溶洞處理施工工法

1、廣州市建筑集團(tuán)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(duì)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(tuán)有限公司二一年九月雙套管溶洞處理施工工法廣州市建筑集團(tuán)有限公司劉智東 楊鋒杰 吳祥威 關(guān)而道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(jiǎn)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。本施工工法主要以廣州市

2、逸彩新世界第一小區(qū)江邊組團(tuán)（T1-T3單元）工程為實(shí)際工程介紹事例 2、 特點(diǎn) 施工操作簡(jiǎn)單：只需小型地質(zhì)鉆機(jī)，混凝土輸送泵等設(shè)備，就能對(duì)多層溶洞（土洞）進(jìn)行預(yù)處理，從而達(dá)到改良不良地質(zhì)條件的目的，對(duì)后期樁基礎(chǔ)施工提高了效率。 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(gè)以上灌注孔，提高了工作效率。 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(jī)場(chǎng)）、采礦等靠近江河沿岸或場(chǎng)地地質(zhì)條件非常復(fù)雜，溶洞比較發(fā)

3、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(gè)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(diǎn)5.1 施工工藝流程雙套管溶洞處理的施工順序?yàn)椋簻y(cè)量放樣布置鉆孔鉆排氣孔鉆填充孔安裝及固定導(dǎo)管灌注混凝土。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。5.2.2 收集每個(gè)樁位的溶洞情況并編制出溶洞分布一覽表。5.2.3 由于本工程地處珠江河沿岸，土表為軟弱沖積砂層

4、、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(jìn)行場(chǎng)地地質(zhì)鉆探，是無法準(zhǔn)確探測(cè)出土洞、溶洞的具體分布情況，因此對(duì)鉆探資料發(fā)現(xiàn)有溶洞的樁增加了2-3個(gè)超前鉆，使樁施工前能對(duì)場(chǎng)地地質(zhì)進(jìn)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(duì)操作人員進(jìn)行考核，保證操作人員滿足施工需要。并且定期對(duì)工人進(jìn)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(cè)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)備和材料堆放場(chǎng)所。 5.3 溶洞灌注施工設(shè)計(jì)參數(shù)表5.3

5、 溶洞灌注施工設(shè)計(jì)參數(shù)如下表分類要求孔徑110mm、130mm孔深至洞體底板材料75mmPVC管、130、150鋼管（兩種鋼管壁厚均為5，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(shí)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(jìn)或透氣孔出現(xiàn)泛漿為止。5.3 排氣孔設(shè)置單層溶洞連續(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(jìn)行布孔，以增大遇到溶洞且為同一個(gè)溶洞的可能性，排氣孔與超前鉆孔的距離為300500mm。結(jié)合本工程的地質(zhì)情況，排氣孔的數(shù)量定為24個(gè)，如排氣孔成孔中并未反映有溶洞的，

6、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(gè)為有效排氣孔，如下圖所示：圖5.3.1 連續(xù)墻平面布置圖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(duì)稱布置，共設(shè)置2個(gè)排氣孔，以增大遇到溶洞且為同一個(gè)溶洞的可能性，同時(shí)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：圖5.3.2 連續(xù)墻平面布置圖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)置是一樣，不同的是要在排氣管在溶洞高度范圍內(nèi)的部分，在管

7、兩側(cè)面開不小于管徑的小孔、間距為300500mm呈梅花形布置。 圖-1 排氣孔開孔施工 圖-2 預(yù)埋排氣孔施工5.4 設(shè)置填充孔 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(gè)溶洞的最高點(diǎn)，同時(shí)亦可減少排氣孔在灌注混凝土?xí)r被同時(shí)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(gè)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(gè)填充孔。圖 單層溶洞剖面圖5.4.2 多層填充孔設(shè)置原則設(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

8、層溶洞頂面巖層，擴(kuò)孔后再用錘擊150（3.5mm管厚)鋼套管至第一層溶洞頂部。換用110鉆頭穿透下一層溶洞頂部巖層，擴(kuò)孔后下130鋼套管至最底層溶洞內(nèi)200mm并作為灌注管使用。圖-1 多層填充孔施工流程圖針對(duì)多層溶洞的情況，采用由下往上逐層提管灌注的方式進(jìn)行混凝土灌注，即灌注完最底層溶洞后，提升灌注管（130鋼管）至上一層溶洞進(jìn)行灌注，依次并逐層往上灌直至灌完頂層溶洞。為防止灌漿時(shí)管道受壓后反彈，必要時(shí)用挖土機(jī)進(jìn)行壓管工作。圖-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(jìn)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(jìn)行C20商

9、品細(xì)石混凝土灌注施工。當(dāng)注砼泵壓力值達(dá)到25MPa時(shí)，且透氣孔出現(xiàn)泛漿時(shí)，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(shí)，必須有不小于三個(gè)以上灌漿孔鉆至溶洞。且每次注砼時(shí)，必須召兩輛細(xì)石混凝土車作準(zhǔn)備，避免灌漿停頓。圖5.5 接駁口連接大樣6、 主要機(jī)械設(shè)備6.1 施工機(jī)具表6 主要機(jī)具設(shè)備一覽表序號(hào)機(jī)械名稱規(guī)格數(shù)量用途1鉆機(jī)XY-1004鉆設(shè)排氣孔、填充孔2全站儀GJS-3321測(cè)量放線3電焊機(jī)BX1-5004鋼套管接駁焊接4混凝土泵GB-602灌注混凝土7、 勞動(dòng)力組織勞動(dòng)

