溶洞处理施工方案详解

1、一工程概况建设单位：连州市宝盈房地产开发设计单位：广东工业大学建筑设计院勘察单位：核工业衡阳第二地质工程勘察院监理单位：清远卓越工程建设监理施工单位：广东宏业建筑工程公司连州宝盈广场位于连州大道人民路原北湖影剧院,建筑场地东面与肯德基等已建四层楼房相距约6.00米,东南角与东门中路相距约6.00米；南面与已建七层楼房相距26.00米,东南角与荷香街相邻；西面与荷香街相邻；北面与连州大道相距约8.00米.连州大道在场地北面经过,场区交通便利.场地原已铺设碎面,原地貌属残坡积地貌.勘察时地面标高为0.20m0.30m,高差为0.10m,地面根本平坦.二、工程地质情况根据本工程地质钻探、主厂区场地勘

2、察深度限制范围内的地基,场地内岩土分层自上而下简述为：1、素填土CT:分布于场地地表,揭露层厚0.7m-6.0m,平均厚度2.27米,浅褐灰色,稍湿,松散状,主要有碎石砂粒及粘性土组成,底部为耕植土,局部见旧建筑物根底.2、残坡积粉质粘土Cfpl:呈中一巨厚层状分布于场地,揭露层厚0.5-8.6m,平均厚度2.84米,层顶埋深0.75.5m,层顶标高-5.2m-0.4m,土黄、浅黄色,成分以粉粒为主,含少量粉砂,局部夹粉土,湿一很湿,可塑状,土质粘塑性一般.3、微风化石灰岩C:场地中各钻孔揭露到本层,钻孔揭露厚度为7.5m18.58m含溶洞,层顶埋深2.0m13.00m,相应标高-12.70-

3、2.80m.岩石呈浅灰、灰色,隐品质结构,中厚层构造,岩芯呈短柱状局部块状,局部裂隙发育,局部钻孔揭露至此层时漏水,岩石坚硬,锤击声脆,岩体根本质量等级为田级.4、根据地质勘察已探明溶洞钻孔号分别为ZK1、ZK4ZK19ZK35ZK3ZZK40ZK-42、ZK-45、ZK-49、ZK-69、ZK5-78,同时根据目前基坑开挖的揭露情况,在基坑BCCD.DD1.DD2.EFG.IA唳均有溶洞出露,溶洞无充填、掉钻或充填软粘土,钻进过程中溶洞严重漏水漏浆,其走向、范围尚未探清楚；溶洞分布、埋藏孔深段、洞高、充填物及钻进情况等详见下表孔号顶板标高m顶板埋深m溶洞高度溶洞顶板厚度充填情况主要填充物漏水

4、情况备注ZK1-10.2010.501.002.50全充填软塑状粘性土不漏水稳定性一般ZK4-8.709.002.500.50全充填软塑状粘性土不漏水稳定性较差ZK19-8.308.600.303.60全充填软塑状粘性土不漏水较稳定ZK35-8.208.506.504.60全充填软塑状粘性土不漏水稳定性一般ZK37-19.2019.502.0015.20无充填空洞漏水较稳定ZK40-4.104.403.001.60全充填软塑状粘性土不漏水稳定性差-11.5011.803.204.40全充填软塑状粘性土不漏水稳定性一般ZK42-12.2012.502.509.30无充填空洞漏水较稳定ZK45-8

5、.308.503.002.50全充填软塑状粘性土不漏水稳定性差ZK49-12.2012.502.009.50全充填软塑状粘性土不漏水较稳定ZK69-15.2015.501.002.50全充填软塑状粘性土不漏水稳定性一般ZK78-8.208.500.404.30全充填软塑状粘性土不漏水较稳定三、溶洞地质危害分析及处理方案3.1、 溶洞特点溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果,石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙.由于石灰岩层各局部含石灰质多少不同,被侵蚀的程度不同,就逐渐被溶解分割成互不相依,千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞.3.2、 溶洞的地质危害分

