地基處理施工方案

1、本施工方案編制依據(jù)：1、 ?建筑工程手冊?一九七四年2、 ?地基處理設(shè)計規(guī)范?（GBJ-93）3、 ?廣州新白云國際機場飛行區(qū)詳細(xì)勘察工程物探報告?廣州地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程公司4、 ?廣州白云國際機場遷建工程場道項目地基工程設(shè)計?第二部分民航中南機場設(shè)計研究院5、 ?粉煤灰利用手冊?中國電力出版社第一章工程概況廣州白云國際機場遷建工程為廣州市重點工程，已于2000年3月全面開工，經(jīng)由廣州地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程公司作的飛行區(qū)詳細(xì)勘察工程物探報告中獲知：場區(qū)上覆為第四系地層主要為粘性土，廣泛分布中上碳統(tǒng)壺天群和下石炭石蹬子段灰?guī)r，土洞、溶洞頗為發(fā)育，屬極強溶巖區(qū)。1、經(jīng)鉆孔揭露的溶洞14個，其中最大溶洞洞高

2、。2、經(jīng)鉆孔揭露的土洞53個，其中洞高大于的22個，最大土洞洞高，頂板埋深僅。場區(qū)發(fā)現(xiàn)的土洞、溶洞的密集區(qū)共67個，土洞溶洞密集區(qū)內(nèi)土洞、溶洞極為發(fā)育，其中的土洞、溶洞個體的頂?shù)讬M寬各不一致。經(jīng)民航中南機場設(shè)計研究院對此土洞、溶洞進(jìn)行綜合評估：飛行區(qū)土洞發(fā)育較多，且穩(wěn)定性較差，在場道工程建設(shè)中是一個不可忽視的不良地質(zhì)現(xiàn)象。因此，應(yīng)在進(jìn)行機場地基設(shè)計施工時針對不同情況采取必要的技術(shù)措施。針對此情況，我公司專業(yè)技術(shù)人員匯同建設(shè)單位現(xiàn)場負(fù)責(zé)人，于2000年6月上旬對飛行區(qū)進(jìn)行了詳盡的現(xiàn)場勘察，同時對設(shè)計院提出的土洞、溶洞地基處理方案進(jìn)行了充分研究，并結(jié)合我公司多年的地基處理施工經(jīng)驗，擬對新建白云機場

3、飛行區(qū)地下的土洞、溶洞采取鉆孔壓注水泥砂漿工藝進(jìn)行處理，充填土洞、溶洞空隙，并達(dá)到一定密實度和承載力，同時對洞內(nèi)不良土質(zhì)進(jìn)行加固以保證飛行區(qū)地基基礎(chǔ)承載力和穩(wěn)定性。第二章地質(zhì)狀況一、場區(qū)工程地質(zhì)狀況場道區(qū)地處廣花盆地的北部邊緣，地面平坦，高程一般在1073m之間，主要為水稻田、果園或旱地，有少量魚塘分布于西跑道的中部。場地內(nèi)土源區(qū)為低矮的小丘，植被較發(fā)育，場地覆蓋層主要為耕植土、粉質(zhì)粘土、礫砂，總厚度一般在25m以內(nèi)，覆蓋層一般飽和含水，場區(qū)土層自上而下，劃分6層，見下表:各土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)詳見設(shè)計說明層序土層代號土層名稱厚度土層特征Q4表土層主要有耕植土、填土、淤泥和淤泥質(zhì)土-1Q4

4、pd耕植土一般灰黃、暗灰色，主要由粘性土組成，廣泛分布于水田、菜地及果園中，富含有機質(zhì)及植物根系。-2Q4md填土一般黃灰、紅褐、灰黑等雜色，主要由粘性土及砂土或碎石土組成，局部混磚瓦碎塊及少量生活垃圾，松散狀，土質(zhì)不均勻，多為素填土，局部為雜填土。-3Q4al淤泥、淤泥質(zhì)土一般灰黑、灰色，富含有機質(zhì)，流塑狀，易觸變，分布于池塘、水渠。Q4al粘土、粉質(zhì)粘土一般棕黃、黃灰、褐紅間灰白色，常成不規(guī)則的花斑狀構(gòu)造，一般為硬塑狀或可塑狀。局部夾有砂層和淤泥質(zhì)土透鏡體。粘土土質(zhì)均勻，細(xì)膩，塑性強，粉質(zhì)粘土有砂感，局部含鐵鎰質(zhì)結(jié)核。粘土、粉質(zhì)粘土大多具有脹縮性。該層分布廣，層位穩(wěn)定，僅個別地段有缺失。Q

