溶洞處理施工工法

1、廣州市建筑集團有限公司雙套管溶洞處理施工工法編制人： 劉智東楊鋒杰校對人：_ 劉智東審核人： 吳祥威關(guān)而道審定人： 吳祥威 關(guān)而道施工工法編制單位：廣州市建筑集團有限公司二OO年九月雙套管溶洞處理施工工法廣州市建筑集團有限公司劉智東 楊鋒杰 吳祥威 關(guān)而道丄、八、-1、前 言近年來，由于我國人口增長速度過快，土地資源緊張。為充分利用好土地資源，人口過多 的國情決定了建設(shè)高層住宅將是我們的“不二選擇” 。突破傳統(tǒng)的溶洞灌注方法，采用下雙套管 方式成孔，施工方便，提高溶洞預(yù)處理填充效果，提高后續(xù)施工的安全性,且灌注材料、施工方 法簡單方便無特殊要求,是當(dāng)前值得推廣應(yīng)用的新技術(shù)之一。本施工工法主要以

2、廣州市逸彩新世 界第一小區(qū)江邊組團（T1-T3單元）工程為實際工程介紹事例2、特點2.0.1施工操作簡單：只需小型地質(zhì)鉆機，混凝土輸送泵等設(shè)備，就能對多層溶洞（土洞）進 行預(yù)處理，從而達(dá)到改良不良地質(zhì)條件的目的，對后期樁基礎(chǔ)施工提高了效率。2.0.2成本節(jié)約：比傳統(tǒng)做法更加的科學(xué)快捷，套管可分節(jié)分層回收，節(jié)約材料，每次灌注溶洞應(yīng)不小于3個以上灌注孔，提高了工作效率。2.0.3安全保障： 提高了溶洞處理的填充率， 使后續(xù)施工和日后投入使用得到有效的安全保證。3、適用范圍適用于水電（大壩、堤防、水庫、電站） 、建筑（地上、地下、人防） 、交通（公路、鐵路、 隧道、橋梁、港口、機場） 、采礦等靠近江

3、河沿岸或場地地質(zhì)條件非常復(fù)雜，溶洞比較發(fā)育且具 有很大連通性，分布范圍廣工程；溶洞為串珠狀溶洞或單層溶洞的工程；4、工藝原理通過選用合適的灌漿材料，填充管選用雙套管方式成孔，防止管內(nèi)淤泥阻塞，排氣孔根據(jù) 溶洞的深度設(shè)置疏氣管， 從而使溶洞灌注達(dá)到一個良好的循環(huán)效果， 提高混凝土灌注的效果， 保 證溶洞得到有效的填充，防止日后施工出現(xiàn)嚴(yán)重安全事故。5、工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程雙套管溶洞處理的施工順序為：測量放樣T布置鉆孔T鉆排氣孔T鉆填充孔T安裝及固定 導(dǎo)管T灌注混凝土。5.2前期準(zhǔn)備5.2.1根據(jù)超前鉆資料，繪制地質(zhì)剖面圖。522收集每個樁位的溶洞情況并編制出溶洞分布一覽表。5.2

4、.3由于本工程地處珠江河沿岸，土表為軟弱沖積砂層、淤泥層，下方是因長期受潮汐影響 而形成的土洞、溶洞。這樣的地質(zhì)情況極為惡劣，按一般的規(guī)范進行場地地質(zhì)鉆探，是無法準(zhǔn)確探測出土洞、溶洞的具體分布情況，因此對鉆探資料發(fā)現(xiàn)有溶洞的樁增加了2-3個超前鉆，使樁施工前能對場地地質(zhì)進行詳細(xì)的了解，以利于在后續(xù)的施工中根據(jù)地質(zhì)情況解決問題。5.2.4在施工過程前，應(yīng)對操作人員進行考核，保證操作人員滿足施工需要。并且定期對工人 進行抽查考核，以保證工人能熟悉溶洞處理的施工流程。5.2.5測量員根據(jù)待處理土（溶）洞的代表鉆鉆孔的軸線位置及勘察資料確定溶洞的范圍和中 心位置，作好標(biāo)記。根據(jù)放樣結(jié)果就近準(zhǔn)備設(shè)備和材