6、析溶洞面标高起伏差异大,大小变化不一,且无一定的规律.因此,在有溶洞的地区建造建筑物就要十分慎重处理,特别是高层建筑就要更应该慎之又慎.本工程溶洞对基坑及周边环境影响主要有以下几个方面.(1)溶洞易形成贯穿,与附近河流形成水力联系,一旦基坑围护结构隔水失效,易导致基坑失稳.(2)溶洞部位承载力差,易使基坑内支撑结构失稳(IAB,ED段).(3)溶洞区岩板承载力缺乏,易被支护桩顶穿从而导致基坑路面系统崩塌,排水等引起的支护桩沉降可引发土钉、锚索因剪切失效,影响基坑稳定性.(4)溶洞区岩体承载力差,易引起主体不均匀沉降,给后期主体及附属构筑物使用带来平安隐患.3.3溶洞处理范围(1)溶洞的分类溶洞

7、按其填充物的特性分为以下3类：全空溶洞,溶洞内无任何充填物或者绝大局部空间被地下水充填；局部充填溶洞,溶洞内局部被淤泥或其它力学性质较差的岩土充填；完全充填溶洞,溶洞被粉土、黏土或其它力学性能较好的岩土充填.(2)溶洞的处理范围基坑周边：沿支护桩四周4米的范围内布置地质钻孔,特殊地段场地缺乏时,可加大注浆量,钻孔深度深入基坑底不小于1m,布孔间距为1.2mX1.2m梅花型布置.(3)溶洞的处理方案结合工程的实际情况,如遇较大溶洞,或溶洞无充填物时可采用钻孔下管灌注C20素混凝土进行充填,同时预埋袖阀管深入基坑不小于1m进行后注浆,以保证桩底岩层有足够的承载力,预防因下部连串溶洞的顶板岩体承载力

8、缺乏而引起桩沉降.如溶洞为粘土充填或其它力学性质较好岩土充填时(完全充填)可采用袖阀管注浆,深度为深入基坑不小于1米,同时需布置排气孔,以使空气、水及淤泥充填物等返浆排出.采用1:1水泥浆,注浆压力限制在0.5MPa以内.如溶洞为局部充填时,可向溶洞内填细砂或颗粒较小的砂石料,填充时采取压力吹填方式,然后进行注浆加固,注浆采用1:1水泥浆,压力限制在0.3MPa内.四、溶洞处理施工1、处理步骤(1)预处理区测量放点(2)探明施工,确定溶洞范围(3)对以探明溶洞的探孔下袖阀管或PVCt(4)对溶洞进行灌填施工(5)验收检测2、施工流程(1)测量放线首先根据地质资料及基坑开挖溶洞的揭露情况,对拟加

9、固处理区按1.2x1.2m问距将各钻孔位定出,并打设钢筋作为标志.(2)钻机就位进行钻机成孔施工前施工场地周围因事先进行平整,然后移动钻机至要施工的钻孔处,钻机用木防垫平稳,保证在成孔施工过程中钻机不会有较大的晃动而影响成孔的质量,最后用罗盘仪调整好钻杆的垂直度以保证钻孔垂直,再调节钻机位置,使钻头对准所要施工的孔位.(3)探孔施工钻机就位后即可进行探孔施工,探孔采用XY-100型地质钻机,钻孔孔径4110mm孔径误差不大于5mm钻孔位置的平面尺寸误差不得大于50mm成孔的倾斜度不超过1.0%.钻机采用泥浆循环、护壁成孔和清孔,如遇特殊岩土时需下套管钻机,预防塌孔.成孔深度要求进入溶洞底岩层不

