樁基工程中處理地下溶洞的技術(shù)探討

舒洪勇++吳淼康++向麗++計江麗

摘 要：在浙北湖州地區(qū)，部分場地不良地質(zhì)的巖溶強發(fā)育，存在較多的地下溶洞，為保證樁基質(zhì)量，一般采用一樁一探方式，勘察出的溶洞大概尺寸大小和洞內(nèi)的填充物的情況，然后根據(jù)不同情況對溶洞采用拋填法、灌漿法、灌注混凝土填充法、套放大小鋼護筒法等處理方法。本文總結(jié)了對溶洞采用水泥粉煤灰注漿法對巖溶治理的經(jīng)驗，達到了工程設計要求樁基地下持力層保證一定厚度完整基巖的規(guī)定，從而保證了鉆孔樁的工程質(zhì)量，確保建筑物的安全。本文供各位從事工程建設的技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：巖溶； 勘察； 隱患； 基巖； 成樁； 注漿； 質(zhì)量； 安全

1.工程概況

長興御龍灣小區(qū)工程，位于湖州市長興縣，用地面積67600㎡，共有11幢32～33高層和8幢16～18高層。由浙江省工程物探勘察院進行了地質(zhì)勘察，在巖溶勘察中，發(fā)現(xiàn)下部巖溶發(fā)育，為防止場地不良地質(zhì)對建筑工程質(zhì)量產(chǎn)生安全隱患，設計要求進行治理，保證高層鉆孔樁的工程質(zhì)量，以達到樁基地下持力層保證4米以上完整基巖的工程設計要求。

2.溶洞發(fā)育關(guān)系密切的⑨層地質(zhì)情況

⑨-0層，溶洞（Qch）：灰黃、棕紅色，以粉質(zhì)粘土為主，軟可～硬可塑，局部含少量碎石，碎石成份為溶蝕后的灰?guī)r碎塊，為溶洞堆積物，漏漿嚴重，局部為空洞。層面標高-44.70～-24.10m，厚度0.20～4.90m。

⑨-1層，全風化石灰?guī)r（C2h）：灰黃色，硬可塑，刀切面較粗糙，見氧化鐵斑點，原巖已完全風化成土狀，干強度較高，韌性較高。

⑨-2層，強風化石灰?guī)r（C2h）：灰色，塊狀構(gòu)造，巖石風化強烈，節(jié)理裂隙極發(fā)育，局部有溶蝕現(xiàn)象，巖芯呈碎塊狀，手可掰開。局部夾有中風化巖塊。

⑨-3層，中風化石灰?guī)r（C2h）：灰～灰白色，塊狀構(gòu)造，巖石風化強烈，節(jié)理裂隙極發(fā)育，裂隙面見褐紅色渲染，局部見有溶蝕現(xiàn)象，局部見5～30cm厚的方解石脈，巖芯呈短柱狀或長柱狀，錘擊聲催。

3.地下溶洞發(fā)育概況與危害性

場地底部基巖為石灰?guī)r，石灰?guī)r溶蝕現(xiàn)象局部較發(fā)育，在-44.70～-24.10m（黃海標高）之間分布有較多溶洞，鉆探時第四系地層與灰?guī)r層接觸處和溶洞處漏水漏漿現(xiàn)象極嚴重，且分布有豐富的巖溶水，在其滲流作用下，巖溶土洞有坍塌造成上部樁基承載力安全系數(shù)嚴重不足，沉降不均勻等情況，更有可能出現(xiàn)樁基失穩(wěn)，承載力缺失，從而影響建筑物使用安全的隱患。

4.巖溶勘察及溶洞加固方案

1）施工現(xiàn)場準備，施工場地應平整以利設備安置，設備進場前水電安裝應到位，以利于施工用水用電。

2）巖溶勘察成孔工藝，鉆孔開孔直徑為φ108mm，鉆孔超過粉質(zhì)土層后下入110套管，鉆至土層后變徑為φ91mm鉆進，采用優(yōu)質(zhì)泥漿或水泥漿護壁。若發(fā)現(xiàn)溶洞，則停止鉆孔并進行注漿，注漿滿后繼續(xù)鉆孔直至進入中風化灰?guī)r6.0m后未發(fā)現(xiàn)溶洞，方可終孔停鉆。

