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[摘要]广东地区岩溶分布较为广泛,对溶洞地区桩基处理的研究,有助于加强广东地区溶洞桩基处理的有效性。本文从工程案例入手,首先阐述工程场地概况与地质水文条件,并对场地溶洞情况进行调查,结合以上资料,提出溶洞处理方案,实践证明该方案取得了良好的效果。
[关键词]溶洞 桩基处理 方案
[中图分类号] U445.55+1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-3-361-1
1场地概况
本工程为集商业中心、步行街及住宅为一体的大型综合项目工程。总用地面积40607m2,总建筑面积约138885.14m2。采用冲孔桩做基础(桩径800~1600mm),主要以微风化岩作持力层。两层地下室 (深约11m),基坑采用桩锚支护,局部采用双排桩支护。
2地质水文条件
2.1地质条件
(1)人工填土层(Qml层号为1):土性为素填土,局部为耕土。浅灰色,松散,由粘性土组成,局部含岩块、砼块和碎石。
(2)冲积土层(Qal层号为2):
2-1淤泥:各钻孔均有揭露,分布于人工填土层之下,灰、深灰色,流塑状,饱和,含粉细砂,局部夹薄层粉砂和淤泥质土。
2-2粉质粘土:分布于淤泥层之下,棕黄色,可塑状,混少量中细砂。
2-3中砂:浅灰、灰黄色,松散-稍密,饱和,含少量粘粒和淤泥质,级配较差。
2-4粉质粘土:棕黄色,可塑状,局部软塑状,湿,混少量-较多灰岩碎屑和碎块。
(3)灰岩(C层号为3):本层灰岩属石炭系上统,风化程度为微风化灰岩。浅灰、灰白色,岩芯呈柱状,少数块状,岩质属较硬岩,局部坚硬岩,岩石较完整,裂隙较发育,岩面局部见溶蚀现象或半边溶蚀,岩溶(溶洞、溶沟等)发育。
(4)炭质灰岩(C层号为4):本层灰岩属石炭系下统,岩性主要以炭质灰岩为主,局部夹碳质页岩和角砾灰岩。
4-1强风化炭质灰岩:灰、深灰夹灰黑色,岩芯呈岩夹土状、块状,夹较多中风化岩块,局部夹炭质页岩。
4-2中风化炭质灰岩:灰、深灰夹灰黑色,岩芯呈块状,少数短-中柱状,岩质属极软~软岩为主,岩石破碎,裂隙发育,大部分裂面见碳膜充填,部分钻孔夹强风化岩薄层。
4-3微风化炭质灰岩:灰、深灰夹灰黑色,岩芯呈短~中柱状,少数块状、饼状,岩质属较软岩为主,少数为较硬岩,岩石较完整,裂隙较发育,局部裂面见炭膜充填,局部夹中风化岩块。
2.2水文条件
场地地下水主要为上层滞水~孔隙潜水类型,赋存于第四系各土层孔隙中,其富水地层为冲积中砂层。场地地下水主要依靠大气降水及砂层横向渗透补给,以蒸发及地下径流方式排泄。场地内局部砂层厚度较大,水量较丰富。场区内广泛分布石灰岩,由于强透水层中地下水的溶蚀、潜蚀作用与重力地质作用,溶洞、溶沟较为发育。
3场地溶洞情况
场区内溶洞主要分布在1#、2#、3#楼位置(场地南端)。91个钻孔揭露116个孔洞,其中有7个以溶沟形态出现。部分钻孔揭露有2~3层溶洞或串珠状溶洞。溶洞洞高最大为12.3m,最小为0.25m,顶板厚度最大为4.7m,最小为0m,从充填情况来看,全充填孔有20个,占总数的17.2%;半冲填孔69个,占总数的59.5%;未充填孔有27个,占总数的23.2%。充填物主要为粉质粘土混灰岩碎块,局部为流塑状粉质粘土或中砂。
4溶洞处理方案
4.1处理要求
为消除溶洞对建筑物的安全隐患,须对溶洞进行填充处理,具体要求如下:(1)填充体强度应满足嵌岩桩的施工要求;(2)填充体与原溶洞结合应紧密、自身无蜂窝等不密实现象;(3)应阻断水流通道;(4)填充体应具有一定的耐久性,以确保不被地下水二次侵蚀。
4.2处理方案
基坑外围岩溶发育的部位施工防漏帷幕,采用袖阀管双液注浆法。基坑西侧的1#、4#及8#溶洞区,邻近尚城名筑建筑物,采用泵注低标号C15混凝土(或M10水泥砂浆)与袖阀管注浆相结合的处理方法;5#、6#、7#溶洞区位于基坑南侧,紧邻沧江路,采用泵注M10水泥砂浆与钢花管注浆相结合的方式;位于基坑中部的2#、3#溶洞区,则先灌注M10水泥砂浆,再注入粘土混水泥浆进行处理。