10、少于1.0m,深入基坑底不小于1m,取以上两个深度的较大值作为钻孔深度的限制值.进入岩层时开始抽芯,以抽芯长度确定入岩深度.(4)封孔口待钻机钻到设计位置后,在孔内埋设小100mmPVC,管口用麻袋封堵,以免进入杂物堵塞,以备后期进行混凝土回填,如为全充填式溶洞那么从钻杆内向孔内注入封壳料.封壳料采用水泥、粘土混合浆,配合比为水泥：粘土：水=1:1.5:1.88,3大龄期抗压强度约为0.3Mpa.(5)排气孔施工为保证注浆或灌注素碎的质量,在探明溶洞或土洞后每一个填充孔必须布置一个有效的排气孔,保证注浆或灌注素碎的顺利进行.排气孔成孔施工与探孔施工方法一致,成孔完成后下一条小75PVC

11、4;至溶洞顶口处,PVCt管口预先用水泥袋封住,预防在下管过程中泥浆进入管内堵塞管路,在注浆或灌注素碎前用高压空气将排气孔疏通.PVC®下入长度以正好进入溶洞顶板为宜,不宜伸入溶洞洞体过长以保证排气孔能有效排出气体,因此在补勘孔施工过程中应做好记录,探明溶洞顶板及底板的埋深.(6)泥浆固化处理：成孔过程中,泥浆应排放到固定的贮浆池,沉淀、排水后,参加适量的水泥进行固化处理,然后外运.3、施工工艺(1)混凝土回填施工待排气孔施工完毕后,在探孔处进行混凝土回填,混凝土强度为水下C20,塌落度限制范围为120180,因PVCt孔径较小,为预防堵塞,宜采用塌落度为160,待排气孔返出浓水泥浆

12、后十分钟不下沉及可终止灌注.因局部溶洞漏水,为预防混凝土水泥浆因流失而造成强度缺乏,以及预防基坑底部存在连串溶洞等情况,回填前应现将袖阀管预埋至基坑底1米以下深度,以备后期补强注浆.混制土灌注孔.下1.0即C管,成孔口径为11.袖阀管皿塑料管,成孔口隹为110宝盈广麻洞陋填示意图(2)袖阀管注浆a：待注入封壳料后,应立即将制作好的塑料袖阀管插至孔底,并尽量使袖阀管垂上血加孔直和位于孔的中央.b:待封壳料的强度到达0.3Mpa后,可开始第一轮次注浆,水泥用量为设计注浆量的50%采用带有双向密封装置的专用注浆枪注浆,注浆从下而上逐环进行,浆液水灰比为1.0,注浆压力应限制在0.5MPa以内,如溶洞

13、为局部充填时,压力应限制在0.3MPa以内,全孔注浆段注浆完成后,把铝塑管插至袖阀管底,用清水把袖阀管内的残留浆液清洗干净.c:待凝12小时后,可开始第二轮次注浆,水泥用量为设计注浆量的30%注浆方法同第一轮次注浆,浆液的水灰比调整为0.8.d:待凝12小时后,可开始第三轮次注浆,水泥用量为设计注浆量的20%注浆方法同第一轮次注浆,浆液的水灰比调整为0.8.e：注浆施工过程应做好相应的施工记录,对钻孔深度、每轮次注浆压力、每轮次注浆量、每轮次注浆时间和总注浆量等参数进行详细记录.及时整理资料,经常分析比照相邻注浆孔和相邻排注浆孔的注浆流量、注浆压力和注浆量等参数,根据各参数的变化情况估计注浆效

14、果.对注浆过程中存在的问题,及时进行分析处理.f:考前须知注浆过程中,应对地面、周围建筑物、地下管线、基坑进行沉降、倾斜、变形和位移观测.进行不同水灰比的小样配比试验,确定0.8:11:1的材料用量,便于施工工艺限制.施工时应受水文地质条件的影响,因及时调整浆液配比.吉林省地矿建设集团北方根底工程广州分公司第6页、共12页注浆过程中严格根据试验配比限制水泥浆比例,预防对注浆质量产生影响.针对地下溶洞,严格执行先探后施工顺序.施工布孔时应查明地下管道分布,钻孔位置应适当的调整位置避开管道及构筑物.施工过程中必须针对含有溶岩水的溶洞进行填充与压浆处理,隔断地下岩溶水的水力联系,预防溶洞中的岩溶水与