5、4al礫砂、粗砂一般常夾有圓礫、中砂、細(xì)砂、粉砂，局部夾有粘性土、粉土透鏡體。黃灰、灰白、黃棕等色，飽和，以稍密甲密為主，少數(shù)松散，分選性及磨圓度較差，常含粉粒及粘粒。該層分布廣，層位穩(wěn)定，厚度變化大。-1礫砂、圓礫稍密至中密-2粗、中砂稍密至中密-3細(xì)、粉砂稍密至中密層序土層代號土層名稱厚度土層特征-4粉土稍密至中密Q4al粘土、粉質(zhì)粘土0褐黃、灰白、灰藍(lán)、褐紅間黃灰色，常構(gòu)成不規(guī)則的花斑狀，可塑硬塑狀，局部為堅硬狀，下部常有軟塑。粉質(zhì)粘土有砂感，塑性中等，局部含鐵鎰質(zhì)結(jié)核。粘土均勻細(xì)膩，塑性強。該層土大都具有脹縮性，常夾有砂層及淤泥質(zhì)土透鏡體，該層分布廣，但不穩(wěn)定。alQ4砂土夾粘性土0一

6、般以礫砂、粗砂為主，橫向變化常有或夾有圓礫、中砂、細(xì)砂、粉砂、粘土及粘性土等，?；炻咽巴粒狐S灰、灰白、棕黃色，飽和，以稍密至中密為主，分選很差，粒徑從粉砂至卵石?；祀s在一起，部分細(xì)砂，粉砂及粉土分選性好，圓礫及卵石磨圓度較好，多呈亞圓形，該層大部分沉積在坑洼不平的基巖面上，縱橫向變化大。-1礫砂、圓礫稍密至中密-2粗、中砂稍密至中密-3細(xì)、粉砂稍密至中密-4粉土稍密至中密-5粘質(zhì)粘土、粘土褐黃、灰白、褐紅、藍(lán)灰等雜色，以可塑為主，亦見硬塑及軟塑土質(zhì)較均勻。cdlQ粉土、粉質(zhì)粘土褐紅色為主，次有黃灰色，偶見灰黑色，由粘性土，粉、細(xì)砂及角礫，碎石均為棱角狀，大小混雜，最大粒徑5060mm含量5

7、45%土質(zhì)極不均勻，角礫、碎石成分為石英細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖及少量炭灰質(zhì)巖等，該層分布局限，僅見于山腳一帶，厚度變化較大，頂面高程變化很大。-1粉土飽和、中密、密實、塑性很差。-2粉質(zhì)粘土呈可塑、硬塑狀態(tài)、塑性中等、粉質(zhì)粘土具有脹縮性。-3碎石土黃褐、紅褐色，主要由粉土或粉質(zhì)粘土與角礫混雜而成，角礫主要為石英磚巖，褐鐵礦石，多呈松散狀，分布在殘丘的山坡上。二、土洞、溶洞剖面物探解析:第三章場區(qū)存在的主要不良地質(zhì)現(xiàn)象根據(jù)初步勘察和詳細(xì)勘察資料，場區(qū)存在主要不良地質(zhì)現(xiàn)象如：土洞、溶洞；膨脹土和淤泥、淤泥質(zhì)土透鏡體。本方案主要考慮對土洞、溶洞的處理措施。如地下灰?guī)r遭受強烈溶蝕作用，即發(fā)育溶洞，當(dāng)溶洞

