筏板底溶洞高压注浆处理施工

筏板底溶洞高压注浆处理施工摘要：本文是根据工程实例来详细介绍使用高压旋喷注浆施工队筏板基础底的溶洞处理，通过向溶洞注水泥浆使土、溶洞的空腔填充密实，使水泥浆在溶洞内凝结成一个整体，并具有一定的强度，隔断溶洞内与地下水、溶隙水的水力联系，令溶洞停止发育，以确保基础的稳定性和建筑物的安全，提高溶洞内土体强度，稳定地基整体沉降量。关键词：溶洞；筏板基础；高压旋喷处理。一、 引言中国岩溶地貌分布广、面积大，我国西南及华南岩溶地貌分布广泛，岩溶问题是岩溶地区工程建设的突出问题，在地基与基础工程施工过程中，频繁会遇到土洞、溶隙、溶沟及溶洞不良地质的情况，若没有进行合理的处理，则会给地基与基础施工带来了很大困难，影响到工程的施工工期和质量安全，严重情况下很可能造成漏浆、塌孔等安全事故的出现，危害到施工人员的生命。为此，本文结合工程实例，介绍溶洞地质筏板基础高压注浆处理的施工。二、 工程概况花都华美都湖国际二期工程（以下简称本工程）位于广州市花都区新华路192号，花都湖公园西侧地段。本工程占地面积约2.14万平方米，总建筑面积16.67万平方米。地下2层连通地下室和3栋高层住宅楼、2栋低层住宅组成，由东往西依次有七种户型，楼幢编号分别为：4#、5#、6#、7#、8#住宅楼，其中4、5#楼为35层，6#楼为34层，7、8#楼为3层。结构类型：纯地下室采用钢筋混凝土框架结构，地下室主楼部分采用钢筋混凝土剪力墙结构，基础为筏板基础（6#住宅楼局部基础为冲孔灌注桩加独立承台）；地上主体部分为现浇钢筋混凝土剪力墙结构；地基基础设计等级为甲级。本工程建筑结构的安全等级为二级，结构设计基准期为50年,结构设计使用年限为50年，建筑抗震设防类别为标准设防（丙）类。根据华南理工大学建筑设计研究院勘察工程有限公司提供的《花都都湖国际项目岩土工程详细勘察报告》、超前钻勘察报告显示，本工程拟建场地为强岩溶发育复杂场地，为土洞、溶洞发育地带，也是建筑基础最为薄弱的地段。同时，拟建场地的土洞、溶洞属于活动性土洞、溶洞，在现状条件下，以及地下水条件变化的情况下，土洞、溶洞均会继续发展，尤其是土洞甚至会有加快发展的可能。岩溶发育对基础稳定性和桩基础施工影响较大。大部分溶洞顶板岩层厚度较薄，其稳定性较差，特别是土洞，对地基基础危害较大，当土洞上部荷载增大，或由地下水动力条件改变时，会加剧土洞的发展扩大。由于溶洞、土洞的实际位置、范围及其连通性等极不规律，根据场地勘察报告所示的各钻孔岩土层情况、及前期地基溶洞袖阀管注浆钻孔范围等情况，本工程采用高压旋喷注浆对5#和6#楼筏板基础底溶洞进行处理。本工程于2018年9月29日主楼地下室封顶，现塔楼部分进入有序施工阶段。三、 筏板底溶洞高压注浆处理施工技术原理高压旋喷注浆处理目的是使土、溶洞的空腔填充密实，使水泥浆在溶洞内凝结成一个整体，并具有一定的强度，隔断溶洞内与地下水、溶隙水的水力联系，令溶洞停止发育，以确保基础的稳定性和建筑物的安全，提高溶洞内土体强度，稳定地基整体沉降量。针对本工程的溶洞情况，钻孔取芯至溶洞底部位以下50cm，再采用高压旋喷清洗溶洞T高压旋喷孔底注浆T孔口压力灌浆方法对基底溶洞进行处理。采用高压水对基底溶洞部位进行高压旋喷清洗，使其溶洞内泥质物与水混合，并通过返渣的方法将其清洗出地表外，然后采用42.5R普通硅酸盐水泥配制水泥浆，通过钻杆对溶洞进行旋喷注浆，并通过孔位注入浓浆，替换出溶洞空腔里的清水，再通过孔口压力浆的方法使其扩散，从而达到处理溶洞充填的目的。四、筏板底溶洞高压注浆处理施工技术设计施工工艺流程图2、施工工艺要点（1） 钻孔根据设计院提供的"都湖国际6#楼及地下室-第6号变更单”溶洞处理内容及施工工艺要求，项目技术部对该图的钻孔点位进行了深化，方便施工。因袖阀管溶洞处理效果情况不太好、地下隐蔽处理不能准确分析处理结果，项目部经慎重考虑，根据施工现场实际情况，如前期溶洞袖阀管注浆处理薄弱部位，及原设计图纸要求、袖阀管注浆处理范围等最终确定筏板以下5米深以内的溶洞，均需要进行高压旋喷注浆处理加强、固化地基，为方便施工，绘制了5#、6#主楼基础筏板底溶洞处理点位深化图。基底溶洞处理的钻孔位置需按照处理点位深化图坐标确定，每钻孔取芯至溶洞底部位以下50cm，仔细分析溶洞处芯样，了解溶洞情况。（2） 高压清孔完成钻孔后，从各孔洞分别放下高压喷射器，在溶洞段上下往复进行高压旋转喷射切割清洗，切割清洗范围自溶洞段上下各增加0.5m。