徐育金

摘要：石灰?guī)r地區(qū)工程施工中，樁基礎(chǔ)施工經(jīng)常遇到土洞、溶洞等不良地質(zhì)，針對(duì)這些問(wèn)題，必須采取的處理對(duì)策，確保樁基礎(chǔ)施工的順利開(kāi)展和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：土洞，溶洞，注漿，施工質(zhì)量

Abstract: the limestone area in the construction engineering, pile foundation construction often meet with holes and caves bad geological, aiming at these problems, must take countermeasures, ensure the smooth development of the pile foundation construction and quality.

Key words: soil hole, cave, grouting, construction quality

中圖分類(lèi)號(hào)：TV523 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1工程概況

該工程位于廣州市白云新城B-03地塊。建筑物一棟，總建筑面積83958m2，其中地上51379m2，地下32579m2；地上9層，地下3層，建筑高度48.5m。樁基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁。

2地質(zhì)情況概述

根據(jù)勘察報(bào)告、超前鉆顯示，本次勘察80個(gè)鉆孔中，在勘察孔深范圍內(nèi)，有23個(gè)鉆孔遇到大小不等的36個(gè)溶洞，土洞1個(gè)，見(jiàn)洞率為28.8%。其中13個(gè)承臺(tái)區(qū)域下部發(fā)現(xiàn)巖洞或土洞存在。

3溶洞加固處理

本方案根據(jù)超前鉆報(bào)告確定要處理巖洞的大小，對(duì)全充填型土洞采用袖閥管注漿處理；對(duì)半充填型土洞采用低標(biāo)號(hào)水泥砂漿鉆孔填充與袖閥管灌漿固結(jié)處理。

4施工部署和施工順序

4.1施工部署

注漿首先從基坑周邊的溶洞開(kāi)始，形成一個(gè)外封閉的狀態(tài)，然后再施工位于場(chǎng)地中部的溶洞。

4.2全充填型土洞施工順序

4.3半充填型土洞施工順序

僅僅在鉆一序孔后，插入下袖閥管、灌水泥砂漿兩個(gè)步驟，其余同全充填型的土洞的施工順序。

從地面下實(shí)管，實(shí)管頂端安錐型堵頭到洞頂下0.5m，下到位置后，用25mm的灌漿管捅掉堵頭，即可灌漿。灌水泥粉煤灰砂漿，其配合比為：（水泥：砂：粉煤灰：粘土粉：水）＝1.0：3.0：2.0：0。

4.4袖閥管注漿、灌注砂漿施工流程

5施工方法和工藝

5.1施工方法

5.1.1孔位布設(shè)

（1）鉆孔分—序孔(8m×8m)、二序孔(4m×4m)、三序孔(2m×2m)三種。

（2）一序孔施工全部全孔取芯，準(zhǔn)確判定需 加固巖洞的埋深、厚度、邊界、充填情況，以便采用不同的施工順序施工。

（3）二、三序孔既是灌漿孔，又是檢查孔和出氣孔，以便于灌漿過(guò)程中減少潤(rùn)內(nèi)氣壓，加速漿液洞內(nèi)充填達(dá)到加固施工的效果。

5.1.2鉆孔布設(shè)具體方法

（1）以“隔三跳三”的方式布孔，在探明存在巖洞的地質(zhì)鉆孔的中心點(diǎn)位置處的先確定1個(gè)—序孔，以該點(diǎn)為中心沿縱，橫向每隔三個(gè)孔便是1個(gè)—序孔，間距為8m×8m，呈正方形網(wǎng)格狀。施工—序孔時(shí)采用從中心向外漸次推進(jìn)，—邊施工，一邊判定洞體邊界(結(jié)合剖面變化判定)，根據(jù)判定結(jié)果確定是按網(wǎng)距，還是按網(wǎng)距的一半向外施工“外跳一序孔”。當(dāng)外跳—序孔未見(jiàn)到洞體時(shí)，要回跳內(nèi)插一序孔，孔距為一序孔網(wǎng)距的一半，即4m；

（2）在一序孔8m×8m網(wǎng)格中心布設(shè)二序孔，網(wǎng)距4m×4m；

（3）二序孔網(wǎng)格中心布設(shè)三序孔，網(wǎng)距2m×2m，見(jiàn)鉆孔布設(shè)示意圖：

5.2施工工藝

注漿孔采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔、套殼料封孔、袖閥管進(jìn)行注漿。注漿壓力符合設(shè)計(jì)要求，注漿必須至最遠(yuǎn)端的鉆孔冒漿為溶洞充滿(mǎn)，鉆探和溶洞處理注漿按照設(shè)計(jì)要求，需完全覆蓋承臺(tái)范圍。

