土、溶洞处理施工方案

目录一、工程概况·································································1二、工程地质情况···························································2三、土洞(溶洞)的充填灌浆施工要点····································7四、袖阀管法灌浆再加固方案············································10四、施工组织方案···························································13五、质量保证措施···························································15六、安全施工措施···························································16七、文明施工措施···························································17八、附有关地质资料及基础平面图1一、工程概况建设单位：XXXXX设计单位：XXXXX勘察单位：XXXXX监理单位：XXXXX施工单位：XXXXXXXXX位于从化市街口，东临从化市文峰塔，北临石潭村，南临流溪河。三期高层R-e-7～9栋位于小区的东北侧，该栋号为地下1层，地上27层，建筑高度83.8m，基底面积1709.36㎡，建筑面积39626.23㎡。基础形式为静压预应力混凝土管桩，桩型为PHC-500AB(125)-C80,单桩竖向承载力特征值为2000KN，部分单层地下室为抗拔桩，单桩竖向抗拔承载力特征值为350KN,要求桩端持力层为强风化粉砂岩，桩端进入持力层≥1m。根据地质勘探资料，场地存在土洞及溶洞，其大小不一，分布亦无规律；经探明土洞3处、溶洞2处。为保证建筑物的安全，必须给予土洞（溶洞）进行处理。由于三期已建栋号R-c-1～3及R-d-1～3栋均存在着土洞（溶洞），且已成功顺利地解决此类不良地质问题，处理方案为灌浆处理。所以，根据之前施工经验，R-e-7～9栋亦拟做相同处理方案：（1）地质勘察已探明土洞、溶洞（钻孔号分别为ZK8、ZK30、ZK40、ZK167）须进行灌浆处理；（2）在静力压桩施工过程中继续发现土洞（溶洞）的，做同样方法处理；（3）静力压桩施工完成后，对于管桩未穿过的溶洞或不能判断是否穿过的溶洞另还应采用袖阀管注浆法进行注浆充填；（4）灌浆后每一个土2洞、溶洞均须作抽芯检查，检查满足规范要求，验收合格后方可进行下一步施工。二、工程地质情况场地原始地貌属河流冲积地貌，北侧与剥蚀残丘相连，地貌单元为冲积平原、北侧边缘地带为剥蚀残丘，冲积平原堆积物较复杂多变，细小颗粒往往和较粗大颗粒交错在一起；场地经堆填后地面相对较平坦（临时堆填在进行中。经钻孔揭露，第四系地层中有土洞及泥盆系基岩中有溶洞等不良地质现象，但未发现有断裂错动迹象。根据地质勘察报告，场区地层自上而下有人工填土层(Qml)、第四系坡积层(Qdl)、第四系冲洪积层(Qal+pl)、第四系残积层(Qel)和泥盆系基岩(D)五大类。各岩土层的分布特点及物理力学性质自上而下分述如下：(一)、人工填土层(Qml)：层序号①土性主要为素填土，褐红色、褐黄色、棕红色等，主要由泥质粉砂岩、砂岩、灰岩的风化岩块及其风化土组成，岩块含量不等约占20-65%，块径大小不一约2～40cm，地表局部地段可见块径达1.00～2.00m岩块，场地南侧底部1.00～2.00m主要为砂土、卵砾石，稍湿，结构松散，为近期堆填，未经专门压实，其物质组成和密实度不甚均匀。（二）、第四系坡积层(Qdl)：层序号②呈浅灰黄色、褐黄色、棕红色等，可塑为主、局部硬塑，粘性一般，局部含少量风化岩碎屑，地基承载力特征值fak取150kPa。