5、料堆放場所。5.3溶洞灌注施工設(shè)計參數(shù)表 5.3溶洞灌注施工設(shè)計參數(shù)如下表分類要求孔徑110mm 130mm孔深至洞體底板材料75mmPV 管、130、150 鋼管（兩種鋼管壁厚均為 5 mm,可多次性使用）、C20 商品細(xì)石混凝土注漿設(shè)備砼泵車注漿壓力25MPa泵送混凝土用量應(yīng)根據(jù)洞體的充填情況確定，以充填密實為原則。在25Mpa 左右的壓力下，保證地面不產(chǎn)生裂縫和抬升，注不進或透氣孔岀現(xiàn)泛漿為止。5.3排氣孔設(shè)置5.3.1單層溶洞連續(xù)墻排氣孔設(shè)置原則根據(jù)超前鉆孔的位置， 排氣孔盡量靠近超前鉆孔進行布孔，以增大遇到溶洞且為同一個溶洞的可能性，排氣孔與超前鉆孔的距離為300500mm結(jié)合本工程

6、的地質(zhì)情況，排氣孔的數(shù)量定為24個，如排氣孔成孔中并未反映有溶洞的，則相應(yīng)增加排氣孔數(shù)量，直至找出該溶洞為止。以確保有2個為有效排氣孔，如下圖所示：圖 5.3.1 連續(xù)墻平面布置圖5.3.2單層溶洞工程樁排氣孔設(shè)置原則根據(jù)超前鉆孔資料，結(jié)合本工程溶洞發(fā)育為南北朝向，排氣孔按南北方向以樁中心呈對稱布置，共設(shè)置2個排氣孔，以增大遇到溶洞且為同一個溶洞的可能性，同時可充分探明溶洞分布、 洞內(nèi)充填情況。在同一樁徑內(nèi)，如地質(zhì)超前鉆資料顯示有溶洞，但排氣孔成孔中并未反映有溶洞的，則相應(yīng)增加排氣孔數(shù)量，直至找出該溶洞為止，如下圖所示：5.3.3多層溶洞排氣孔設(shè)置原則設(shè)置的位置及要求與單層溶洞的排氣孔設(shè)置是一

7、樣，不同的是要在排氣管在溶洞高度范圍超前鉆孔未發(fā)現(xiàn)溶洞的填充孔調(diào)整位置后的填充孔連續(xù)墻調(diào)整位置后的排氣孔排氣孔未發(fā)現(xiàn)溶洞的排氣孔300500mm呈梅花形布置。內(nèi)的部分，在管兩側(cè)面開不小于管徑的小孔、間距為5.4設(shè)置填充孔5.4.1單層填充孔設(shè)置原則靠近溶洞頂面標(biāo)高較淺的排氣孔一側(cè)設(shè)置填充孔（距離為300500）,使填充孔能位于同一個溶洞的最高點，同時亦可減少排氣孔在灌注混凝土?xí)r被同時堵塞的情況出現(xiàn)，能有效的確?；炷聊茌^好地充填洞內(nèi)空間。在第一個填充孔成孔過程中，未遇到溶洞或溶洞全充填軟、硬塑填充物情況下，可根據(jù)成孔地質(zhì)情況增加一個填充孔。5.4.2多層填充孔設(shè)置原則-1.-.r- p-_二-

8、 _zI匚1L- 1一溶洞高點IJ溶洞1圖 5.331排氣孔開孔施工圖 533-2預(yù)埋排氣孔施工 75PV 排氣管礫砂 130 鋼套管（作為灌注管使用）雜填土細(xì)砂 粉質(zhì)粘土設(shè)置的位置及要求與單層溶洞的填充孔設(shè)置是一樣，不同的是埋管方式采用雙套管方式成 孔。先采用130鉆頭穿透第一層溶洞頂面巖層，擴孔后再用錘擊150（3.5mm管厚）鋼套管至第一層溶洞頂部。換用0110鉆頭穿透下一層溶洞頂部巖層，擴孔后下$作為灌注管使用。圖 5.4.2-1多層填充孔施工流程圖130鋼套管至最底層溶洞內(nèi)200mm并0130鉆桿075PV（管0150 鋼套管溶洞下0130 鋼套管至溶洞內(nèi)針對多層溶洞的情況,采用由下

9、往上逐層提管灌注的方式進行混凝土灌注,即灌注完最底層溶洞后，提升灌注管（0130鋼管） 至上洞。為防止灌漿時管道受壓后反彈，必要時用挖土機進行壓管工作。0130 鋼套管（作為灌注管使用）0150 鋼套管 75PV（管.Tr-（1）0130 鉆頭鉆穿第一層溶洞ZL溶洞溶洞小排氣孔7礫砂礫砂I粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土灰?guī)rLL灰?guī)r灰?guī)r溶洞溶洞溶洞錘擊0150 鋼套管換用0110 鉆頭鉆穿下一層溶洞礫砂雜填土細(xì)砂粉質(zhì)粘土雜填土細(xì)砂粉質(zhì)粘土雜填土細(xì)砂粉質(zhì)粘土溶洞a075PV（管0130鉆桿075PV （管075PV（管$150 鋼套：.廠溶洞0130 鋼套管（作為灌注管使用）丨|小排氣孔I 75PV（管

