广州市花都区公共建设项目管理中心 广东广州 510800
一、工程概况
拟建花都区公安业务技术用房及训练基地项目选址位于花都区花城街平步大道路段南面，总用地面积52193.04㎡，可建设用地面积45434 ㎡，总建筑面积83999.98㎡。项目分三期建设，本期建筑面积22835.2㎡，主要建设刑事技术楼、档案装备楼、门卫、开关房和地下室等。现阶段正在开展一期项目的建设，其中包含了1#刑事技术楼15层和2#档案装备楼5层。设置两层地下室，局部一层，建筑面积约24400㎡。
二、溶（土）洞概述
本项目区域内溶洞发育较多，部分溶洞呈串珠状，洞内以全充填或半充填的居多，少数为空洞，填充物多为软塑状粘性土，个别溶洞厚度较大。本工程采用冲（钻）孔灌注桩，共有工程桩97根，其中直径800的桩37根，直径1000的桩21根，直径1200的桩30根，直径1500的桩7根，直径1700的桩2根，共布置134个钻孔。根据超前钻报告显示，场地区域内溶洞广泛分布，分布于整个场地，尤其在场地1#楼东部一带及东南部，岩溶剧烈发育，无充填、半充填或全充填状态，串珠状溶洞发育，最大洞高达16.1米，其充填物主要为流～软塑状黏性土，局部充填可塑状黏性土及少量砂砾，夹少量中、微风化岩块，普遍出现漏水、漏浆现象。洞顶高程-31.88～4.64m，洞顶面埋深0.30～16.10m，洞底高程-2.61～-31.88m，洞底埋深13.10～52.0m，揭露洞高0.3-16.1m。128个钻孔中共发现1个钻孔发现土洞、112个钻孔发现溶洞，其中一个钻孔既发育有土洞又发育有溶洞，见洞率为87.5%。
三、溶（土）洞处理原则
参照周边工程经验，施工前应采用注浆填充（水泥浆、砂浆、砼等）预处理与施工过程抛填（黄泥、片石、水泥等）、钢护筒三结合方案，对超前钻揭露的溶（土）洞预先进行如下处理：
①对于全充填的溶（土）洞，当填充物位可塑或硬塑粘土或溶洞高度不大于0.5米时，可不进行预处理。
②对半充填和无充填的高度小于2.0米的溶（土）洞采用袖阀管注浆方法进行预处理。
对半充填和无充填的高度大于2.0米且不大于10m的溶（土）洞采用混凝土变压泵送混合砂浆和袖阀管注浆相结合的工艺进行处理。砂浆灌注完毕，等砂浆有一定强度后，再进行袖阀管注浆。
对于单层洞高或多层串珠状超过10m特大溶（土）洞，当填充物为半充填或无充填时，采用混凝土变压泵送混凝土和袖阀管注浆相结合的工艺进行处理。混凝土灌注完毕，等混凝土有一定强度后，再进行袖阀管注浆。
采用袖阀管注浆时首先选用水泥浆，当注浆量超过预估溶洞体积的2倍或单孔一次注浆量超过20m3应改用双液注浆（水玻璃液浆+水泥浆）。
在施工期间遇到未探明的溶（土）洞或未预处理的溶（土）洞影响施工时，采用抛填水泥（42.5普通硅酸盐水泥）、片石（花岗岩硬度不小于30兆帕）、粘土、C15商品混凝土填充挤压处理，抛填配比根据施工经验和结合现场考虑。
当砂层较厚，为防止溶洞冲破时走浆塌孔，应采用钢护筒配合施工，钢护筒壁厚12mm，直径为桩径D+0.2m，间隔100cm设加劲肋。
四、溶（土）洞预处理技术要求
1、每根灌注桩设置一个或以上超前钻钻孔，来探明桩基础下溶洞的分布区段。
2、对超前钻揭示有溶洞存在的区段，每根已揭露有溶洞的桩暂定3个钻孔用于探查、注浆和排气（排气孔不少于一个），钻孔距离桩中1500mm，呈等边三角形布置。当注浆量大于20立方米时，应增加注浆孔对溶洞进行搜索；局部揭露大型溶（土）洞，在其周边按2mx2m的方格网加密布设检查注浆孔，直至找不到溶洞为止。
3、水泥：采用42.5号普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，受潮结块水泥不得使用。水泥等材料的各项技术指标应符合现行国家标准，并应附有出厂试验单和合格证。砂：采用中砂，砂的各项技术指标应符合现行国家标准。
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4、填充材料：
a）泵送砼采用商品C15细石混凝土；
b）泵送混合砂浆采用商品 M10湿拌砂浆，注浆压力为3～10Mpa左右；
