混凝土压力灌注工艺在地基溶洞处理工程中的应用

1、混凝土压力灌注工艺在地基溶洞处理工程中的应用2、工程简述 南方电网110千伏某变电站工程位于广州市花都区新华镇。站区总用地面积2994.6平方米，总建筑面积为3256.7平方米。站区为一矩形，围墙东西宽42.22米，南北长73.95米。 本站的核心建筑配电装置楼为：四层框架结构建筑物，总高为25.30米。首层主要为10kV高压配电室；二层为电容器室、工具间、气瓶间等；三层为主控室及蓄电池室、备品室等；四层主要为110kV配电装置室。本工程建筑物均采用钢筋混凝土框架结构；基础采用预应力管桩基础,其他附属构筑物采用预应力管桩基础及天然基础。 。 2、溶洞、土洞加固处理原理及工艺流程 根据溶土洞的洞

2、内无充填或呈半充填为流塑或软塑状土体充填状态，即使是洞内无充填的土洞及溶洞，特别是土洞，其洞内液体多呈泥浆状，浆体比重较大，具较大的悬浮力，直接填料法难以施工。因此，应根据钻探结果及结合设计要求，进行具体分析，采取不同的处理手段进行加固处理。 （一）、钻孔排查溶洞范围施工 1、钻孔排查：为进一步查明土、溶洞的分布范围及洞体的范围和溶洞的平面位置，以原勘察发现的溶洞、土洞的钻孔为中心基点，按2m2m方格网向外括展布点施钻孔，排查找出地基下面的溶土洞的分布范围。钻孔查排的钻孔径110mm，每个钻孔完成后孔内埋设90PVC-U塑料管。 3、钻孔采用工程地质勘探机钻110成孔，钻孔采用泥浆护壁，施工作

3、业中上层砂层穿透时形成砂漏，泥浆护壁以达到成孔目的，减少砂层中砂的流失。 5、钻孔应穿过溶洞至达溶洞底部岩层面，从面测量溶洞的深度以及溶洞内是否原有沉积物或沉积物的厚度。 6、完成钻孔后，即进行埋设90PVC-U塑料管，要求管顶高于原地面约50cm，管底部伸至溶洞顶面下约50cm，并对塑料管进行固定于钻孔地面上，做好防止掉管措施。 7、钻孔时出现孔内泥浆流失时，应随即补充泥浆。泥浆采用自来水加入泥粉制成，视钻孔成孔情况参入适量泥粉以达到泥浆的浓度满足使用的要求。 8、若当溶洞沿伸至红线以外还有时，钻孔止于红线外2m布钻孔。当钻孔排查未发现溶土洞时，则对该钻孔采用水泥浆灌注后封孔。 （二）、土洞

4、、溶洞内压力泵送灌注混凝土施工 A.处理方法： 1、对无填充和半填充流塑状粘土的大土洞先填充低标号砼，以堵土洞区的主要漏水通道和大土洞，再进行后续的袖阀管注浆工艺。溶洞处理方法与土洞相同。 2、高压灌注砼即用砼输送泵将砼（水泥、粉煤灰、砂、石粉、水的比例为1:0.55:4.05:4.14:1.09）由钻孔通过钢导管直接注入土（溶）洞中的施工工艺。无填充的土（溶）洞洞高大于2.0m时，砼导管伸至距洞底1.0m处，洞高小于2.0m时，砼导管伸至距洞顶下0.5m。 3、钻孔孔径168,然后预埋高压灌注砼钢管125*6钢管作为砼导管。钻孔按设计图纸平面所示要求布置，共七个灌区29个钻孔，成孔时采用循环

5、水加泥粉泥浆护壁钻进。孔深至洞体底板，灌注砼采用混凝土输送泵，灌注砼压力610MPa。 4、每孔的灌注量在10MPa左右的压力下，注不进为止，同时保证地面不生产裂缝及抬升（灌注时地面隆起最大量不得超过2cm）。 5、由于土（溶）洞的分布及形态十分复杂，施工时必须详细查清其分布范围、形态及充填情况。 6、灌注混凝土时，在洞顶附近难以填充密实，可能形成空腔，在后续的排气管注浆及袖阀管注浆时应把空隙和软土灌至密实，同时详细记录注浆情况。 7、泵送混凝土结束后，及时将注浆孔（灌注砼孔）用低标号砼自下而上填充封堵。 B.施工工艺 1、 出气孔施工 根据前面的土（溶）洞钻孔查孔及地质资料反映，本工程地质下