8、與基巖面以上土層之間連通時，地下水的作用將部份溶洞的上方覆蓋砂土帶走，發(fā)育成土洞。一、土洞、溶洞的分布飛行區(qū)的巖溶（土洞、溶洞）主要發(fā)育于東、西滑行道的中部、南部和站坪區(qū)，飛行區(qū)其發(fā)現(xiàn)土洞53個，溶洞14個。（詳見飛行區(qū)土洞、溶洞平面分布圖）洞體頂板埋深不等。二、土洞、溶洞的規(guī)模詳見土洞、溶洞物探解析。三、土洞、溶洞可能造成的危害巖溶地面塌陷是穩(wěn)定的主要問題，其危害到今后飛行區(qū)地坪的安全，若有閃失，將對機場運行帶來重大影響。飛行區(qū)地處巖溶發(fā)育區(qū)，為消除隱患，預(yù)防巖溶地面塌陷的形成，保持場道地基的穩(wěn)定，必須對地下土洞、溶洞進(jìn)行地基處理。第四章地基處理施工方案一、設(shè)計院對土洞、溶洞的評估和預(yù)測根據(jù)

9、鉆探和物探查明土洞、溶洞的成因、埋藏深度、洞體規(guī)模等詳細(xì)資料，在巖溶塌陷的處理上應(yīng)首先進(jìn)行穩(wěn)定性分析，然后再根據(jù)具體情況采回回填、堵塞及鉆孔灌漿等方法加以處理。由以下三種方式對巖溶地面塌陷進(jìn)行預(yù)測：1 、根據(jù)土洞、溶洞頂板的埋藏深度（即覆蓋層厚度H）進(jìn)行預(yù)測;2 、根據(jù)土洞、溶洞的洞體高度進(jìn)行預(yù)測；3 、根據(jù)洞體頂板的完整性和密實性，洞體頂板厚度與洞體最大寬度的比值關(guān)系進(jìn)行預(yù)測?？偨Y(jié)土洞、溶洞處理判別原則，得出綜合判別結(jié)果如下:注：帶*者為判別需處理的土洞土洞處理是否判別一覽表注：帶*者為判別需處理的土洞二、土洞充填加固機理、效果分析1 、根據(jù)土洞勘察結(jié)果統(tǒng)計表可以看出，在地下存在的大量土洞中

10、絕大部分內(nèi)部存有軟塑、流塑狀粘性土，伴有卵石、礫砂，多為均質(zhì)體。其屬于不良土質(zhì)，必須加以處理，故若采取灌砂充填，應(yīng)及時鉆孔注漿，使水泥漿充分加固洞內(nèi)原有不良土質(zhì)，避免土洞在灌砂后可能產(chǎn)生的進(jìn)一步發(fā)育。2 、根據(jù)灌砂資料顯示：砂體相對密度大于，其輕便N值可達(dá)到30左右，且有灌砂過程中單沖水，而無外壓，難于達(dá)到理想效果。鑒于本次工程的現(xiàn)場情況，(土洞在地下埋深20m左右，且土洞內(nèi)有雜質(zhì))宜采用有一定強度的水泥砂漿壓注，對洞體進(jìn)行加固，使洞體被充填后，土洞內(nèi)整體強度和承載力得到提高。3、針對土洞處理的三個要求：即(1)、充填土洞空隙；(2)、充填后達(dá)到或大于相鄰?fù)翆映休d力；(3)、對土洞內(nèi)原有雜質(zhì)中

11、心加固。我們在采用鉆孔壓注水泥砂漿的措施時，好考慮用粉煤灰來替代細(xì)砂，同樣可以達(dá)到加固效果。粉煤灰材料盡量選擇粗灰、高鈣，并應(yīng)作現(xiàn)場土工試驗來指導(dǎo)施工。三、成孔灌砂、補漿與鉆孔壓注水泥砂漿方案介紹1 、成孔壓砂、補漿處理土洞方案簡述在需處理的土洞地面范圍內(nèi)，第一次序：均勻布置“振動沉管注砂孔”0500,呈梅花形，孔距4nl孔深至洞底，分段灌注砂，充填、提管并振實擠密，直至洞體頂面標(biāo)高。第二次序：鉆注漿孔050,孔距4nl與灌砂孔相間布置，分段進(jìn)行袖管分層注漿，直至洞體頂面標(biāo)高。2 、鉆孔壓注水泥砂漿處理土洞方案A、工程特點：(1) 、本工程在廣州郊區(qū)廣花平原地區(qū)，方圓近平方公里，擬處理的土洞、