（三）第四系冲洪积层(Qal+pl)：土性主要有粉质粘土、淤泥质土、粉砂、中砂、粗砂、砾砂、圆砾、卵石，据其土性、沉积特点及状态等，自上而下分述如下：1、软塑-可塑状粉质粘土：层序号③13主要分布于填土之下，部分呈薄层状或透镜状分布于砂土层中，呈浅灰色、浅灰黄色、褐黄色等，软塑~可塑，粘性一般，局部混或夹薄层粉细砂。地基承载力特征值fak取125kPa。2、淤泥、淤泥质土：层序号③2灰色、深灰色，饱和，流塑为主，常混杂粉细砂或夹薄层粉细砂，含少量有机质，局部含少量腐植质，具腐臭味。地基承载力特征值fak取60kPa。3、粉砂、细砂：层序号③3呈浅灰色、浅灰白色、褐黄色、浅灰黄色等，饱和，稍密为主、局部松散，石英质，含少量粘粒，级配较差，局部相变为粉土。地基承载力特征值fak取125kPa。4、中砂、粗砂：层序号③4呈褐黄色、浅灰黄色为主，饱和，中密为主，局部稍密，石英质，含少量粘粒，级配良好，局部相变为砾砂。地基承载力特征值fak取180kPa。5、砾砂：层序号③5呈褐黄色、浅灰黄色为主，饱和，中密～密实，石英质，含少量粘粒，大多孔段底部含较多卵石，卵石粒径多为20～40mm，级配良好，局部相变为粗砂或圆砾，偶夹薄层粉质粘土。地基承载力特征值fak取210kPa。6、圆砾：层序号③6呈褐黄色、浅灰黄色为主，饱和，中密～密实，石英质，含少量粘粒，局部含少量卵石，粒径多为25～45mm，级配良好。地基承载力特征值fak取240kPa。7、卵石：层序号③7呈褐黄色、浅灰黄色，饱和，密实，石英质，粒径多为20～50mm，4含少量粘粒，级配良好。地基承载力特征值fak取280kPa。(四)、残积层(Qel)：层序号④土性以粉质粘土、粉土为主，呈褐黄色、浅灰黄色、褐红色等，湿，土质较均匀，硬塑为主，局部可塑，部分孔段含少量角砾状岩屑或灰岩岩块，由泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩、灰岩等风化残积而成；靠近岩面孔段受地下水影响较大，土质较软。地基承载力特征值fak取220kPa。(五)、泥盆系基岩(D)：场区揭露基岩为泥盆系沉积岩，各孔均有揭露，主要由钙泥质或铁泥质粉砂岩、含粉砂或钙质泥岩、粉砂质泥质泥晶岩和泥质泥晶灰岩呈互层或夹层组成。在揭露深度范围内强、中风化岩石裂隙很发育，局部发育土洞、溶洞。依岩石风化程度、厚度特征，划分为全风化岩带、强风化岩带、中风化岩带、微风化岩带，其特征如下：1、全风化岩带：层序号⑤1主要由粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩组成，褐黄色、浅灰黄色、褐红色为主，岩石风化强烈，原岩结构尚清晰，岩石风化成土状，稍湿，坚硬土状，质极软，遇水易软化。全风化岩带地基承载力特征值fak取350kPa。2、强风化岩带：层序号⑤2主要由粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩组成，褐黄色、浅灰黄色、褐红色为主，岩石风化强烈，裂隙极发育，岩芯呈半岩半土状、碎块状为主，质极软，遇水易软化，岩块手折易断，局部夹灰岩岩块。场区在ZK40、ZK88、ZK167共3个钻孔揭露有土洞分布，洞高1.10～3.30，见洞率占钻孔总数2.0％，无充填、掉钻，钻进过程中漏水漏浆，其走向、范围未探清楚；土洞埋藏孔深段、洞高、充填物及钻进情况等详见表2；5强风化岩带地基承载力特征值fak取500kPa。3、中风化岩带：层序号⑤3主要由灰岩组成，局部孔段为粉砂岩、泥质粉砂岩，深灰色、灰色为主，局部褐红色、褐黄色，隐晶质结构，块状构造，裂隙很发育，大多沿裂隙面风化较深、呈强风化状，局部夹微薄层强风化岩，部分裂隙面渲染铁锰质，常见轻微溶蚀，岩芯极破碎～破碎～较破碎，呈块状为主、少量短柱状，岩质软～较软，性质较脆，锤击较易碎；岩体完整程度为破碎，岩体基本质量等级属Ⅴ。