10、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(tuán)T1-T3單元工程工程為例。見下表表7 勞動(dòng)力組織表序號(hào)工作類別人數(shù)1電焊工42技術(shù)管理23施工員24測(cè)量放樣25鉆工126機(jī)長47混凝土工48、 質(zhì)量控制8.1注意事項(xiàng)8.1.1 嚴(yán)格按照方案要求的混凝土等級(jí)、布孔進(jìn)行施工。8.1.2 在鉆孔的過程中，采用泥漿護(hù)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(dòng)性，保證輸送的順利。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(cè)繩進(jìn)行測(cè)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

11、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(shí)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(jī)操作人員在插入排氣管時(shí)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(shí)能灌注混凝土。必要時(shí)用挖土機(jī)對(duì)130灌注管施加壓力，以增加130灌注管在灌注混凝土?xí)r的抗抬升能力9、 效果檢查溶洞處理后經(jīng)過后并對(duì)其進(jìn)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%123E軸連續(xù)墻7

12、7100%123A軸連續(xù)墻11982%AE23軸連續(xù)墻22100%AE1軸連續(xù)墻7686%合計(jì)736792%表9 溶洞處理抽芯情況表圖9-1 Q17樁位溶洞抽芯照片 圖9-2 50#樁位溶洞抽芯照片表9-3 93#樁位溶洞抽芯照片 表9-4 Q18樁位溶洞抽芯照片10安全措施10.0.1 隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)前進(jìn)行一次全員的常規(guī)安全教育及針對(duì)各工種進(jìn)行一次專業(yè)方面的安全教育，以后針對(duì)施工中的一些安全問題及時(shí)進(jìn)行有針對(duì)性的教育，增強(qiáng)廣大員工的安全意識(shí)。10.0.2 做好安全技術(shù)交底工作，由工地質(zhì)安科負(fù)責(zé)對(duì)班組長（部門負(fù)責(zé)人），班組長對(duì)員工進(jìn)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

13、嚴(yán)格現(xiàn)場(chǎng)用電管理，現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)行，凡需接地按照有關(guān)安全規(guī)程進(jìn)行設(shè)置。10.0.4 灌注溶洞時(shí)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(shí)做好防洪、防雨、防大風(fēng)的準(zhǔn)備工作；對(duì)辦公室、宿舍等人員集中區(qū)，重要機(jī)具設(shè)備停放場(chǎng)地，水泥、易燃、易爆、膨潤土等堆放場(chǎng)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

14、州市逸彩新世界第一小區(qū)江邊組團(tuán)（T1-T3單元）工程為例，設(shè)計(jì)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+10.4532.45米，按平均塌孔次數(shù)2次計(jì)算：表11-1 單個(gè)沖孔樁成孔及塌方費(fèi)用表品名規(guī)格單位單價(jià)數(shù)量金額（元）單樁成孔的費(fèi)用（樁徑以1.8m計(jì)算）R2H=0.90.93.1432.45m317082.5314030.67每次塌方搶險(xiǎn)平均費(fèi)用回填紅泥片石塌方搶險(xiǎn)平均費(fèi)用計(jì)算m3130.6494.4812342.87溶洞塌方共造成的損失費(fèi)用為： （14030.67+12342.87）252747.08元。鉆探溶洞的深度按方案施工2個(gè)有效排氣孔，填充

15、孔1個(gè)計(jì)算，則：表11-2 溶洞處理價(jià)格表品名規(guī)格單位單價(jià)長度金額（元）排氣孔（鉆孔）110m266.0832.458634.3排氣孔（PVC管）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(fèi)用： 28634.3+21265.5519799.7元填充孔費(fèi)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：4503013500元溶洞處理費(fèi)用為：46234.6元實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益52747.08-46234.66512.45元每個(gè)樁位所節(jié)省的費(fèi)用為6

16、612.45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(chǎng)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(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，建筑安全生產(chǎn)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)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)始終是一個(gè)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(duì)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。11.

17、0.3、以該項(xiàng)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(huì)優(yōu)秀QC小組獎(jiǎng)。 圖10.0.3 QC成果獲獎(jiǎng)獎(jiǎng)狀12、工程應(yīng)用實(shí)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37268m2。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)?；A(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力靜壓管樁。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，場(chǎng)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(duì)地下土洞進(jìn)行了加固處理，使本工程的靜壓砼管樁得以順利進(jìn)行，并順利通過由廣州市質(zhì)監(jiān)站、業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)和勘察等單位共同對(duì)工程樁的質(zhì)量驗(yàn)收。 圖11.

18、1 廣州市郵件處理中心12.2、工程名稱：廣州逸彩新世界第一小區(qū)江邊組團(tuán)（T1-T3單元）商住樓工程位于廣州市芳村珠江橋西橋雙橋路東側(cè)，珠江河以南地段。工程建筑總面積43279 m2，含3幢地上20層，地下2層的建筑物。工程場(chǎng)區(qū)位于珠江河以南地段，屬于珠江沖積平原。施工現(xiàn)場(chǎng)地下水位較高（在原土面下1米），受珠江潮汐影響大。溶洞頂面砂層較厚（1016m），溶洞頂板巖層較?。?.31.2m)，溶洞所處深度不同，最淺的0.22.2m，最深的達(dá)到46.9m。共有93個(gè)樁位被溶洞區(qū)域覆蓋。經(jīng)溶洞處理抽芯檢查后得出，溶洞灌注填充率達(dá)到92%，使后繼的沖孔施工過程中減少溶洞塌方事故的發(fā)生，并獲得安監(jiān)站、甲方、監(jiān)理一致好評(píng) 圖11.2 逸彩新世界第