5.2.1袖閥管構(gòu)造

袖閥注漿管為每節(jié)長(zhǎng)4m、直徑48mm的硬質(zhì)塑料管，它是由鈣塑聚丙烯制

造而成。注漿管內(nèi)壁光滑，接頭有螺扣，端頭有斜口。注漿管分為實(shí)管和花管兩種，實(shí)管上未開(kāi)設(shè)溢漿孔，花管上每環(huán)開(kāi)有8mm的溢漿孔12個(gè)，每組小孔間距30cm，在溶、土洞頂上采用實(shí)管，在溶洞土洞體內(nèi)采用花管。在溢漿孔外部緊緊地套著抗爆壓力為4.5MPa的橡皮套，橡皮套在灌漿過(guò)程中起到逆止閥門(mén)的作用。

為防止橡皮套上下錯(cuò)位，可在橡皮套兩邊焊以定位環(huán)圈，其直徑約5mm左右。袖閥管不應(yīng)有較大的彎曲，其內(nèi)壁必須圓滑，橡皮套應(yīng)緊貼花管。袖閥管如圖所示：

5.2.3灌漿設(shè)備的選型

注漿機(jī)設(shè)置回漿管路和溢流閥，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)注漿壓力，當(dāng)工作壓力超過(guò)設(shè)計(jì)壓力時(shí)，溢流閥會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，油缸停止工作，起到安全保護(hù)作用。

漿液攪拌采用自制的500L快速攪拌筒，轉(zhuǎn)速250r/min，制漿量為6m3/h。

灌漿管采用φ32×2.5無(wú)縫鋼管和φ32五層鋼絲編織膠管，工作壓力為9Mpa。

5.2.4施工工藝

（1）測(cè)量放線(xiàn)

放出注漿孔位，并用木樁做好孔位標(biāo)識(shí)。

（2）鉆孔

選用XY-100型鉆機(jī)，針對(duì)較軟土層采用合金鉆具回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法成孔，針對(duì)硬土層和破碎巖層采用風(fēng)動(dòng)潛孔錘沖擊鉆進(jìn)。鉆孔過(guò)程中采用泥漿循環(huán)護(hù)壁成孔，成孔后須立即清孔。

（3）泥漿配置

護(hù)壁泥漿采用膨潤(rùn)土干粉造漿，配置好的泥漿儲(chǔ)存在泥漿罐內(nèi)。配置泥漿性能指標(biāo)如表2所示。

表2泥漿性能指標(biāo)表

在孔內(nèi)用套殼料填充，以防止注漿時(shí)返漿；注漿管頂部加上悶蓋，以防止雜物和鉆孔過(guò)程中的泥漿流入注漿管。套殼料配比如表1所示。

配置好的套殼料應(yīng)有以下特性：

①、適宜的力學(xué)特性，高強(qiáng)度的套殼料對(duì)防止?jié){液串冒是有利的，但不利于開(kāi)環(huán)；低強(qiáng)度套殼料有利于開(kāi)環(huán)，卻容易使?jié){液向上冒竄。

②、收縮性要好，凝固后不致于和袖閥管脫開(kāi)。

③、脆性較高，以增加開(kāi)環(huán)后的破碎程度。

（5）安設(shè)注漿管

根據(jù)注漿要求，在溶、土洞頂板以上的部位用實(shí)管，在溶、土洞內(nèi)使用花管，注漿管底部加下悶蓋；

將實(shí)、花管根據(jù)要求連接后，沿鉆孔下到洞體底板灰?guī)r。

止?jié){系統(tǒng)由皮碗式止?jié){塞、花管、寶塔頭和管堵組成，止?jié){塞必須采用雙塞系統(tǒng)，而且一套塞子只能包含一環(huán)灌漿孔。

（6）水泥漿漿液配置

根據(jù)預(yù)配置漿液的體積，按水灰比計(jì)算出所需的普通水泥和水的用量；

在攪拌機(jī)內(nèi)加入計(jì)算好的用水量（應(yīng)提前標(biāo)好畫(huà)線(xiàn)），邊攪拌邊加入計(jì)算好的水泥用量，攪拌均勻后倒入儲(chǔ)漿桶內(nèi)備用。

（7）灌漿

待套殼料養(yǎng)護(hù)2～3d后進(jìn)行開(kāi)環(huán)。開(kāi)環(huán)時(shí)注水進(jìn)行試驗(yàn)，以檢查注漿管路是否正常和判斷地層的吸漿能力等，并防止堵管。

注漿時(shí)根據(jù)攪拌桶的容積和漿液流量確定注漿量，在攪拌桶中配好漿液、測(cè)定體積后再將漿液輸入注漿池中，注漿池直接與注漿泵相連。注漿時(shí)再通過(guò)壓力表和漿液流量來(lái)控制注漿量。另外，通過(guò)計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)水泥用量，也是掌握注漿量的有效措施。一般先期注漿孔的注漿量大于后期孔，外圍注漿孔的注漿量大于內(nèi)部孔。

