地基下土洞注浆处理的应用

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1、地基下土洞注浆处理的应用摘要：南方地区地基暗伏土洞的处理，采用单液高压注浆施工方案，质量好。本文介绍其施工特点、工艺原理、工艺流程及操作要点、材料与设备、质量安全和环保控制措施、效益分析及应用实例。　　关键词：土洞处理；高压注浆；单液浆；操作要点　　　　1　前言　　　　南方地区多为丘陵地带，地质构造复杂，岩溶发育，地基中常暗伏土洞，有些土洞底部与石灰岩相连，一般情况下，石灰岩岩溶裂缝较为发育，致使土洞与岩溶裂缝间接相通。土洞长期在地下水的作用下，易发育，致使土洞不断扩大，若重要建(构)筑物建在有土洞的地基之上，则易使建(构)筑物下沉、开裂，甚至引起破坏。因此应对土洞进行处理，对

2、中小型土洞(单个土洞直径≤5m，深度≤10m)，较好的处理方法是对土洞进行单液高压注浆，注浆灌满土洞，并阻止土洞的发育。经过对多个工程地基中土洞的处理，取得了较好的效果。　　　　2　特点　　　　2．1注浆材料采用水泥和水，取材容易，材料无污染、无毒，符合环保要求。　　2．2单液高压注浆，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。　　2．3与传统的大开挖回填处理土洞施工方法比较，具有较为明显的先进性、经济性和新颖性。两种施工方法从工期、质量、安全、造价等

3、方面进行比较详见表1：　　　　　　3　工艺原理及适用范围　　　　在土洞的中心位置及周围按一定距离进行钻孔，用纯水泥浆通过压力注浆设备在高压力的作用下将水泥浆通过注浆孔渗透充填土洞，浆液凝固胶结后，充填密实土洞以达到设计要求。适用于工业与民用建(构)筑物地基暗伏土洞(中小型土洞)的施工。　　　　4　工艺流程及操作要点　　　　4．1工艺流程　　4．2操作要点　　4．2．1准备工作　　4．2．1．1注浆孔布置原则　　一般情况下，土洞有一定的分布范围，应根据地质勘测报告及施工勘测资料，初步确定土洞的主要发育方向，以土洞的中心位置为灌浆主孔。主孔灌浆后，沿土洞的主要发育方向分别施工灌浆孔

4、、孔间距为5m，直至追探到土洞消失为止，土洞消失后，再外延施工探孔以证实。　　从上述主轴分别向另一个方向间距5m平行布置灌浆附轴，其灌浆孔与主轴灌浆孔呈梅花状相错列。附轴灌浆孔，一是进行灌浆，二是核实灌浆效果，如不足则补灌浆。灌浆孔平面布置详见图1。　　4．2．1．2测量定钻孔位　　根据工程已有的坐标控制点和地质勘测报告及施工勘测资料用经纬仪定出土洞的中心位置点1#孔，土洞主要发育方向为灌浆主轴，分别以1#孔为中心向南、北和东、西方向按灌浆孔平面布置要求定出各注浆孔和外延探孔的中心位置，并打入木桩。　　　　4．2．2钻孔　　灌浆孔、探孔均采用冲击钻进，全孔取“土心”，触及坚硬层

5、(石灰岩面或风化岩面)后可停钻。流塑充填物取不得“土心”，以“掉钻”判认。施工中应注意可能遇到岩面陡然深降岩溶充填物。　　灌浆孔、探孔施工应作好编号和记录。　　4．2．2．1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。　　4．2．2．2钻孔采用冲击钻进，直径不小于φ110、深度以钻至石灰岩面或风化岩面为止为终孔依据。　　4．2．2．3钻机设备安装周正、稳固、底座水平。　　4．2．2．4每回次进尺控制在1.0m内。　　4．2．3清孔　　成孔后，下钢套管并进行清孔，清除孔内泥浆、沉渣。　　4．2．4浆料配比及制浆　　配合比：水泥浆由稀到浓分为三个层次

6、，水灰比(重量比)分别为2:1:1:1:0.5:1。　　配制：按配合比要求用0.25m3高速搅拌机搅拌水泥浆液，水泥浆液充分搅拌均匀。　　4．2．5压浆施工要点　　4．2．5．1注浆装置安设：成孔及清孔后，下置钢套管，管顶与输浆胶管密封连接，用GTZ60／210型高压注浆机压浆。　　4．2．5．2压浆：压浆顺序，先施工中轴线的孔，依次向外施工。　　采用水灰比为2:1的水泥稀浆开灌。随着压浆的进行，浆液逐渐加浓。当某一级水灰比浆液的压浆量达500L以上而单位吸浆量不见减小，灌浆压力无改变或改变小时，则改浓一级进行后续压浆。　　根据吸浆量的大小，压力由低至高逐渐增大，直至达到设计终

7、灌压力0.4～0.5MPa为止。最大压力控制在1MPa以下。　　当水泥浆液浓度已达0.5:1，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，即可结束。　　4．2．6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。　　4．2．6．1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。　　4．2．6．2孔内漏浆：少数钻孔吸浆量特大，改压0.5:1水泥浓浆长时间灌注仍达不到