2020年土溶洞处理施工方案

案一、工程概况 1二、工程地质情况 2三、土洞(溶洞)的充填灌浆施工要点 7四、袖阀管法灌浆再加固方案 四、施工组织方案 五、质量保证措施 六、安全施工措施 七、文明施工措施 八、附有关地质资料及基础平面图建设单位：XXXXX设计单位：XXXXX勘察单位：XXXXX监理单位：XXXXX施工单位：XXXXXXXXX位于从化市街口，东临从化市文峰塔，北临石潭村，南临流溪河。三期高层R-e-7～9栋位于小区的东北侧，该栋号为地下1层，地上27层，建筑高度83.8m,基底面积1709.36m²,建筑面积39626.23m²。基础形式为静压预应力混凝土管桩，桩型为PHC-500AB(125)-C80,单桩竖向承载力特征值为KN,部分单层地下室为抗拔桩，单桩竖向抗拔承载力特征值为350KN,要求桩端持力层为强风根据地质勘探资料，场地存在土洞及溶洞，其大小不一，分布亦无规律；经探明土洞3处、溶洞2处。为保证建筑物的安全，必须给予土洞(溶洞)进行处理。由于三期已建栋号R-c-1～3及R-d-1～3栋均存在着土洞(溶洞),且已成功顺利地解决此类不良地质问题，处理方案为灌浆处理。因此，根据之前施工经验，R-e-7～9栋亦拟做相同处理方案：(1)地质勘察已探明土洞、溶洞(钻孔号分别为ZK8、ZK30、ZK40、ZK167)须进行灌浆处理；(2)在静力压桩施工过程中继续发现土洞(溶洞)的，做同样方法处理；(3)静力压桩施工完成后，对于管桩未穿过的溶洞或不能判断是否穿过的溶洞另还应采用袖阀管注浆法进行注浆充填；(4)灌浆后每一个土洞、溶洞均须作抽芯检查，检查满足规范要求，验收合格后方可进行下一步施工。二、工程地质情况场地原始地貌属河流冲积地貌，北侧与剥蚀残丘相连，地貌单元为冲积平原、北侧边缘地带为剥蚀残丘，冲积平原堆积物较复杂多变，细小颗粒往往和较粗大颗粒交错在一起；场地经堆填后地面相对较平坦(临时堆填在进行中。经钻孔揭露，第四系地层中有土洞及泥盆系基岩中有溶洞等不良地质现象，但未发现有断裂错动迹象。土性主要为素填土，褐红色、褐黄色、棕红色等，主要由泥质粉砂岩、砂岩、灰岩的风化岩块及其风化土组成，岩块含量不等约占20-65%,块径大小不一约2～40cm,地表局部地段可见块径达1.00~2.00m岩块，场地南侧底部1.00～2.00m主要为砂土、卵砾石，稍湿，结构松散，为近期堆填，未经专门压实，其物质组成和密实度不(二)、第四系坡积层(Q):层序号②呈浅灰黄色、褐黄色、棕红色等，可塑为主、局部硬塑，粘(三)第四系冲洪积层(Ql+p):土性主要有粉质粘土、淤泥质土、粉砂、中砂、粗砂、砾砂、圆砾、卵石，据其土性、沉积特点及状态等，自上而下分述如下：主要分布于填土之下，部分呈薄层状或透镜状分布于砂土层中，呈浅灰色、浅灰黄色、褐黄色等，软塑~可塑，粘性一般，局部混或夹薄层粉细砂。地基承载力特征值fak取125kPa。2、淤泥、淤泥质土：层序号③₂灰色、深灰色，饱和，流塑为主，常混杂粉细砂或夹薄层粉细砂，含少量有机质，局部含少量腐植质，具腐臭味。地基承载力特征3、粉砂、细砂：层序号③₃呈浅灰色、浅灰白色、褐黄色、浅灰黄色等，饱和，稍密为主、局部松散，石英质，含少量粘粒，级配较差，局部相变为粉土。地基承载力特征值fak取125kPa。4、中砂、粗砂：层序号③₄呈褐黄色、浅灰黄色为主，饱和，中密为主，局部稍密，石英质，含少量粘粒，级配良好，局部相变为砾砂。地基承载力特征值fak取180kPa。5、砾砂：层序号③5呈褐黄色、浅灰黄色为主，饱和，中密～密实，石英质，含少量粘粒，大多孔段底部含较多卵石，卵石粒径多为20～40mm,级配良好，局部相变为粗砂或圆砾，偶夹薄层粉质粘土。地基承载力特征值fak取210kPa。6、圆砾：层序号③₆呈褐黄色、浅灰黄色为主，饱和，中密～密实，石英质，含少量粘粒，局部含少量卵石，粒径多为25～45mm,级配良好。