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岭南新世界三区一期A1-A3栋总承包工程G-1-土、溶洞灌浆加固处理方案工程名称:岭南新世界三区一期A1-A3栋总承包工程工程地点:广州市白云区白云大道永泰村路段施工单位:协兴建筑（中国）有限公司编制单位:协兴建筑（中国）有限公司一工区编制人:编制日期:年月日审批负责人：审批日期:年月日岭南新世界三区一期A1-A3栋总承包工程G-2-目录一、编制依据…………………………………………………3二、工程概况…………………………………………………3三、土洞、溶洞加固处理的目的……………………………4四、土洞、溶洞加固原理及原则……………………………4五、土洞、溶洞处理施工工艺………………………………5六、现场施工组织架构………………………………………10七、钻探及灌浆加固施工技术要求…………………………11八、施工计划及工期保证措施………………………………13九、施工质量管理措施………………………………………14十、文明施工及安全保证措施……………………………15十一、施工过程应急及抢险措施……………………………16十二、施工质量检测…………………………………………16附图：土洞、溶洞区域分布图岭南新世界三区一期A1-A3栋总承包工程G-3-一、编制依据（1）广州地质勘察基础工程公司岭南新世界三区一期A1-A7栋桩基超前钻探报告（2）国家《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）（3）《建筑地基基础工程施工及验收规范》（GB50202-2002）；（4）《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）。二、工程概况岭南新世界三区一期A1-A3项目位于广州市白云大道西岭南新世界，毗邻地铁二号线嘉禾站，拟建7栋高层，塔楼高28层，裙楼4层，设地下室2层。场地内溶洞较为发育，岩溶连通性较好，岩溶非常发育，主要发育在灰岩中。由于溶蚀作用，溶洞顶板岩体极薄或部份、或全部崩塌。岩体界面之下的岩溶主要有溶洞、溶隙等。根据超前钻探报告，本场地内溶洞有三种类型：充填溶洞、半充填溶洞和空洞。充填物主要以软～流塑状的软粘性土为主。揭露土洞的钻孔为7个，洞体最大高度为3.9米，揭露溶洞的钻孔为120个，最大洞体为25.7米（ZK113），单孔揭露溶洞最多层数为7个（ZK88、ZK104）），洞高由0.3～25.7米不等。地层情况：场区初步平整标高为15.39～18.34米，场地岩土至上而下土层可分为：人工填土层，平均厚3.34米；第四系冲击层，主要由中砂和粉质粘土层组成，平均厚15.57米；强风化岩，平均厚5.58米；中风化岩，平均厚2.21米；溶（土）洞，平均厚3.43米。常见地下水位2.3～4.3米。土、溶洞灌浆处理设计要求：1、溶洞处理施工应在基桩施工完成后进行。2、检查注浆孔孔径不小于90mm，为防止土、溶洞处的漏浆引发地面的沉陷事故，成孔宜采用全套管跟进，成孔间距1.5米，呈梅花形布置，孔深约21.0-70米，以穿过溶洞底部2.0米为准。3、溶洞注浆孔布置范围：根据揭露有溶洞的地质勘察钻孔外延5.0米。如施工外排钻孔时还有溶洞存在，则继续向外延伸至完整地层为止。4、袖阀管采用压力注浆，注浆压力0.3-0.6MP，注浆材料为32.5R纯水泥浆，水灰岭南新世界三区一期A1-A3栋总承包工程G-4-比0.5：1.0，袖阀管下部4.0米段管身开逸浆孔，孔口密封注浆。5、注浆要求：采用单液灌浆系统进行全孔灌浆，要求少量多次、反复灌浆，以达到周围注浆孔冒浆后为单孔注浆结束的标准。6、各孔注浆量依据地质情况有较大差异，当连续灌浆量较大且不见升压时，可在水泥浆中加入适量水玻璃等速凝剂，如未见压力回升，可暂停一段时间，并将注浆管清孔，间隔数小时后，再连续注浆，直至灌满。7、未发现土、溶洞的检查孔直接灌注水泥浆进行封孔处理。