地基溶洞及土洞处理的质量控制

2010-09-07广州市荔湾区建设工程质量监督站陈良进

河南科技 2010年12期

广州市荔湾区建设工程质量监督站陈良进

地基溶洞及土洞处理的质量控制

广州市荔湾区建设工程质量监督站陈良进

随着岩溶地区工程量的不断增多,岩溶地基处理成为我国工程建设中一大突出问题,本文针对工程中的地质条件和施工特点,提出了注浆法的填充处理方案,有效的解决了石灰岩溶洞地基的不均匀沉降、灌注桩塌孔、漏浆问题,提高了桩基础的施工质量及建筑物的结构安全性。结合该工程实际,分析了地基溶洞处理方法在工程实践中的具体应用及控制措施。

地基溶洞质量控制注浆法

一、工程概况

该商业楼位于广州市芳村大道北,该工程楼高六层,附设两层的地下室(停车场),占地面积约为19981944mm2,工程桩基形式为钻孔灌注桩,桩径为Φ800、Φ1000、Φ1200三种。该工程位于石灰岩溶洞多发地带,根据地质详勘资料显示,场地存在土洞、溶洞,经超前钻探明,支护桩及工程桩共有17条桩位置发现粘土层有土洞,持力层地下有溶洞,溶洞、土洞形式为单层,土洞及溶洞高度均在1.0～2.0m之间。

二、方案选用

由于溶洞具有不同的形态和特点,在钻孔时经常发生漏浆、漏水、塌孔、卡钻、埋钻、掉钻、偏孔等问题,甚至出现涌水、涌砂、掉入土洞,从而引发地基承载能力不足、地基不均匀沉降、桩基成桩质量差、地面塌陷、相邻建筑及管线沉裂等破坏性情况,同时也不能保证持力层厚度满足3～5d的规范要求。为保证施工质量及结构安全,保证周边建筑物及相邻道路及管线不出现损坏,设计及勘察单位对地基处理提出要求,必须对桩基土层溶洞、土洞进行科学的预处理后方能进行后续施工。建设单位和设计单位对不同方案进行比对后,并经专家论证,拟采用注浆法对溶洞进行填充处理。

三、注浆原理

通过泵压将砂浆注入岩土空隙并充填或置换出原土洞(溶洞)空隙中的空气和自由水等,经过物理和化学作用,水泥砂浆将原富含孔隙透水的土洞(溶洞)充填胶结成致密的加固层,以达到加固目的,确保桩基础施工的成孔。

四、质量控制

1.控制施工原材料的质量。对进场的水泥、砂,要求施工单位及监理单位严格按数量、生产日期分批进行复检,并进行监督抽检。

2.控制注浆参数。(1)试桩确定施工工艺:由于在注浆过程中,诸多注浆参数是变化的,其中包括注浆压力、浆液浓度、注入率和注浆量等。为了提高桩基注浆效果,保证地基处理工艺的可靠性,在工程施工前,要求施工单位先局部施工,对局部溶洞、土洞进行试桩施工,并对处理质量进行抽芯检验,明确工艺的可行性,并根据试桩情况对工艺参数进行相应的调整。(2)浆液初凝时间:水灰比为2～0.5纯单液浆初凝时间为7～17小时,终凝时间为12～48小时。(3)注浆压力: 015～2.5M Pa,其值应以基本不扰动岩土地层结构和体积为宜,一般按注浆地层埋深确定;埋深每增加1米,压力增加0.01～0.02M Pa,施工时在确保不抬升和扰动破坏岩土结构的情况下,尽可能采用较大压力灌注。(4)单孔注浆量:实施灌注时一般先注孔浆量较大,后注孔则大为减少,这也是注浆取得效果的标志。

3.注浆工艺。为了保证溶洞、土洞的注浆质量,工艺控制是关键,也是质量控制的重点。

(1)工艺流程:①造孔→②高压水洗孔→③注浆管埋设→④压水试验→⑤制浆→⑥注浆→⑦达到注浆量和终压→⑧封孔→⑨钻孔检验。(2)注浆孔布置形式:由于该场地溶洞形式为单层溶洞,工程桩距桩边500mm均匀布置4孔,支护桩沿围护结构每2米一个,单孔深度以进入土洞或溶洞底部300mm为准。造孔时应先进行施工透气孔再施工注浆孔,如透气孔不能探测到溶洞,则可取消该处注浆孔。注浆竖向范围为穿过土洞(溶洞)顶板。为保证注浆能顺利进入土洞、溶洞,每个注浆孔在邻近范围内(300～500mm)必须配一个透气孔,排气孔孔径为φ100mm,注浆孔孔径为φ130mm。注浆孔孔内埋入钢套管,连接砂浆泵注浆(最大注浆压力可达4MPa),以超前钻发现的溶(土)洞为依据,确定钻孔的深度及套管深度。(3)压水试验——疏通注浆通道:此步骤在对疏通注浆通道起重要作用的同时,根据压水试验结果,注浆设计的相关参数也应做相应调整。(4)浆液类型及制备:浆液类型采取水泥砂浆,砂的掺入量按照水泥砂浆配合比,浆液配合比:200kg(水泥):120kg(泥粉):390kg(水):1450kg (砂),具体施工时以实际需要按注比例调配,注浆用水泥必须为新鲜、不结块,且在进场后按规范要求进行复检合格,对变质或不合格材料坚决要求施工单位杜绝使用。(5)注浆顺序。

4.工序控制指标。注浆后的质量指标须在施工结束后通过现场检测而确定,但为获得较佳的注浆效果,注浆过程中对下列项目进行控制:

(1)钻孔质量控制:首先是要求施工单位严格按方案要求布线放点定孔位并编号,控制注浆孔位偏移不超过5cm,孔深误差不超过10cm,钻孔铅直、误差不超过1%。(2)注浆质量控制:按试验确定的注浆压力P,胶凝时间t等进行综合控制。施工中特别要综合分析各工序钻孔注浆参数的变化特点和征兆,采取适宜措施针对性处理好各种问题,防止注浆不充分。(3)钻孔先施工透气孔再施工注浆孔。

五、施工质量

在本次地基处理施工中,施工单位能够按照以上质量控制要点严把质量关,溶洞、土洞在注浆完成15天后进行抽芯检验,抽芯机械采用XY-100型地质钻机。抽芯深度为进入溶洞底3d,抽芯结果显示,芯样浆体密实、完整,溶洞及土洞的砂浆填盈率均达到70%以上,检验结果经设计计算满足灌注桩施工要求,在工程桩及支护桩施工过程中,也没有发现跑浆塌孔现象。