10、0130 鋼套管（作為灌注管使用）0150 鋼套管雜填土 細(xì)砂粉質(zhì)粘土圖 542-2多層溶洞剖面圖5.5灌注混凝土施工采用混凝土輸送泵進行灌注C20商品細(xì)石混凝土。注砼泵管與130鋼管利用螺紋連接。在注砼泵接駁安裝等準(zhǔn)備工作完成后，進行C20商品細(xì)石混凝土灌注施工。當(dāng)注砼泵壓力值達(dá)到25MPa時，且透氣孔出現(xiàn)泛漿時，結(jié)束混凝土灌注施工。為防止孔內(nèi)泥漿阻塞灌漿孔，在灌漿前用鉆桿插通后再灌漿。灌漿過程必須連續(xù)，以保證灌漿質(zhì)量。 為節(jié)約材料，故每次召C20商品細(xì)石混凝土輸送車灌注溶洞時，必須有不小于三個以上灌漿孔鉆至溶洞。且每次注砼時，必須召兩輛細(xì)石混凝土車作6主要機械設(shè)備6.1施工機具表 6 主要

11、機具設(shè)備一覽表序號機械名稱規(guī)格數(shù)量用途1鉆機XY-1004鉆設(shè)排氣孔、填充孔2全站儀GJS-3321測量放線3電焊機BX1-5004鋼套管接駁焊接4混凝土泵GB-602灌注混凝土圖 5.5接駁口連接大樣7、 勞動力組織勞動力根據(jù)工程工期要求而定，本法以廣州市逸彩新世界江邊組團例。見下表表 7 勞動力組織表序號工作類別人數(shù)1電焊工42技術(shù)管理23施工員24測量放樣25鉆工126機長47混凝土工4& 質(zhì)量控制8.1注意事項8.1.1嚴(yán)格按照方案要求的混凝土等級、布孔進行施工。8.1.2在鉆孔的過程中，采用泥漿護壁，并密切關(guān)注安全，防止塌方。8.1.3要求混凝土有較好的流動性，保證輸送的順利

12、。8.1.4在排氣孔及填充孔在成孔后、灌混凝土前及灌混凝土后用測繩進行測量，以了解掌握孔 內(nèi)的暢通及混凝土灌注狀況。8.1.5在灌混凝土的過程中密切關(guān)注泵壓力，以防止發(fā)生爆管。8.1.6在施工過程中，做好詳細(xì)施工記錄，以判斷溶洞灌混凝土填充情況。8.1.7盡量減少灌混凝土的間隔時間，以防止灌混凝土初凝導(dǎo)致壓力增大。8.1.8在施工過程中，為確保排氣孔能排出溶洞內(nèi)的空氣及水，鉆機操作人員在插入排氣管時要確定排氣管長度，并根據(jù)排氣孔的地質(zhì)資料的溶洞標(biāo)高，在排氣管適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置疏氣孔，使溶洞處理時能灌注混凝土。T1-T3單元工程工程為8.1.9必要時用挖土機對$130灌注管施加壓力，以增加$130灌

13、注管在灌注混凝土?xí)r的抗抬升能力9、效果檢查溶洞處理后經(jīng)過后并對其進行抽芯檢查可知，溶洞注漿充填的效果理想。結(jié)果如下:抽芯部位抽查樁位全填充樁位填充率T1 棟121192%T2 棟191789%T3 棟1515100%123XE 軸連續(xù)墻77100%123XA 軸連續(xù)墻11982%AEX23 軸連續(xù)墻22100%AEX1 軸連續(xù)墻7686%合計736792%表 9 溶洞處理抽芯情況表10 安全措施10.0.1隊伍進場前進行一次全員的常規(guī)安全教育及針對各工種進行一次專業(yè)方面的安全教育，以后針對施工中的一些安全問題及時進行有針對性的教育，增強廣大員工的安全意識。10.0.2做好安全技術(shù)交底工作，由工