15、周边建筑物下部岩溶水形成连通,从而因基坑降水导致坑外建筑物的地基沉降,进而导致建筑物的破坏,引发地质灾害.排气孔WOPYC管成孔口径为11Q袖阀管5口塑料管.成孔口径为110宝盈广场油阀管注浆示意图五、施工组织方案1、施工治理体制制度：本工程采用工程经理负责制治理,施工治理架构如下表2、施工机械组织,本工程组织设备如下表,工程施工主要机械表设备名称型号数量备注1钻机XY-100方4台2泵150PW方4台3、材料组织方案工程部设专负责材料的采购,保证施工进度及现场要求.4、总用电量200KW5、工期：按业主指定工期完成.6、检测方法按28天强度为准,也可考虑14天龄期检测.方法：钻孔抽蕊,观察土

16、体及溶洞顶板密实情况及标准贯入度检测.六、质量保证举措1、严格遵守和执行有关的质量标准.2、严格按工程治理体系进行施工治理.3、施工按各部门意见严格执行.4、施工前,根据设计要求,报审施工组织方案.5、每台设备进场,做好设备报验和调试,对浆管接头和管体进行气密性检测.6、施工前进行认真的技术交底和平安教育7、做好材料准备,每批水泥必须按标准送检合格后使用.8、严格标定孔位,误差50mm.9、调节好钻机垂直度,偏差1%10、施工时要求设备参数到达设计的要求.11、施工中,出现中途停机,灌浆重新开始,以保证施工效果.12、浆液按设计标准配制.13、施工人员全部持证上岗,保证施工人员技术素质.七、平

17、安施工举措1、为切实保证施工人员平安,树立平安第一,预防为主的思想,根据国家建设部颁发的平安检查评分标准制订具体举措.2、建立平安保证体系,除企业已有的机构外,工地设置平安机构,工程工程设立平安小组,班组设平安员,形成一个健全的平安保证体系,工地的平安治理机构负责工地日常的平安工作,定期组织平安检查,对不符合要求的要及时发出整改通知指导工程工程部和班组平安员的工作,对违章作业者进行批评教育和处分.3、优化平安技术组织举措,包括以改善施工劳动条件,预防伤亡事故和职业病为目的的一切技术举措,如积极改良施工工艺和操作方法,改善劳动条件,减轻劳动强度,消除危险因素,机械设备应没有平安装置.4、机械操作

18、人员必须持证上岗,各种作业人员应配带相应的平安防护用具及劳保用品,严禁操作人员违章作业,治理人员违章指挥.5、施工中所用机械,电器设备必须到达国家平安防护标准,自制设备,设施应通过平安检验,一切设备应经过工前性能检验合格前方可使用,并由专人负责,严格执行交班制度,并按规定定期检查保养.6、凡进入现场的一切人员,均要戴平安帽,正确使用“三宝",要配合公司平安月检工作,工程工程部要实行周检,工程点要日检,施工中抽检,及时消防平安隐患.7、严格执行各项平安操作规程,施工前要进行平安交底,每月定期进行平安教育,增强工人的平安意识教育.8、上落基坑的通道,应搭设平安遮拦,在主要出入口处挂醒目的平安防火宣传语$.9、现场施工用上下压设备及线路,严禁电线随地走,所有电箱应有门,有锁,有危险标志,严格执行?施工现场临时用电平安技术标准?的规定.10、在施工过程中,对地面沉降,支护位要定期观察,监控.11、各种机械要有专人负责维修,保养.12、使用机械时,操作员要密切注