c）袖阀管注浆浆液质量配合比为水：水泥=1：1，注浆压力为0.4～1.0MPa左右；d）双液注浆配比：水泥浆液（A液）质量配合比为水：水泥=1：1，水玻璃溶液（B液）为水玻璃原液：水=1：1（体积比），水玻璃波美度Be=38～43，两种浆液暂定A：B=1：1（体积比）；
e）袖阀管注浆所用水泥浆及双液浆配比可根据现场施工需要在配比波动范围内进行调配。
5.注浆原则：
a.对于高度大于2.0m全充填的土（溶）洞，当填充物为软塑状或流塑状粘土或松散粉砂时，采用袖阀管注浆的工艺进行预处理。
b.对半充填和无充填的高度小于2.0米的土（溶）洞采用袖阀管注浆。
c.对半充填和无充填的高度大于2.0米且不大于10m的土（溶）洞采用混凝土变压泵送混合砂浆和袖阀管注浆相结合的施工工艺进行处理。混合砂浆灌注完毕，拔注浆钢管，等砂浆有一定强度后，再钻袖阀注浆孔进行袖阀管注浆。
d.对半充填或无充填的单层洞高或多层串珠状超过10m特大溶洞，采用混凝土变压泵送素砼和袖阀管注浆相结合的工艺进行处理。砼灌注完毕，拔泵送钢管，等砼有一定强度后，再钻袖阀注浆孔进行袖阀管注浆。
e.袖阀管和花管注浆时，当注浆量超过预估溶洞体积的2倍或单孔一次注浆量超过20m3应改用双液注浆并通知设计单位。
6、a）泵送混合砂浆：注浆采用Φ150x5.0钢管（厚），从最下层溶洞洞底以上500mm处开始注浆，钻孔孔径为：168mm；b）袖阀管注浆采用PVC袖阀管Φ48（需满足施工压力需求），采用地质钻机钻至钻至最下层溶洞底，钻孔孔径为110mm；c）排气孔采用PVC排水管，管直径为75mm（在溶洞部位每隔20cm对开2个直径为2～3cm孔洞）采用地质钻机钻穿溶洞顶部，钻孔孔径为110mm；d）泵送素砼：泵送采用Φ150x5（厚）钢管，钻孔孔径为168mm，从最下层溶洞洞底以上500mm处开始浇注。
7、泵送砂浆施工质量控制措施：（1）混合砂浆严格按配合比经计量后搅拌均匀。（2）每孔的灌注量在3～10MPa左右的压力下，注不进为止。
8、袖阀管注浆施工质量控制措施
（1）浆体应按照试验确定的配合比，经计量后用搅拌机充分搅拌均匀。并应在注浆 过程中不停缓慢搅拌。
（2）注浆速度：洞体底部和顶部注浆速度宜为8～15L/min，其它位置宜为15～30L/min。
（3）分段注浆：分段注浆间距不得大于1.0m，宜为0.3～0.5m。
（4）洞底注浆：应增加注浆量，尽可能使洞体底部形成一个整体。
（5）洞顶注浆：灌注砂浆充填时，在洞顶附近难以充填密实，可能形成空腔，注浆时应适当增加注浆量，并详细记录注浆情况。
（6）注浆前应进行有效封孔，保证分段注浆时各段之间不窜浆。
9、溶洞处理时应遵循先外围后内部、先下部后上部，隔一跳一的施工顺序。
10、为防止浆液流失造成浪费，应采用间歇注浆方式，间歇时间≥6h，使得先注入浆液初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定的注浆量与注浆压力控制值位置。注完一个孔后，继续对其余孔进行注浆，后注浆压力必须调高，最后封孔。
11、注浆浆液配比应通过现场试验确定。注浆质量检测应通过
钻芯法进行，检测数量暂按需要进行溶洞预处理桩数的10%。
12、本工程岩溶发育，存在较厚砂层，施工单位应做好抢险预案、安全教育与抢险材料准备，遇突发性泥浆漏失，宜采用袋装片石、黄泥填土，紧急情况急需回填时，可就近取材。
13、注浆设备：a）混凝土及砂浆采用混凝土输送泵；b）袖阀管单液（水泥浆）注浆采用注浆泵；d）袖阀管双液注浆采用专用双液注浆泵。
五、结束语
通过对溶（土）洞处理的技术分析和措施控制，在施工时既能保证成桩速度与质量，确保桩基施工工期满足要求。又能使溶洞得到充填、稳定、固结，增加护壁强度，避免灌注桩成孔施工时造成漏浆、塌孔，有效防止地表塌陷和沉降等意外，确保桩基成孔质量与安全。
论文作者:陈伟彬
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/9
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