三、土、溶洞加固处理的目的由于建筑物基础采用复合地基，基底附加应力对浅埋洞体的稳定性影响较大，要求洞内充填物承载力相对较高，且土洞为活动性土洞，一般情况下短时间内其变化不明显，但当其受到附加应力影响时，空洞顶板土体会产生崩塌扩展现象，最终会引致洞体顶板失稳陷落，危及建筑物的安全。因此，土、溶洞处理的目的旨在：1、通过灌浆处理，使揭露土洞、溶洞洞体不再出现空间；2、堵塞洞体透水通道，减少覆盖土层的水土流失，防止土洞再发生；3、通过静压力灌浆，使呈洞内呈流塑及软塑状态的填充物强度得到提高，或能达到软可塑状态，提高洞顶板的稳定性，进而达到设计要求。4、加固洞内原充填的欠固结的软弱土体，防止软弱土体在受附加应力及自重影响下产生较大的固结沉降变形，使洞内充填物与洞壁间产生过大的空隙。四、土洞、溶洞加固原理及原则（1）加固原理由于筏基是以相对稳定的上层硬土为基底持力层的，浅层土洞及溶洞系位于相对较硬的持力层下部，当土洞不断扩大时，基底持力层将也不断变薄，随着洞体高度及宽度增大，当洞顶土体其支承及抗剪能力无法抗衡基底应力时，将发生塌陷事故。所以浅层土洞及溶洞的进行处理的目的在于防止地基基础及地面产生塌陷，而浅层土洞（或溶洞）与溶洞间具有连通性或水力联系，浅溶洞顶板往往较薄，土洞或溶洞洞体内部分为空洞，部分多为呈流塑（标贯自沉）软弱土体充填,该软弱土体为欠固结土体。据此,我们设计利用钻探机钻孔，先根据洞底的充填情况，采用具针对性的侧向花管喷射注浆法+直接压力灌浆充填法组合工艺处理---即先在钻孔内把带有侧向喷嘴的注浆管下放至孔底后，用高压设备使纯浆液成为高压流从喷嘴中喷射出来，冲击（切）洞内充填土体，同时注浆岭南新世界三区一期A1-A3栋总承包工程G-5-管以一定速度旋转及渐渐向上提升至洞顶标高上大于0.50m，一来起到清孔、排水作用，二来起到使浆液与洞内残留土粒强制搅拌混合作用；然后将注浆管下放至需处理的土洞洞底或预定位置，不提管直接由下至上压力灌注水泥浆，当孔口冒出纯水泥浆浆体时，进行封蔽性静压灌浆，如灌浆过程中单孔出现耗浆量大或灌浆压力无法提升时，可能出现了漏浆现象，必须改用双液注浆堵封漏浆通道（水玻璃掺入量为20%-30%）。采用静压灌浆法在孔内注入高浓度水泥化学浆,使水泥化学浆液在压应力的驱动下扩散、渗透到空状的洞及软土中去，一来充填填土的孔隙及岩体裂隙,排挤出孔隙中存在的自由水和气体，并产生胶结作用,形成新的整体；二来形成劈裂灌浆，使浆液在洞内及周边软土中形成呈树根网络状水泥固体；三来通过水泥化学浆的快速凝固作用，堵塞洞体与外围的透水通道，进一步迫使洞内空洞得到充分的填充，待浆体凝固后，在溶洞中形成一个强度较高的固结体，从而起到既置换、加固洞体软弱土体及充填空洞作用，又起到洞体上下板块的承接作用，从而达到加固目的。（2）加固原则溶洞处理应重点处理洞体较大、埋藏较浅、溶洞顶板薄的溶洞，基桩周边范围地基土（特别砂土）的流失，采用充填和压力注（灌）浆的方法加固生理；土、溶洞处理采用先分散灌浆，观察处理情况后，再集中范围处理。地下室底板下30m的范围内的溶洞需做灌浆处理。因为此工程桩基础已施工完成，所以在溶洞灌浆处理施工中应结合地质勘察资料、现场实际成孔情况和桩基施工记录及土建相关施工图进行周密施工。五、土洞、溶洞处理施工工艺根据土洞及溶洞洞内无充填或呈半充填为流塑或软塑状土体充填状态，即使是洞内无充填的土洞及溶洞，特别是土洞，其洞内液体多呈泥浆状，浆体比重较大，具较大的悬浮力，直接填料法难施工。因此，应根据钻探结果及结合设计要求，进行具体分析，采取不同的处理手段及施工工艺和施工顺序进行灌浆加固处理。成孔要求：为进一步查明土、溶洞的分布范围及洞体的范围和溶洞的平面位置，对需进行灌浆处理的土洞或溶洞，钻孔灌浆成孔孔数按1.5m×1.5m网格或梅花形分布布孔，钻孔灌浆点宜按网格状放射线布置，钻孔采用钻机成孔，成孔深度进入溶洞底以下不少于2.0m。如下图所示：为查明溶洞的分布范围，以原钻孔点ZKA为例，在进行土、溶洞施钻前，以原地勘报告所显示的钻孔点放坐标点，在以ZKA为中心，东西南北方向间距1.5m呈放射状进行钻孔。