12、溶洞分散在各處，給集中鉆孔、注砂帶來困難。(2) 、遷建機場工程處于開工初期，現(xiàn)場無水、電設(shè)施。土洞、溶洞處理施工必須由現(xiàn)場水塘、溝河中取水，用電必須由大功率柴油發(fā)電機組供電。(3) 、暫定工期六個月，施工期正值廣州夏季，氣候條件十分惡劣，應(yīng)充分重視炎熱的氣候給施工帶來不利影響。(4) 、由于場區(qū)內(nèi)土洞、溶洞分散各處，現(xiàn)場施工便道，材料堆場不夠齊全?？傆嬋fm3的空洞，所需細(xì)砂近10萬噸，則每天進(jìn)砂550噸。本工程應(yīng)特別重視材料進(jìn)場的合理安排。B、擬定技術(shù)方案的原則(1) 、工藝應(yīng)滿足質(zhì)量要求，達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。水泥砂漿配合比如下：細(xì)砂：水泥：水：陶土粉=1000:100:660:10(重量比：kg

13、)漿液水灰比，保證其可灌性，漿液試塊無側(cè)限抗壓強度達(dá)到，洞體加固承載力達(dá)到18T以上。(2) 、方案實施應(yīng)充分考慮到現(xiàn)場可操作性071灌注孔可用多臺小型鉆機成孔(G2A型)；水泥砂漿采用砂漿泵或液壓注漿泵(SYBI型)進(jìn)行壓注；拌漿系統(tǒng)擬在現(xiàn)場砌筑泥漿池攪拌。(3)、經(jīng)濟(jì)性在質(zhì)量保證，工藝適當(dāng)?shù)那疤嵯拢瑧?yīng)充分降低工程造價，減少建設(shè)投資。土洞、溶洞處理造價主要由成孔、水泥砂漿材料和現(xiàn)場水電、設(shè)備、人工及管理費組成，小型鉆機成孔費相對較低，細(xì)砂或粉煤灰皆為價格低廉的建筑材料，將注砂、灌漿并為一道工序可大大降低施工和管理成本。C、工藝措施描述在需處理的土洞地面范圍內(nèi)，均勻布置。71灌注孔，孔深至洞體

14、底部，呈梅花形，孔距3ml插入2寸芯管至孔底，壓注水泥砂漿并逐節(jié)上拔至洞體頂面標(biāo)高，壓注順序：先外圈，后內(nèi)圈。四、成孔灌砂、補漿方案與鉆孔壓注水泥砂漿方案比較案比較內(nèi)容、成孔灌砂、補漿鉆孔壓注水泥砂漿質(zhì)量可靠性成孔小500,灌砂壓實，且拌有補充分層注漿，措施可靠，可以保證質(zhì)量嚴(yán)格漿液配合比，適當(dāng)控制壓注的壓力、流量，質(zhì)量可以保證。工2實施難易程度有第一次序和第二次序，設(shè)備投入較多，且小500灌砂不易成孔，振搗、壓實。施工難度大。僅有一道次序，鉆機成孔和壓注設(shè)備移位較為靈活，且工藝成熟?，F(xiàn)在安排難易程度施工場地大，施工點多，現(xiàn)成管理較為復(fù)雜。管理程序較為固定，易于現(xiàn)場管理。施工工期工序多，周期較