4.3防漏帷幕注浆孔布孔原则
中心孔:距桩位20cm处,用以灌注低标号C15混凝土(或M10水泥砂浆);1#、4#、8#溶洞区:靠近地下室边线的桩位在中心孔周边2m范围内分别布排气孔、袖阀管注浆孔各2个;5#、6#、7#溶洞区:南侧靠近地下室边线的桩位在中心孔周边2m范围内分别布排气孔、注浆孔各2个。其余各桩在中心孔周边2m范围内布一个排气孔,在3.5m范围内再布2个注浆孔,即每桩布设4个孔。排气孔在水泥砂浆灌注结束后作为注浆孔使用;2#、3#溶洞区:在中心孔周边2m范围内布一个排气孔,3.5m范围内再布2个注浆孔,排气孔在水泥砂浆灌注结束后作为注浆孔使用。中心孔:孔径130mm~150mm,下Φ110~130mm套管;袖阀管注浆孔:孔径110mm,下Φ89mm套管;钢花管注浆孔:孔径110mm,下Φ108mm套管。
4.4浆液配比
C15混凝土配比(重量比)为:水泥:粉煤灰:砂:石粉:水=1:0.55:4.05:4.14:1.09;M10水泥砂浆配比为:水泥:砂:粉煤灰:水=1:5:2:1(重量比);袖阀管注浆浆液配比:水∶水泥∶膨润土∶粉煤灰∶化学浆材=(1~2)∶1∶(0.1~0.8):(0.1~0.5): (0.05~0.1)(重量比);钢花管注浆浆液配比为水:水泥= 0.75~1;粘土水泥浆液配比为水泥:粘土:水=1:1.5:2(重量比);防漏注浆浆液配合比为:水泥浆水灰比0.6:1,水玻璃掺入量为0.4~0.6(初凝时间30s±)。
4.5注浆压力与终灌标准
5结论
本工程运用上述溶洞处理方案,取得了良好的效果,在选择溶洞处理方案时,必须综合考虑各工程的实际情况——包括岩溶的发育及分布情况、溶洞处理的目的、场区地下水条件等,才能确保溶洞处理的效果,并降低溶洞处理的费用。
参考文献
[1]范士强.浅析溶洞地区桩基础施工[J].广东建材,2010(05).
[2]张月.岩溶地区桩基础施工技术应用[J].黑龙江科学,2014(01).
[3]杜瑞.浅谈桩基础溶洞处理施工方法[J].广东交通职业技术学院学报,2009(01).
[关键词]溶洞 桩基处理 方案
[中图分类号] U445.55+1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-3-361-1
1场地概况
本工程为集商业中心、步行街及住宅为一体的大型综合项目工程。总用地面积40607m2,总建筑面积约138885.14m2。采用冲孔桩做基础(桩径800~1600mm),主要以微风化岩作持力层。两层地下室 (深约11m),基坑采用桩锚支护,局部采用双排桩支护。
2地质水文条件
2.1地质条件
(1)人工填土层(Qml层号为1):土性为素填土,局部为耕土。浅灰色,松散,由粘性土组成,局部含岩块、砼块和碎石。
(2)冲积土层(Qal层号为2):
2-1淤泥:各钻孔均有揭露,分布于人工填土层之下,灰、深灰色,流塑状,饱和,含粉细砂,局部夹薄层粉砂和淤泥质土。
2-2粉质粘土:分布于淤泥层之下,棕黄色,可塑状,混少量中细砂。
2-3中砂:浅灰、灰黄色,松散-稍密,饱和,含少量粘粒和淤泥质,级配较差。
2-4粉质粘土:棕黄色,可塑状,局部软塑状,湿,混少量-较多灰岩碎屑和碎块。
(3)灰岩(C层号为3):本层灰岩属石炭系上统,风化程度为微风化灰岩。浅灰、灰白色,岩芯呈柱状,少数块状,岩质属较硬岩,局部坚硬岩,岩石较完整,裂隙较发育,岩面局部见溶蚀现象或半边溶蚀,岩溶(溶洞、溶沟等)发育。
(4)炭质灰岩(C层号为4):本层灰岩属石炭系下统,岩性主要以炭质灰岩为主,局部夹碳质页岩和角砾灰岩。
4-1强风化炭质灰岩:灰、深灰夹灰黑色,岩芯呈岩夹土状、块状,夹较多中风化岩块,局部夹炭质页岩。
4-2中风化炭质灰岩:灰、深灰夹灰黑色,岩芯呈块状,少数短-中柱状,岩质属极软~软岩为主,岩石破碎,裂隙发育,大部分裂面见碳膜充填,部分钻孔夹强风化岩薄层。