14、地質(zhì)安科負(fù)責(zé)對班組長（部門負(fù)責(zé)人），班組長對員工進行一次全員的安全交底工作，做到安全要求明確，責(zé)任清楚。10.0.3嚴(yán)格現(xiàn)場用電管理，現(xiàn)場所有電源、線路、開關(guān)等的安裝、搭接、拆換必須由專職電工按照施工電器安裝標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)操作，嚴(yán)禁一般人員私自進行， 凡需接地按照有關(guān)安全規(guī)程進行設(shè)置。10.0.4灌注溶洞時要密切留意灌注區(qū)域周邊土層是否異常，如發(fā)現(xiàn)下陷則立即停止灌注，10.0.5各工種必須執(zhí)行相應(yīng)工種的安全操作規(guī)程，特殊工種人員必須持證上崗，杜絕“三違”和不講科學(xué)蠻干的現(xiàn)象。10.0.6安排專人跟蹤氣象消息，及時做好防洪、防雨、防大風(fēng)的準(zhǔn)備工作；對辦公室、宿舍等 人員集中區(qū)，重要機具設(shè)備停放場地，水

15、泥、易燃、易爆、膨潤土等堆放場所，在施工準(zhǔn)備階段 做好防洪、防雨、防大風(fēng)的預(yù)防工作。11、效益分析11.0.1以廣州市逸彩新世界第一小區(qū)江邊組團（T1-T3單元）工程為例，設(shè)計凈樁長為1022米（取22米），基坑深度為10.45米，則工程樁平均施工深度為22+10.45=32.45米，按平均塌孔次數(shù)2次計算：表 11-1單個沖孔樁成孔及塌方費用表品名規(guī)格單位單價數(shù)量金額（元）單樁成孔的費用（樁徑以1.8m計算）nRxH=0.9X0.9X3.14X32.453m17082.5314030.67每次塌方搶險平均費用回填紅泥片石塌方搶險平均費用計算3m130.6494.4812342.87溶洞塌方共

16、造成的損失費用為：（14030.67+12342.87）X252747.08元。鉆探溶洞的深度按方案施工2個有效排氣孔，填充孔1個計算，則：表 11-2溶洞處理價格表品名規(guī)格單位單價長度金額（元）排氣孔（鉆孔）110m266.0832.458634.3排氣孔（PVCt）75m3932.451265.55填充孔（鉆孔）130m266.0832.458634.3填充孔（鋼管）150m132.5332.454300.6排氣孔費用：2X8634.3+2X1265.55=19799.7元填充孔費用：8634.3+4300.6=12934.9元根據(jù)灌注砼量的施工記錄，取其平均值為30m3，則:450X30

17、=13500元溶洞處理費用為：46234.6元實際經(jīng)濟效益52747.08-46234.6=6512.45元每個樁位所節(jié)省的費用為6612.45元，因此，樁位數(shù)量溶洞越多所節(jié)約的成本越多。11.0.2突破傳統(tǒng)的溶洞灌注方法，采用下雙套管方式成孔，減少套管內(nèi)淤泥阻塞的問題，使溶洞內(nèi)的地下水及氣體能排出溶洞外，提高混凝土灌注的效果。并經(jīng)過抽芯檢查得出大部分溶洞已經(jīng)填充，使現(xiàn)場周邊的加油站及建筑物得到有效的安全保障，為后續(xù)的基坑開挖及地下結(jié)構(gòu)施工提供安全的施工環(huán)境。眾所周知，建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，建筑安全生產(chǎn)對國民經(jīng)濟的健康穩(wěn)定發(fā)展具有重要的意義，無論是在發(fā)展中國家還是發(fā)達(dá)國家，建筑業(yè)

18、始終是一個事故發(fā)生率比較高的行業(yè)之一，正所謂萬丈高樓從地起，對于高層建筑、隧道、路橋等工程來說地基基礎(chǔ)處理的重要性尤其重要。表 11-2溶洞處理價格表11.0.3、以該項技術(shù)為核心內(nèi)容編制的QC成果，獲得到2010年廣東省質(zhì)量協(xié)會優(yōu)秀QC小組獎。12、工程應(yīng)用實例12.1工程名稱：廣州市郵件處理中心工程位于廣州市花都區(qū)花東鎮(zhèn)與白云區(qū)人和鎮(zhèn)交界處，建筑面積約37268ml工程結(jié)構(gòu)是混凝土框架結(jié)構(gòu)，天面是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力靜壓管樁。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，場區(qū)內(nèi)存在2種不良地質(zhì)現(xiàn)象：土洞、溶洞。土（溶）洞埋深不同，最淺的1.352.2m，最深的達(dá)到7.29.6m。通過對地下土洞進行了加固處理，使本工程的靜壓砼管樁得以順利進行,監(jiān)站、業(yè)主、監(jiān)理、設(shè) 計和勘察等單位共同對 工程樁的質(zhì)量驗收。圖 10.0.3 QC 成果獲獎獎狀并順利通過由廣州市質(zhì)圖 11.1廣州市郵件處理