15、長。工序簡單，工期相對較短工程造價較高，且難于控制。相對較低，僅鉆孔費同比降低30%。第五章工藝措施為確保場區(qū)地基安全，針對設(shè)計院確認(rèn)的25個土洞和1個溶洞的不安全性，結(jié)合我公司多年地基處理施工經(jīng)驗，擬采用鉆孔壓注水泥砂漿（或水泥粉煤灰漿）的工藝處理地下洞體。目的在于充填洞體空隙，固結(jié)松散洞體內(nèi)雜質(zhì)、消除隱患，增強洞體頂板的抗塌陷能力。一、施工工序1 、在方圓平方公里范圍內(nèi)，將應(yīng)處理的土洞、溶洞按機場坐標(biāo)施工放樣，位置確認(rèn)。2 、合理布置施工流程，落實施工水電配置。3 、鉆機成孔均勻布設(shè)，071灌注孔至洞體底板。4 、插入時注漿芯管至孔底，孔距3m呈梅花形布置。5 、拌制水泥砂漿或水泥灰漿。6

16、 、經(jīng)砂漿泵或液壓注漿泵壓注水泥砂漿，適當(dāng)控制壓注泵的壓力和流量，使其均勻、連貫。7 、壓注過程中分節(jié)提板芯管3050cmH。8 、壓漿至洞體頂板標(biāo)高，封孔。9 、鉆孔、壓漿掌握先外圈，后內(nèi)圈，隔孔跳注的原則。二、施工參數(shù)1 、漿液配比：（重量比：kg）細(xì)砂（或粉煤灰）：水泥：水：陶土粉=1000:100:660:102 、水灰比：3 、漿液粘度：40"4 、注漿壓力：5、注漿流量：4025L/min注：以上施工參數(shù)可視現(xiàn)場條件適當(dāng)調(diào)整。三、壓力釋放孔特別應(yīng)指出的是，考慮到本工程土洞、溶洞與地下埋深近20m，且洞體內(nèi)存有淤泥雜質(zhì)、飽和水。在鉆孔壓注水泥漿施工外圈時，位于地面土洞范圍中

17、心處，布置少量壓力釋放孔，孔徑071,孔深放至洞體內(nèi)，以利在外圈注漿時，洞體內(nèi)水份和空氣得以釋放，保證洞體的充填率。第六章施工質(zhì)量保證措施詳盡分解工藝步驟并結(jié)合現(xiàn)場施工條件，我們擬設(shè)兩個施工質(zhì)量管理點。一、現(xiàn)場水泥砂漿或水泥灰漿配比質(zhì)量管理點。嚴(yán)格掌握現(xiàn)場砂漿配比，這是保證質(zhì)量的關(guān)鍵點，應(yīng)由專職質(zhì)量員作好每盤漿的現(xiàn)場配合比和壓注記錄，并作好現(xiàn)場技術(shù)交底、抽檢、漿液試塊抗壓試驗等基礎(chǔ)工作。二、洞體充填率質(zhì)量管理點根據(jù)詳細(xì)勘察資料，作好每個土洞的洞體體積充填量預(yù)測，在漿液壓注過程中，嚴(yán)格控制施工參數(shù)，達(dá)到目標(biāo)充填量。對大小、深淺不一的土洞，作好每個洞體注漿量記錄。通過前期施工，進(jìn)一步了解土洞內(nèi)雜質(zhì)

18、的情況，以指導(dǎo)下一步施工。第七章施工效果檢測可選取以下幾種方法進(jìn)行施工效果綜合評定。一、施工完成28天后，對土洞加固處理區(qū)，進(jìn)行靜力觸探試驗，根據(jù)洞體處理前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比判斷。二、施工結(jié)束28天后，進(jìn)行壓水試驗，觀察記錄壓力變化，判定充填效果。三、鉆取土樣，對加固前后土的物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行對比，判定加固效果。四、采用物探方法，進(jìn)行判定。第八章工期計劃、人員配置一、工期計劃1、準(zhǔn)備期：內(nèi)容為現(xiàn)場臨設(shè)；水、電落實；洞體地面機場坐標(biāo)放樣；加固范圍內(nèi)布孔放樣；材料堆場準(zhǔn)備；設(shè)備、人員進(jìn)場安置等。根據(jù)本工程特點，應(yīng)修好多條臨時施工便道；三通臨建的工期按排30天。2 、主體施工期：內(nèi)容為鉆機成孔；水泥砂漿壓注；設(shè)備移位等，每天進(jìn)砂550噸計，需工期近120天。3 、調(diào)整期：考慮到氣候因素；材