场区在ZK8、ZK30孔共2个钻孔揭露有溶洞分布，洞高0.80~1.80m，溶洞见洞率占钻孔总数1.38％，溶洞无充填、掉钻或充填软粘土，钻进过程中溶洞严重漏水漏浆，其走向、范围尚未探清楚；溶洞分布、埋藏孔深段、洞高、充填物及钻进情况等详见下表土洞、溶洞发育情况一览表孔号岩溶类型深度段(m)标高(m)洞高(m)充填物及钻进情况ZK8溶洞27.00~28.802.25~4.051.80无充填、掉钻，漏水ZK30溶洞28.80~29.601.97~2.770.80充填粘性土，漏水ZK40土洞28.00~31.301.37~4.673.30无充填、掉钻、漏水ZK88土洞44.00~45.10-13.99~-12.891.10无充填、掉钻，漏水ZK167土洞25.00~27.504.12~6.622.50无充填、掉钻、漏水6三、土洞（溶洞）的充填灌浆施工要点1、土洞特点及处理方法土洞，是有覆盖土的岩溶发育期，在特定的水文地质条件下，使岩面以上的土体流失而形成的土穴，土洞是岩溶地区的一种伴生现象。土洞面标高起伏差异大，大小变化不一，且无一定的规律。因此，在有土洞的地区建造建筑物就要十分慎重处理，特别是高层建筑就要更应该慎之又慎。本工程经过初步钻探发现多处土洞，土洞高度在0.8~3.3m之间。因此，针对R-e-7-9栋钻孔存在的土洞，根据R-d-1~3及R-c-1~3栋的处理经验，确定采用高压灌注水泥砂浆的方法对土洞（溶洞）进行处理,注浆灌满土洞，并阻止土洞的发育。2、高压灌注水泥浆的特点：高压注浆，注浆压力大，浆液在土层、砂砾石层、泥砾石层等渗透性能好，凝结速度快，且分层注浆时对土层、砂砾石层、泥砾石层等扰动小，固结强度高，整体稳定性好，并可形成较为均匀的复合地基3、土洞（溶洞）的充填灌浆施工要点为确保土洞充填密实,高压灌注施工具体措施如下：1）、注浆孔布置原则⑴确定土洞的范围，钻孔时采用跳钻法且成梅花状分布，孔与孔之间的距离小于5米。由于土洞可能含有多种流动物质，因此，灌注过程中须给这些物质留一个出口。才能使水泥砂浆进入土洞。所以应在距离灌注孔5米处钻一个φ100的排气孔。此孔也可作为下一个灌浆孔。黑色为第一7次钻孔，白色为第二次钻孔。同样在充填灌浆施工时，也是以黑色洞开始三个一组的顺序进行施工（即其中2个灌浆孔，一个排气孔），根据土洞的大小确定布孔数量。R-e-7-9栋土洞分布图详见附图一。⑵根据地质情况，钻孔不可进行灌浆护壁成型。但孔壁不加处理，在钻孔及灌注水泥浆的过程中会出现塌孔现象。因而本工程使用钢管护壁成孔的方案完成灌注水泥砂浆的任务。⑶考虑到进度情况，每次安排成孔3个，其中2个灌浆孔，一个排气孔。2）、钻孔采用冲击钻进，将灌浆孔和排气孔编号并做好记录。采用XJ100型液压钻孔机，配备相应空口管、扶正稳定器及可捞取松软渣样钻具。钻机设备安装周正、稳固、底座水平。每回次进尺控制在1.0m内。3）、清孔成孔后，下钢套管并进行清孔，清除孔内泥浆、沉渣。4）、料配比及制浆配合比：（1）、当土洞内有充填土时，采用水泥：水：粉煤灰配比为1:1:0.6进行填充；（2）当土洞内无填充土时，采用水泥：砂：粉煤灰：粘土：水配比为1:2.5:2:0.5:1.5配比进行填充，粘土为干粘土、砂为中细砂。当初步填充后（充实度达到85%以上）改为（1）配比进行填充。配制：按配合比要求用0.25m3高速搅拌机搅拌混合浆液，混合浆液充分8搅拌均匀。5）、压浆施工要点⑴注浆装置安设：成孔及清孔后，放置灌浆钢管（38管），管顶与输浆胶管密封连接，用GTZ60／210型高压注浆机压浆。⑵压浆：压浆顺序，先施工中轴线的孔，依次向外施工。根据吸浆量的大小，压力由低至高逐渐增大，施工中最大压力控制在2.0MPa左右。在压浆压力达到设计压力后，压浆段吸浆量≤3Lmin-1，延续稳定时间≥3min，或地面冒浆后即可结束。6）、注浆施工遇特殊情况的处理措施压浆施工中出现周边地表冒浆、孔内漏浆及灌浆因故中断等现象，根据具体情况采取如下技术措施。⑴冒浆：采用表面封堵、低压、限量、改压浓一级浆液、间歇灌注等方法进行处理。⑵孔内漏浆：少数钻孔吸浆量特大，长时间灌注仍达不到终灌标准，采用间歇压浆方法反复灌注，直至达到设计要求。间歇时间不宜过