6、的土溶洞有无充填、半充填、流塑全填充、软-硬塑全填充几种类型。在砼灌注土溶洞的过程中，土溶洞内的空气（可能有水及充填物）必须利用出气孔排出来，才能保证混凝土灌输的顺利进行。对于前期已钻孔排查溶洞土洞范围埋设的91PVC管尽可能利用作为砼灌注出气孔，如果没有可利用出气孔或灌注砼的土溶洞没有出气孔，须在土溶洞位置重新布置23个出气孔。出气孔施工利用地质钻机（孔径110mm）参考地质勘察资料钻孔至溶（土）洞底，孔内埋设91PVC管至溶（土）洞顶并伸出地面约50cm。如下图所示： 2、 灌注孔施工 单层溶洞或土洞：在距离出气孔500mm左右位置钻灌注孔，采用地质钻机钻孔成孔，钻孔直径168mm，成孔后

7、孔内埋设125钢管（即用于砼泵送管），对于无填充的土（溶）洞洞高大于2.0m时，砼导管伸至距洞底1.0m处，洞高小于2.0m时，砼导管伸至距洞顶下0.5m。 串珠状土溶洞：在距离出气孔500mm左右位置钻灌注孔，采用地质钻机钻孔成孔，钻孔直径168mm，采用150钢套管在土层及砂层护壁（150钢套管尽可能拨出重复利用），钻到底层溶洞，成孔后孔内埋设125钢管（即用于砼泵送管）至底层溶洞内200mm。对于串珠状多层溶洞，每一层溶洞都必须有23个排气孔，采用同一个填充孔，由下往上逐层灌的顺序，即灌完一层后提升泵送砼钢管（125钢管）至上一层溶洞，逐层往上灌注直至灌完顶层土溶洞。 3、灌注混凝土施工

8、 采用混凝土输送泵进行灌注混凝土（砼按图纸要求配比现场搅拌）。混凝土要有较好的流动性，坍落度为180220mm。输送泵管与土溶洞灌注钢管制作专用的可靠接驳，在输送泵接驳安装等准备工作完成后，进行灌混凝土施工。当输送泵压力值达到设计要求后（泵送不进砼止、压力10Mpa），结束混凝土灌注施工。对于埋设进入土溶洞内的125钢管，现场配置一台大型挖土机（P200），尽可能将套管拨出重复利用。对于结束压力灌注砼后，应进行观察钢管内的砼下沉情况，及时进行补浆。 （三）、袖阀管压力注浆施工 1、袖阀管压力注浆原理 袖阀管注浆施工工艺目前是一种比较先进的注浆工艺，其适应性较强，对砂层、粉土、淤泥等均能达到较好

9、的注浆加固效果。能进行定深、定量、分序、分 段、间歇、重复注浆，集中了劈裂注浆法、压（挤）密注浆法与渗入注浆法的优点，其适用于处理顶板与填充物之间的空隙小于0.1m的土洞和溶洞。 2、袖阀管压力注浆的作用 在本工程中，袖阀管压力注浆的主要作用是： （1）对体积小于0.5m3的溶（土）洞进行灌注处理； （2）对已经灌注混凝土的溶（土）洞底部的流塑或软塑进行挤压渗透，提高该层的强度； （3）对已经灌注混凝土的溶（土）洞的顶部空隙进行补充，填满因混凝土收缩下沉或混凝土灌注时排气不良的局部位置。 五、后续处理和效果 （一）处理要求 1、袖阀管注浆完成后，按设计要求进行检测。 2、由于地基下土溶洞的复杂情况，当检测未达到设计强度、未注满有空洞地段，按设计要求，利用检测孔安装袖阀管补注双液浆，一天后再次检测，直到合格为止。 （二）处理效果 处理工作完成后，经过检测单位根据注浆体情况及设计要求，结合钻进情况、野外鉴别、原位测试、室内试验等综合判断注浆情况是否达到设计要求。 1、灌注饱满程度：当出现掉钻、钻具自由下落时，说明仍有洞体存在，判定为浆液未注满。未出现该情况时，判定为浆液已注满。 2、混凝土强度：设计要求低标号砼28d无侧限抗压强度不小于0.2MPa。当钻取的砼芯样为块状时，锤击声稍脆为满足设计要求，否则为不满足设计要求。当钻取的砼芯样为短柱状、柱状时，采取芯样进行抗压试验，强度