開(kāi)環(huán)時(shí)應(yīng)注意以下情況：

①、套殼未破壞前，泵壓隨時(shí)間而增大，流量則始終為零；

②、套殼破壞后，泵壓驟降。這種情況下，即便開(kāi)環(huán)壓力較大，也不會(huì)給受灌漿地層帶來(lái)危害；

③、當(dāng)繼續(xù)施加泵壓時(shí)，流量與壓力的關(guān)系接近無(wú)套殼時(shí)地層的吸漿情況，因此在較小的壓力下，就能產(chǎn)生較大的注入量。

采用BWH100型注漿機(jī)注漿：另詳注漿機(jī)的使用規(guī)程。

（8）注漿順序

注漿順序采取由外到內(nèi)約束-開(kāi)放型方式，即先注溶、土洞最外側(cè)后注內(nèi)側(cè)，隔孔交替進(jìn)行，以控制漿液擴(kuò)散范圍，保證注漿效果。

灌至注漿壓力后灌入量小于1～2/L穩(wěn)壓15min為止。

（9）注漿口封口

檢測(cè)合格后，用水灰比為1：1的水泥漿液灌注袖閥管，對(duì)注漿鉆孔進(jìn)行封孔。

（10）注漿口標(biāo)識(shí)

對(duì)注漿口插入短鋼筋，高出地面30cm，綁扎紅色綢布標(biāo)識(shí)。

6施工質(zhì)量措施

（1）孔位平面誤差不得大于100mm，孔斜小于1%。

（2）溶洞處理時(shí)，速度稍微放慢或者稍停一段時(shí)間，可促使片石和粘土的固結(jié)，以利于固壁。

（3）袖閥管花管長(zhǎng)度要根據(jù)探明加固體的厚度確定，下管位置要準(zhǔn)確，盡可能安置在鉆孔中心。變形、絲扣損壞的袖閥管不能使用。

（4）漿液配制嚴(yán)格按配合比，灌漿體漿需充分?jǐn)嚢杈鶆?，在灌漿過(guò)程中要緩慢攪拌，用比重計(jì)測(cè)得漿液濃度，配合比誤差≤5%。

（5）灌漿時(shí)，地表要設(shè)置3～5個(gè)水推觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不允許地面產(chǎn)生裂縫與抬升情況。一旦出現(xiàn)，要及時(shí)降低灌漿壓力，做到動(dòng)態(tài)施工．

（6）嚴(yán)格執(zhí)行邊施工，邊自檢的質(zhì)量保證技術(shù)措施。灌漿段分段長(zhǎng)度為1.0～2.0m，開(kāi)環(huán)壓力為0.3MPa，灌漿壓力0.2～0.6MPa，灌漿速度頂?shù)捉?5～20L/min，其他部位20～30L/min。

7質(zhì)量驗(yàn)收

7.1質(zhì)量檢測(cè)

采用鉆芯法進(jìn)行檢測(cè)，隨機(jī)在各注漿孔相間中心選擇布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。主要檢查溶洞填充物膠結(jié)情況和裂隙填充情況、檢測(cè)鉆孔泥漿是否漏失，檢測(cè)要求：1、洞應(yīng)全填充，抽芯檢測(cè)采芯率應(yīng)達(dá)到95％； 2、全填充溶洞填充物標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)不少于8擊；3、檢測(cè)鉆孔泥漿不漏失；4、必要時(shí)進(jìn)行壓水試驗(yàn)。

7.2質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

（1）土洞處理結(jié)果：要求洞內(nèi)填充密實(shí)、穩(wěn)定，要求達(dá)到土洞不再發(fā)育；

（2）檢測(cè)時(shí)間：注漿結(jié)束后28天。

（3）檢驗(yàn)方法及其檢驗(yàn)指標(biāo)：檢驗(yàn)方法采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)；檢驗(yàn)指標(biāo)：注漿半徑0.5m范圍內(nèi)，每孔平均標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)不低于5擊。

（4）檢驗(yàn)數(shù)量：每個(gè)洞體1～3個(gè)點(diǎn)。

8結(jié)語(yǔ)

基礎(chǔ)施工受復(fù)雜地域、不良地質(zhì)影響很大，溶洞地區(qū)的更是對(duì)樁基礎(chǔ)施工帶來(lái)嚴(yán)重阻礙。通過(guò)本工程的實(shí)踐，我們認(rèn)為：采取注漿加固是對(duì)付溶洞有效、經(jīng)濟(jì)、合理的施工技術(shù)措施，確保了本工程樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50202-2002,中國(guó)計(jì)劃出版社,2009

[2]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》DBJ 15-31-2003,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。