过长,一般5~1Omin, 避免浓浆在高压下固化将压浆管堵塞。 3.3、压浆因故中断:若中断时间较短,尽快恢复压浆,恢复 压浆时,重新从稀浆开始,如吸浆量与中断前接近,则恢复到中 断前的浓度,否则逐渐变浓;若中断时间较长,恢复压浆后吸浆 量减少很多,则重新钻孔,按2:1水灰比的水泥浆液灌注。 3.4、压浆过程中,密切注意压浆可能造成的孔内外及周边 环境的变化,如吸浆量、压力、地表冒浆等变化情况,按照设计 要求及时调整浆液配比。如压浆初始即出现泵压大、吸浆量小 或注浆过程中突然出现这种情况,即应停止送浆,清孔后再进 行压浆。 3.5、注浆过程中发生相邻钻孑L串浆时,如果串浆孔具备条 件可采用同时进行注浆,应一泵一孔,否则应将串浆孔堵塞住, 待注浆孔注浆结束后,串浆孔再进行扫孔冲洗,然后继续注浆。 3.6、对吸浆量大,注浆难以结束地段,应采用低压、浓浆、 限流、间歇注浆或掺加速凝剂等方法进行处理。如果喷射压力 较大,容易发生串浆,影响临孑L的质量,施工中采取间隔跳打施 工,二孔间距大于I.5m[ 。 四、结束语 本工程土洞处理按照以上技术方案实施,总注浆孔数82 个,根据福建省建设工程物探实验检测中心采用土洞压力注浆 低级处理钻芯试验,实验孔数4个孔,实验结论为:钻芯试验孑L 在土洞处理深度范围内的芯样,皆可见注浆固结体,芯样基本 连续,呈短柱状、块状、碎块状,芯样采取率在85 左右,注浆 固结体的平均标贯击数N一22_4 ,符合地基处理要求,满足上 部设计荷载。28#楼总高度为65m,共设置1O个沉降观测点, 施工过程中每次增加荷载均对其进行沉降观测,竣工验收时各 沉降点累计沉降值为15mm ̄19mm,满足均匀沉降要求。 参考文献 [1]GB50202—2002,地基基础工程施工质量验收规范 Es]. [2]建筑施工手册[M].第四版. [3]GB50300--2001,建筑工程施工质量验收规范Is]. [4]AZXO8OO71,福建省建设工程物探实验检测中心检测 报告[s].