4-3微风化炭质灰岩:灰、深灰夹灰黑色,岩芯呈短~中柱状,少数块状、饼状,岩质属较软岩为主,少数为较硬岩,岩石较完整,裂隙较发育,局部裂面见炭膜充填,局部夹中风化岩块。
2.2水文条件
场地地下水主要为上层滞水~孔隙潜水类型,赋存于第四系各土层孔隙中,其富水地层为冲积中砂层。场地地下水主要依靠大气降水及砂层横向渗透补给,以蒸发及地下径流方式排泄。场地内局部砂层厚度较大,水量较丰富。场区内广泛分布石灰岩,由于强透水层中地下水的溶蚀、潜蚀作用与重力地质作用,溶洞、溶沟较为发育。
3场地溶洞情况
场区内溶洞主要分布在1#、2#、3#楼位置(场地南端)。91个钻孔揭露116个孔洞,其中有7个以溶沟形态出现。部分钻孔揭露有2~3层溶洞或串珠状溶洞。溶洞洞高最大为12.3m,最小为0.25m,顶板厚度最大为4.7m,最小为0m,从充填情况来看,全充填孔有20个,占总数的17.2%;半冲填孔69个,占总数的59.5%;未充填孔有27个,占总数的23.2%。充填物主要为粉质粘土混灰岩碎块,局部为流塑状粉质粘土或中砂。
4溶洞处理方案
4.1处理要求
为消除溶洞对建筑物的安全隐患,须对溶洞进行填充处理,具体要求如下:(1)填充体强度应满足嵌岩桩的施工要求;(2)填充体与原溶洞结合应紧密、自身无蜂窝等不密实现象;(3)应阻断水流通道;(4)填充体应具有一定的耐久性,以确保不被地下水二次侵蚀。
4.2处理方案
基坑外围岩溶发育的部位施工防漏帷幕,采用袖阀管双液注浆法。基坑西侧的1#、4#及8#溶洞区,邻近尚城名筑建筑物,采用泵注低标号C15混凝土(或M10水泥砂浆)与袖阀管注浆相结合的处理方法;5#、6#、7#溶洞区位于基坑南侧,紧邻沧江路,采用泵注M10水泥砂浆与钢花管注浆相结合的方式;位于基坑中部的2#、3#溶洞区,则先灌注M10水泥砂浆,再注入粘土混水泥浆进行处理。
4.3防漏帷幕注浆孔布孔原则
中心孔:距桩位20cm处,用以灌注低标号C15混凝土(或M10水泥砂浆);1#、4#、8#溶洞区:靠近地下室边线的桩位在中心孔周边2m范围内分别布排气孔、袖阀管注浆孔各2个;5#、6#、7#溶洞区:南侧靠近地下室边线的桩位在中心孔周边2m范围内分别布排气孔、注浆孔各2个。其余各桩在中心孔周边2m范围内布一个排气孔,在3.5m范围内再布2个注浆孔,即每桩布设4个孔。排气孔在水泥砂浆灌注结束后作为注浆孔使用;2#、3#溶洞区:在中心孔周边2m范围内布一个排气孔,3.5m范围内再布2个注浆孔,排气孔在水泥砂浆灌注结束后作为注浆孔使用。中心孔:孔径130mm~150mm,下Φ110~130mm套管;袖阀管注浆孔:孔径110mm,下Φ89mm套管;钢花管注浆孔:孔径110mm,下Φ108mm套管。
4.4浆液配比
C15混凝土配比(重量比)为:水泥:粉煤灰:砂:石粉:水=1:0.55:4.05:4.14:1.09;M10水泥砂浆配比为:水泥:砂:粉煤灰:水=1:5:2:1(重量比);袖阀管注浆浆液配比:水∶水泥∶膨润土∶粉煤灰∶化学浆材=(1~2)∶1∶(0.1~0.8):(0.1~0.5): (0.05~0.1)(重量比);钢花管注浆浆液配比为水:水泥= 0.75~1;粘土水泥浆液配比为水泥:粘土:水=1:1.5:2(重量比);防漏注浆浆液配合比为:水泥浆水灰比0.6:1,水玻璃掺入量为0.4~0.6(初凝时间30s±)。
4.5注浆压力与终灌标准
5结论
本工程运用上述溶洞处理方案,取得了良好的效果,在选择溶洞处理方案时,必须综合考虑各工程的实际情况——包括岩溶的发育及分布情况、溶洞处理的目的、场区地下水条件等,才能确保溶洞处理的效果,并降低溶洞处理的费用。
参考文献
[1]范士强.浅析溶洞地区桩基础施工[J].广东建材,2010(05).
[2]张月.岩溶地区桩基础施工技术应用[J].黑龙江科学,2014(01).
[3]杜瑞.浅谈桩基础溶洞处理施工方法[J].广东交通职业技术学院学报,2009(01).