地基承载力特征值fak取240kPa。7、卵石：层序号③呈褐黄色、浅灰黄色，饱和，密实，石英质，粒径多为20~50mm,含少量粘粒，级配良好。地基承载力特征值fak取280kPa。土性以粉质粘土、粉土为主，呈褐黄色、浅灰黄色、褐红色等，湿，土质较均匀，硬塑为主，局部可塑，部分孔段含少量角砾状岩屑或灰岩岩块，由泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩、灰岩等风化残积而成；靠近岩面孔段受地下水影响较大，土质较软。地基承载力特征值fak取场区揭露基岩为泥盆系沉积岩，各孔均有揭露，主要由钙泥质或铁泥质粉砂岩、含粉砂或钙质泥岩、粉砂质泥质泥晶岩和泥质泥晶灰岩呈互层或夹层组成。在揭露深度范围内强、中风化岩石裂隙很发育，局部发育土洞、溶洞。依岩石风化程度、厚度特征，划分为全风化岩带、强风化岩带、中风化岩带、微风化岩带，其特征如下：1、全风化岩带：层序号⑤1主要由粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩组成，褐黄色、浅灰黄色、褐红色为主，岩石风化强烈，原岩结构尚清晰，岩石风化成土状，稍湿，坚硬土状，质极软，遇水易软化。全风化岩带地基承载力特征值fak取350kPa。2、强风化岩带：层序号⑤₂主要由粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩组成，褐黄色、浅灰黄色、褐红色为主，岩石风化强烈，裂隙极发育，岩芯呈半岩半土状、碎块状为主，质极软，遇水易软化，岩块手折易断，局部夹灰岩岩块。场区在ZK40、ZK88、ZK167共3个钻孔揭露有土洞分布，洞高1.10～3.30,见洞率占钻孔总数2.0%,无充填、掉钻，钻进过程中漏水漏浆，其走向、范围未探清楚；土洞埋藏孔深段、洞高、充填物及钻进情况等详见表2;强风化岩带地基承载力特征值fak取3、中风化岩带：层序号⑤₃主要由灰岩组成，局部孔段为粉砂岩、泥质粉砂岩，深灰色、灰色为主，局部褐红色、褐黄色，隐晶质结构，块状构造，裂隙很发育，大多沿裂隙面风化较深、呈强风化状，局部夹微薄层强风化岩，部分裂隙面渲染铁锰质，常见轻微溶蚀，岩芯极破碎～破碎～较破碎，呈块状为主、少量短柱状，岩质软～较软，性质较脆，锤击较易碎；岩体完整程度为破碎，岩体基本质量等级属V。场区在ZK8、ZK30孔共2个钻孔揭露有溶洞分布，洞高0.80~1.80m,溶洞见洞率占钻孔总数1.38%,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岩溶类型深度段(m)标高(m)洞高充填物及钻进情况溶洞无充填、掉钻，漏水溶洞充填粘性土，漏水土洞无充填、掉钻、漏水土洞44.00~45.10无充填、掉钻，漏水土洞无充填、掉钻、漏水三、土洞(溶洞)的充填灌浆施工要点1、土洞特点及处理方法土洞，是有覆盖土的岩溶发育期，在特定的水文地质条件下，使岩面以上的土体流失而形成的土穴，土洞是岩溶地区的一种伴生现土洞面标高起伏差异大，大小变化不一，且无一定的规律。因此，在有土洞的地区建造建筑物就要十分慎重处理，特别是高层建筑因此，针对R-e-7-9栋钻孔存在的土洞，根据R-d-1~3及R-c-1~3栋的处理经验，确定采用高压灌注水泥砂浆的方法对土洞(溶洞)进行处高压注浆，注浆压力大，浆液在土层、砂砾石层、泥砾石层等渗透性能好，凝结速度快，且分层注浆时对土层、砂砾石层、泥砾石层等扰动小，固结强度高，整体稳定性好，并可形成较为均匀的复合地基3、土洞(溶洞)的充填灌浆施工要点1)、注浆孔布置原则(1)确定土洞的范围，钻孔时采用跳钻法且成梅花状分布，孔与孔之间的距离小于5米。由于土洞可能含有多种流动物质，因此，灌注过程中须给这些物质留一个出口。才能使水泥砂浆进入土洞。因此应在距离灌注孔5米处钻一个φ100的排气孔。此孔也可作为下一个灌浆孔。