熊琪
深圳市广泰建筑设计有限公司
摘要：本文结合工程实例对学校建筑基础结构设计方案进行综合分析，从而满足了建筑物的施工与使用要求。
关键词：溶洞处理；袖阀管注浆；学校建筑；结构设计
一、工程概况
拟建的深圳坪山区田田学校项目，位于深圳市坪山新区坑梓街道，西临创景南路，东临马鞍岭路，场地四周有较多工业厂房。整体呈四边形。拟建项目主要建筑物为7栋，其中一栋宿舍楼为32层，高度97.45米，其余为6层以下建筑，拟设1层地下工程，设计地下室底板标高31.3m。工程重要性等级二级，场地复杂程度中等，地基复杂程度中等，综合判定本场地岩土勘察等级为乙级。
二、场地地质情况分析
拟建项目场地原始地貌属冲积平原地貌，人工挖填整平形成现状地形，地势平坦且开阔。钻孔范围内场地地面标高33.97～37.78m。场地范围内第四系地层自上而下依次为人工填土、冲积土、不明成因岩溶堆积层粘土，揭露基岩为石炭系灰岩。场地内溶洞发育，溶洞分布无规律，其埋深、洞高不一。充填碎石和软、可塑状黏性土，少量洞内无充填。本次钻探146个钻孔，36个钻孔揭露到溶洞，洞高0.1～4.8m。
本次勘察多钻孔揭露溶洞，填充物多以黄褐色、灰黑的粘土为主，含大量角砾、溶蚀孔洞等，成分多为灰岩风化碎块，成分和结构混杂不一，决定了其承载力和桩侧摩阻力变化大。其次，较完整的基岩面起伏较大，岩石地基也不均匀。拟建高、大、重建筑物，其适宜性差，需采取专门的措施，方可建筑。
三、地基处理方案设计
（1）设计思路。依据勘察资料分析，各地层作为天然地基时，按广东省标准《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2016)有关规定和深圳市标准《地基基础勘察设计规范》（SJG01-2010）地区经验，其地基土（岩）的承载力特征值fak和压缩模量ES等，建议分别采用下表值。
地层名称及成因承载力特征值fak (kPa)压缩模量ES (MPa)变形模量E0 (MPa)
工程桩施工前对土洞、溶洞进行注浆处理，以达到基岩稳定性要求。选用袖阀管注浆工艺，通过注浆(或注砂浆) 充填土洞、溶洞，采用钻探及CT 层析物探验证注浆效果，对注浆不够理想的区域加密孔距，或第二、第三次袖阀管注浆，充满土洞、溶洞。
（2）治理方案设计。根据主楼位置布设注浆孔，设计注浆孔纵横间距为5m×5m。第一阶段隔孔施工网距为10m；第二阶段加密到5m，注浆孔孔径130mm，孔深进入完整基岩5m。第一阶段施工结束后进行物探验证，根据注浆效果加密孔距，直到满足设计要求为止。
四、地基处理施工方法
（1）袖阀管注浆施工
1)袖阀管注浆总体程序: 放线定位→小片区注浆试验→大面积注浆→质量检查
2)放线定位：根据设计图纸的孔位进行测量放线，定出注浆孔位置。
3)小片区注浆试验: 在全面注浆前进行小片区注浆试验，试验区采用10m×10m 孔排成方块，主要检查设计水泥用量、注浆压力和注浆效果。
4)大面积注浆: 小片区注浆试验完成后，即可大面积注浆，沿周边向内逐圈注浆。
5)袖阀劈裂注浆单孔工艺流程: 钻孔→进行第一轮劈裂注浆→灌注封壳料→安装袖阀管→清洗袖阀管内的残留浆液→凝固48 h→进行第二轮次袖阀注浆→清洗袖阀管内的残留浆液→物探CT检测。
①采用地质钻机钻注浆孔，130mm 钻头钻进。开钻前调整好钻机的垂直度，确保钻孔的垂直度偏
差＜1%，当钻进到硬塑土2m 后，击入孔口护管。钻进过程中按设计要求详细记录钻遇土层，准确记录土洞及溶洞深度，记录充填物情况。钻入完整基岩5 m，如钻遇溶洞，则钻穿溶洞至完整基岩下5m后方可终孔；②钻至设计位置后，从钻杆内向孔内进行第一轮劈裂注浆，初步充填孔内所有土洞溶洞，当注浆压力达0.5～1.0MPa 后注入封壳料。封壳料采用水泥、黏土混合浆，配合比为水w泥∶w黏土∶w水=1∶1.5 ∶1.9，3天龄期抗压强度约为0.3MPa。③注入封壳料后，立即将制作好的塑料袖阀管插至孔底，并尽量使袖阀管垂直并位于孔的中央。④待封壳料的龄期2天后，开始第一次袖阀管注浆，采用两端带双栓塞的注浆内管，在土洞、溶洞的预定深度范围内自下而上分段注入按配合比制成的水泥浆；全孔注浆段注浆完成后，拔出专用注浆枪，将镀锌管插至袖阀管底，用清水将袖阀管内的残留浆液清洗干净，以便第二、第三次注浆及CT层析物探检测；⑤凝固12h后，开始第二轮次袖阀管注浆，注浆方法同第一轮次，浆液的水灰比调整为0.5左右。⑥凝固7天后，进行物探检测，如波速仍未大于1800m/s，需进行3次或4次袖阀管注浆，用钻探取芯和利用注浆孔进行CT层析物探，对注浆效果进行检验；⑦ CT层析物探检测合格后，及时用水泥砂浆封闭袖阀管内的孔洞。
（2）施工技术要点
1)施工顺序: 由边缘到中间，自下而上进行注浆施工。
2)注浆范围: 钻孔控制的土洞、溶洞或破碎带区域上下50cm。
3)注浆区域: 水泥浆注浆压力1.0 ～ 2.5MPa(套壳料开环时除外) 。
4)终灌标准: ①开环后经过10～30min时间的注浆压力飙升，注浆持续2min 后可终灌；②土洞、溶洞及破碎带部位每段(30cm) 有效注浆时间一般为15 min，视现场及控制的洞体大小可适当调整。
5) 注浆过程中如发现注浆压力长时间无法提升时，可采取以下措施: ①降低注浆压力；②间歇性注浆；③提高浆液浓度；④改换注砂浆；⑤外围孔必要时加入水玻璃。
6)冲洗并移位，钻孔注浆结束后，将注浆管插入孔底，用清水冲洗袖阀管，直至孔口返清水。
五、质量检测
地基溶洞经第二阶段袖阀管注浆处理后，分别采用钻探取芯和CT 层析物探检测方法，对注浆效果进行检验。结果表明，取芯孔芯样完整，波速明显提高。场地深部溶洞经注浆加固后满足工程需要，满足设计要求，加固达到预期目的。
六、结论
综上所述，利用袖阀管注浆法处理建筑基础深层溶洞，经钻探及CT 层析物探验证，效果较佳。随着经济的发展，土地的稀缺，高层建筑施工越来越多，基础工程要求更高。袖阀管注浆工艺能有效治理深大溶洞，降低地基施工成本可供今后类似工程的地基处理借鉴。
参考文献
[1]《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010；
[2]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2010；
[3]《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》JGJ6-99；
[4]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；
论文作者:熊琪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/23
标签：注浆论文; 溶洞论文; 层析论文; 物探论文; 地基论文; 基岩论文; 钻孔论文; 《防护工程》2018年第12期论文;