3）注漿工藝，注漿孔要求在孔內(nèi)下入注漿管至溶洞底部上0.5m左右，采用循環(huán)注漿方式，詳見溶洞注漿施工流程：鉆機就位→鉆孔配制注漿液→埋設注漿管→注漿→止?jié){封孔。

4）鉆孔方式，采用跳孔施鉆，施工時首先在兩側(cè)進行注漿，然后再在中線進行；在兩側(cè)進行注漿時，也必須采用間隔注漿的方法，以提高注漿效果。禁止全部鉆完后再注漿。止?jié){采用似法蘭盤簡易止?jié){法或止?jié){塞、套管等方法止?jié){。

5）為增加漿液的和易性和水泥砂漿的早期強度，可在漿液中摻入適量的減水劑和早強劑，若遇空的巖溶通道、較大溶洞和裂隙處，吃漿量較大時，視具體情況可采用間歇注漿。

6）注漿時采用漿液濃度先稀后稠的方法，注漿開始時要定時觀測泵的吸漿量和泵壓，記錄注漿過程發(fā)生的各種現(xiàn)象，收集原始數(shù)據(jù)，并根據(jù)實際情況調(diào)整注漿量和漿液濃度，注漿過程中若出現(xiàn)地表裂隙大量跑漿時，應采用間歇式注漿，或減少泵量及采取地一充填裂隙的措施，阻止?jié){液從地面大量流失。

7）注漿孔堵塞，在結(jié)束注漿后及時清理設備、管道，拔出注漿管，用水泥純漿將注漿孔全部堵塞好。

8）施工記錄，統(tǒng)計好注漿施工中的各項數(shù)據(jù)，出現(xiàn)與設計有出入情況及時上報，一個區(qū)域的注漿作業(yè)完成后，清理好現(xiàn)場，搞好環(huán)境衛(wèi)生。安全轉(zhuǎn)移設備到下一個施工區(qū)域，進行下一步的施工作業(yè)。

5.注漿材料控制標準

1）水泥，注漿用水泥采用普通硅酸鹽水泥，水泥標號為325普通硅酸鹽水泥，水泥不超過出廠日期3個月，受潮、結(jié)塊者不得使用，水泥的各項指標符合國家標準，并附有出廠報告；

2）粉煤灰，用盡量磨細，其細度不粗于同時使用的水泥，燒失量小于3%。

3）水灰比可采用0.4～0.5，水泥中可摻入12-14%的粉煤灰，以其膨脹性提高充填效果。

4）水泥（砂漿）注入量，以灌滿巖溶洞穴為準，若有多層溶洞發(fā)育則應自上而下分層灌滿。

6.單孔注漿結(jié)束標準

1）控制孔口壓力，孔口終壓為0.3～0.4MPa，并根據(jù)孔口附近出現(xiàn)冒漿、串漿時可以結(jié)束灌漿；

2）達到設計灌漿壓力，吸漿量小于5L/min，并穩(wěn)定10min視為結(jié)束。對因發(fā)生孔口管內(nèi)/外冒漿而非正常結(jié)束的注漿孔，應視其原因，在附近重做或結(jié)合檢查孔補注漿。

7.巖溶勘察及溶洞加固的效果

1）勘察質(zhì)量滿足相應的規(guī)范規(guī)程及設計施工要求。達到樁基地下持力層保證4米以上完整基巖的工程設計要求。

2）灌漿井及觀測、注漿井施工滿足業(yè)主、設計、監(jiān)理及總包方的質(zhì)量、安全、進度要求。

3）注漿加固設計達到了預期效果，溶洞處理后滿足了鉆孔灌注樁施工的要求，沒有出現(xiàn)塌孔或混凝土大量超灌的情況，達到了工程安全的目標。

4）經(jīng)加固后，加固段的溶洞、溶隙得到了充分的填充加固，加固形成的復合地基巖土樁端承載力不小于2500KPa。

8.地下溶洞處理的效果檢驗方法

采用巖芯鉆探進行取芯觀測，并同時輔助用簡易水文地質(zhì)抽水試驗測定加固后的復合地基巖土的滲透系數(shù)，數(shù)量可取5-10只鉆孔，當復合地基巖土芯樣的單軸抗壓強度大于5Mpa，或滲透系數(shù)小于E-4cm/s級以下（弱透水性）時，可以達到預期目標。

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【文章編號】1627-6868（2017）05-0042-02