黑色为第一次钻孔，白色为第二次钻孔。同样在充填灌浆施工时，也是以黑色洞开始三个一组的顺序进行施工(即其中2个灌浆孔，一个排气孔),根据土洞的大小确定布孔数量。R-e-7-9栋土洞分布图详见附图一。(2)根据地质情况，钻孔不可进行灌浆护壁成型。但孔壁不加处理，在钻孔及灌注水泥浆的过程中会出现塌孔现象。因而本工程使用钢管护壁成孔的方案完成灌注水泥砂浆的任务。2)、钻孔采用XJ100型液压钻孔机，配备相应空口管、扶正稳定器及可捞取松软渣样钻具。钻机设备安装周正、稳固、底座水平。每回次进尺控制3)、清孔4)、料配比及制浆配合比：(1)、当土洞内有充填土时，采用水泥：水：粉煤灰配比填充后(充实度达到85%以上)改为(1)配比进行填充。配制：按配合比要求用0.25m3高速搅拌机搅拌混合浆液，混合浆液充分搅拌均匀。5)、压浆施工要点(1)注浆装置安设：成孔及清孔后，放置灌浆钢管(38管),管顶与输浆胶管密封连接，用GTZ60/210型高压注浆机压浆。(2)压浆：压浆顺序，先施工中轴线的孔，依次向外施工。根据吸浆量的大小，压力由低至高逐渐增大，施工中最大压力控制在2.0MPa左右。在压浆压力达到设计压力后，压浆段吸浆量≤3Lmin-1,延续稳6)、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。(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。采用间歇压浆方法重复灌注，直至达到设计要求。间歇时间不宜过长，一般5～10min,避免浓浆在高压下固化将压浆管堵塞。(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(5)注浆过程中发生相邻钻孔串浆时，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(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。如遇到塌陷、淘空部位注浆量过大时，应在浆液中掺加粉细砂等掺和料。7)、土洞(溶洞)充填灌浆的检测土洞(溶洞)充填灌浆处理施工完成后，须检查充填的效果以确保本工程施工质量，我司建议对土洞充填位置固结体进行钻孔取芯检测，主要检查其密实度即可。四、袖阀管法灌浆再加固方案(针对管桩未穿透溶洞情况)(一)加固目的欠固结的软弱土体在受附加应力及自重影响下产生固结沉降变形，4.加固软土强度达到标贯9～13击，其抗压强度控制在250KPa～300(二)加固原理管注浆法。(三)灌浆充填料配合比(四)灌浆施工方法双封套出浆口外套(袖阀管)套壳料2.可使用较高的灌浆压力，灌浆时冒浆和串浆的可能性小.4.根据地层按30厘米段分层注浆，土体固结较均匀.采用钻机用小管加压注入袖阀管四周，3天抗龄期抗压强度0.3Mpa,能够注浆施工。(1)溶洞造孔采用100型地质钻机，孔径Φ91,终孔标准以地质资料及超体加固时，控制在0.3Mpa～0.8Mpa左右，压力不宜超过1Mpa,以免挤破袖阀管.七个φ91孔，应在预应力孔距不大于1.5m溶洞内土体加固25m²范围布孔示意管波法物探找出溶洞准确位置)。技术员1人质安员1人序号项目设备名称型号数量备注1钻机≥4台2泵≥4台3搅拌机≥4台按保证施工进度要求进场①采用100型地质钻机成孔，造孔时采用钢套管护壁。②成孔深度以地质勘探资料及超前钻对应数字为准，溶洞顶板厚度≥(五)总用电量100KW按28天强度为准，也可考虑14天龄期检测。方法：钻孔抽蕊，观察土体及溶洞顶板密实情况及标准贯入度检测。1、严格遵守和执行有关的质量规范.2、严格按项目管理体系进行施工管理.3、施工按各部门意见严格执行.6、施工前进行认真的技术交底和安全教育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达到设计的要