喷射清洗时喷管提升速度为5〜10cm/min，旋进速度为10〜20转/min，一孔进行切割清洗而另一孔有水溢出时可认定钻孔之间为连通，压入清水利用水循环将废渣排出溶洞，当出水口的泥浆水由浓厚成变浊水时，再换其它孔轮流处理，直至所有的孔水流都没有浓厚泥浆时，该区切割清洗工作结束。有关施工参数如下：旋喷压力：20〜30Mpa转动速度：10-20r/min；提升速度：5〜10cm/min；清水排量：70-90L/min；（3） 配制浆液水泥浆：采用强度等级为42.5R的优质普通硅酸盐水泥与清水配制而成，水泥浆液水灰比为0.55〜0.6，刚开始注浆水灰比选大值，即按着先稀后浓的原则配制浆液。适当加入水泥用量的1%〜3%的早强剂、减水剂或膨胀剂，以增大水泥浆的和易性和流动性。抽取芯样水泥浆试件强度为5MPa。配浆机设置在场外，用管道输送至现场。（4） 注浆切割清洗完成后，利用高压将水泥浆在溶洞段范围内，往复进行高压喷射，注浆压力为20〜30Mpa，使各溶洞的碎石、岩块、中粗砂与水泥浆液充分搅拌混合。待孔口返浆浓度与进浆浓度基本一致，即可停止喷浆。浆液用量的计算Q=kxnxDxDxhxX/4式中：Q——单根孔压浆量估算值（m3）；k——浆液注入系数，k取1.2；D 分别为孔身设计孔径（m）；h 缺陷部位处理总高度；入一一桩底浆液扩散系数，取入=3〜5。1）注浆压力控制旋喷注浆压力不能超过持力层的地基强度。2）压力挤浆孔口返浆后，还需对孔口进行压力挤浆使其在溶洞内扩散，注浆压力为20〜30Mpa当压力稳定10分钟后，关闭所有注浆开关，至此溶洞处理施工全部完成。（5） 施工工期及劳动力布置对单个溶洞剪力墙下处理范围的工期约为3-4天。根据相关图纸溶洞处理范围及深度总工期约20天。溶洞处理钻孔6人、注浆9人、造浆2人、机械维护1人，现场施工人员共计：18人。（6） 施工设备XY-1钻机 2台6m3/min压风机2台高喷台车MG-30、XY-1C4台套高压泵（PB-90C、PB-90D） 2台套造浆设备 2台套注浆泵 3台套高压管、电缆若干（7） 施工注意事项1） 钻孔定位要准确，钻机安装平稳牢固，机座水平，立轴垂直，做到三点一线（即：孔位、立轴、天车在同一直线上），以保证钻孔垂直不偏移。2） 钻孔时，钻进要稳定，以保证取芯率，取出的土、岩芯样按回次从上到下在平整的地面上从左到右摆放整齐（特别是溶洞段岩芯），并及时做好施工记录，准确记录溶洞段的范围、深度。3） 旋喷切割施工时，应严格按设计的旋转、提升速度进行，对溶洞段进行彻底喷射、清渣，保证溶洞清洗符合要求。4） 配制浆液，水泥及外加剂要保证质量，并随时测量浆液的比重，保证浆液浓度达到设计要求。浆液不得免混入水泥袋屑或其他杂物。配制浆液应在初凝时间内用完，不得隔日使用或掺水泥后再用。5） 喷射注浆压浆施工，要严格按设计参数要求，喷射浆液要多孔轮换进行，待孔口返出浆液与注入浆液一致后才能关闭孔口开关。（8） 溶洞地基复检待溶洞内所压水泥浆达到龄期（5天）后，溶洞通过钻孔抽芯的方式来检验水泥浆的饱满度、连续性，注浆抽芯的数量为单位工程内不应少于3个点，钻孔深度以到达溶洞底部，穿过原溶洞区域为准。整个地下室区域为一个单位工程，5#楼溶洞区域面积较大抽2个点，6#楼溶洞区域抽1个点。（9） 注浆过程中特殊情况处理1） 注浆压力长时间低于正常值；2） 地面出现冒浆。在压浆过程中，当出现上述情况之一时应改为间歇压浆，间歇时间30〜180min。间歇压浆可适当降低水灰比，间歇时间超过60min，应用清水清洗注浆管和管阀，以保证后续压浆能正常进行。（10） 施工监测和应急处理施工过程进行全程监测，监测主要在二方面。应急措施主要第一方面注浆孔施钻孔过程，超大型的土洞在施钻过程中，因与外部地下水位的突然变化，引发土洞壁塌陷，如钻孔遇到超大型土洞采用敞口注浆，初步注满土洞后，再行施钻至要求注浆孔的勘探深度，然后再进行压力灌浆。第二方面注浆过程，考虑施工过程可能存在临时停水、停电的情况发生，在施工后台设立约1m3储备用水，作为停水时清洗注浆管道使用，待恢复供水后再进行注浆施工。在临时停电的情况下，采用钻机自带泥浆泵压水清洗注浆管道，恢复供电后再进行压力灌浆。如相邻注浆孔出现串浆现象，证明两注浆孔控制注浆交接部位地层中空洞部位已注满，可采用双孔同时注浆，把水泥浆压向其它方向，至注浆压力达到控制压力。如注浆过程出现堵管现象，打开回浆筏，减压后拆除注浆管道，清洗管道后，重新安装后再行注浆。如注浆过程发生地面隆起现象，降低注浆终压压力，建议调节至0.2〜0.8Mpa。六、