直至在某方向钻孔过程中未揭露有土、溶洞止，钻孔过程中记录每岭南新世界三区一期A1-A3栋总承包工程G-6-个钻孔的成孔情况，作为土、溶洞施工处理的依据。ZKA-4ZKA-6ZKA-1ZKA-5ZKA-3ZKA-9ZKA-8ZKA-2ZKA-10ZKA-12ZKA-11ZKA-13（一）、直接静压灌浆充填施工工艺（挤压压密灌浆处理，以下简称A工艺）对洞内充填流塑状态土体的浅层土洞及溶洞，为防止洞内欠固结的软弱土体产生过大的固结变形，使洞顶出现脱空现象，形成空洞，需对洞内土体进行压力灌浆充填处理。1、高压侧向喷射洗孔注浆钻机成孔（直接利用钻探钻孔）→下落高压注浆管→高压喷射浆（浆体水灰比约0.6～0.7）→喷嘴旋转及提升→提管至第一层洞体顶板上大于0.50m时停止喷浆→拔管→洗管。2、直接压力灌浆充填在已喷浆洗孔的孔内及时将注浆管下放至需处理的土洞洞底→不提管直接通过高压浆泵由下至上压力反灌水泥砂浆（或混合浆体）→反灌法注浆至钻孔孔口冒出纯浆体→封孔压力注浆至灌浆压力达到约300～500kPa或地面土体出现冒浆时可停止灌浆。灌浆过程采用主灌孔与观测孔结合，灌浆点按网格状放射线布置，灌浆点间距约1.5m，采用钻机成孔，成孔深度至洞底2米；灌浆孔控制范围系在灌浆孔灌浆时，边沿观测孔直接冒浆为主。如灌浆过程中出现耗浆量大或灌浆压力无法提升时，可能出现了漏浆现象，必须改用双液注浆堵封漏浆通道（水玻璃掺入量为20%-30%）。（二）、静压灌注水泥浆＋预埋管压力灌浆充填施工工艺岭南新世界三区一期A1-A3栋总承包工程G-7-对如ZK11、ZK14、ZK38、ZK58、ZK73号等钻孔，揭露的大体积无充填或半充填土洞、溶洞，采用钻孔灌注水泥砂浆或水泥浆＋预埋管压力灌浆充填处理。施工工艺顺序：成孔→预埋管→洗孔→预埋管压力注浆（土、溶洞漏水时采用）→开放式灌注水泥砂浆充填→预埋管压力注浆1、预埋管压力注浆（以下简称B工艺）此工艺对于可能出现漏水现象的土洞或溶洞，或进行了注浆及充填处理后，待浆体初凝及充填物沉积稳定后，洞体顶板底与注浆固结体顶面间出现脱空现象时需进行补浆处理的，对此类钻孔要再进行预埋管,采用静压灌浆法在孔内注入高浓度水泥化学浆,使水泥化学浆在压应力的驱动下扩散、渗透、挤压洞体内软弱土体，并充填空隙及岩体裂隙,并产生胶结堵封作用。施工工艺如下：A、埋管:钻孔顶部埋设一根φ48mm钢管,埋置深度约6~12m（即要求钢管穿过填土或软弱土层3.0m），对相关邻近钻孔都进行预埋管处理。B、孔排渣:将压浆管下至沉渣或浮浆面，自上而下,采用高压水冲洗钻孔内沉积(沉渣)物进行排渣,直至反滤水变清为止。C、放式注浆:洗孔完成后,进行孔底灌注纯水泥浆,直至孔口排出水泥浆为止。D、封闭式稳压注浆:加接稳压循环装置,采用双向分流法，分灌浆压力段(一般分二个压力段),在相对稳定的压力驱动下,将高浓度的水泥化学浆（水灰比约0.6）注入岩体裂隙及溶洞,在灌浆过程中,根据注浆量调节灌浆压力，化学浆水玻璃的掺入量按水泥重量的20～30%进行控制。E、拆管封孔:当灌浆压力大于0.5MP（施工经验显示，当浆压力＞0.5MP时，地面开始出现上抬或开裂冒浆）,而长时间(约10分钟)不进浆或进浆量很少时,应停止注浆,稍后拆除注浆管并封孔。F、洗管：拆除注浆管后必须及时清洗注浆管及高压泵。质量控制：灌浆及注浆过程必须注意观测旁边钻孔孔口冒水、冒浆情况，以此分析洞体的充填质量，当单孔水泥灌量大，而化学浆的掺入量达到20～30%，但灌浆压力达不到0.3MP时，暂停灌浆（为防止堵管，要进行适当的提管及洗管处理），约3小时后再重新开始加大化学浆的掺入量灌浆，若为多孔灌浆，则跳孔进行，若重新加大化学浆的掺入量为50%进行灌浆，而灌浆压力仍无变化或达不到设计要求时，停止灌浆待分析研究处理。2、洞内静压灌注水泥砂浆充填（详见工艺A）对土洞漏水通道进行了堵塞后进行此灌浆工艺施工岭南新世界三区一期A1-A3栋总承包工程G-8-3、预埋管压力注浆（B工艺）此阶段灌浆目的在于补灌、充填空隙作