地基加固及溶洞充填处理施工交底Word下载.doc
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溶洞顶
岩层厚度（m）
充填物特征
溶洞顶板岩性
1
MCZ3-YTX-03
20.6
-2.44
-4.44
2.00
6.50
全充填、粉质粘土
<
9C-2>
2
MCZ3-YTX-18
-4.91
-9.41
4.50
0.70
3
MCZ3-YTX-25
-3.34
-4.04
4
-7.74
-14.64
6.90
3.70
5
MCZ3-YTX-26
-6.5
-9.4
2.90
无充填土洞
5C-1B>
6
MCZ3-YTX-28
-4.51
-6.31
1.80
0.50
无充填溶洞
7
MCZ3-YTX-30
-5.97
-6.47
8
-6.77
-8.07
1.30
0.30
9
MCZ3-YTX-40
-2.8
-9
6.20
半充填、粉质粘土
10
MCZ3-YJ-21
-3.55
-4.49
0.94
0.10
11
MCZ3-YJ-22
-2.43
-3.43
1.00
0.40
12
-3.73
-8.13
4.40
13
MCZ3-YJ-26
-3.26
-5.66
2.40
0.20
14
MCZ3-YJ-27
0.96
-2.04
3.00
15
-3.04
-6.44
3.40
二、施工方案
2.1溶（土）洞详细探查
车站主体结构范围内详勘及原区间详勘钻孔共28个，钻孔平均间距19m，并约一半钻孔已经揭露溶洞，车站主体基坑基本处于发育的溶（土）洞范围内。
因此，永泰站溶洞探查与溶洞处理相结合。
施工时，利用详勘钻孔，首先选定一揭露出溶（土）洞的详勘钻孔，以该钻孔为中心，分别沿地铁线路方向和与地铁线路垂直的方向按间距2.0m（线路方向）和间距4m（与线路垂直方向）钻孔探查溶（土）洞东南西北四个方向的边界，将溶（土）洞范围大致分为四个象限区，然后在每个象限区安排一到两台引孔钻机进一步探查各个象限区内溶洞边界。
钻孔在平面上按照梅花型布置。
如果溶（土）洞范围超出了车站围护结构边线，则以车站围护结构边线以外3m为界，沿线路方向施做一排注浆钻孔，每孔间隔2m，并在该界线施做止浆墙。
孔深进入洞底以下0.5m。
若果围护结构边线外无法施做止浆墙，报告业主、监理和设计单位讨论决定处理方法。
钻孔布置见图5示意。
图5钻孔确定溶洞范围示意图
2.3处理原则
根据设计溶洞处理原则：
确定结构底板底往下深度10米范围内侵入基岩面为高风险区，10米范围内未见基岩为低风险区，因永泰站主体结构底板底往下深度10米范围内基本全部侵入基岩面，因此，确定永泰站主体基坑全部处于高风险区。
溶洞的一部分位于10m线以下，或当洞体之间的岩层厚度无法满足“”钻孔进入溶洞底板下0.5m条件时，溶洞位于10m线以下部分或下层溶洞也应进行相应处理。
2.4处理措施
（1）位于高风险区内的已揭示的溶（土）洞，自地面进行吹砂或袖阀管充填注浆加固。
①对洞高大于2m的无填充溶、土洞和半填充溶、土洞，先进行吹砂处理，后采用袖阀管注浆加固的方法；
投砂管采用两个Φ200mm的PVC套管（投砂时可以相互作为出气孔）。
②对全充填溶、土洞，以及洞高小于2m的无填充和半填充溶、土洞，直接采用袖阀管注浆填充。
（2）对高风险区内车站下方土层进行水泥土墩柱加固，因加固深度均在18m以上，水泥土墩柱采用水泥高压旋喷桩。
2.5施工质量控制标准
施工质量控制标准见表3所示。
表3施工质量检验标准表
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
注浆孔位标注误差
mm
≤10
用钢尺量
钻孔定位水平误差
≤100
钻孔垂直度
%
≤1.5
经纬仪测钻杆或实测
孔深
±
100
用钢尺量钻杆
注浆引起地表隆起
≤20
水准仪测量
投料拌合时间
min
＞3
注浆压力
按交底参数指标
查看压力表
注浆浆液
比重计测量
2.6加固效果检测
（1）检测方法
①采用钻孔取芯，做抗压试验为主，抽水试验为辅；
②对加固地层做原位标贯试验。
（2）检测标准
①土洞注浆充填加固：
采用随机原位标贯试验，标贯击数应不小于10击；
②溶洞注浆充填加固：
采用随机钻孔取芯，做抗压试验，无侧限抗压强度≥0.15Mpa。
③水泥土墩柱：
采用随机钻孔取芯，做抗压试验，无侧限抗压强度不小于以下设计值：
淤泥0.25MPa,淤泥质土0.35MPa,粘性土0.5MPa,粉土0.6MPa,砂土1.0MPa。
三、施工方法
3.1吹砂充填
利用高压风投砂填充法投砂。
施工时在探有空洞的钻孔附近（约60cm）补钻两个Φ150mm（套管127mm）的投砂孔进行投砂，探到有空洞的钻孔作为出气孔，也可利用两投砂孔可相互作为出气孔，如图5。
（1）、设计参数：
投砂孔距离探有空洞的钻孔距离约0.6m，两投砂孔中心与原钻孔中心需在同一连线上，每个洞最少不得少于2个投砂孔。
钻孔直径150mm（套管127mm）；
孔深：
至洞体顶板；
充填设备：
混凝土喷射机一台，空气压缩机一台；
充填材料：
中细砂。
（2）、充填砂
下入127mm套管（投料管），深度至溶洞顶面，在地面用夹具固定。
固定好后安装袖阀注浆管，深度至溶洞底面0.5m。
安装弯接头、密封环，在弯接头一侧接空压机、混凝土喷射机，吹砂充填溶洞。
（3）、施工质量控制措施：
用混凝土喷射机连续向孔内投砂，不得间断。
投砂时应缓慢连续的加砂，防止过快堵塞。
投砂充填满后，应用高压风重新透孔，再次充填，循环两次，保证充填饱满。
（4）、施工注意事项
由于土（溶）洞的分布及形态十分复杂，正式施工时，必须首先详细查清其分布范围、形态及充填情况。
（如溶、土洞内已充填投砂施工无法进行时，可改为灌注水泥砂浆）。
进行送风投砂施工时，应准备足够的材料，施工要连续。
3.2注浆充填
3.2.1施工顺序
溶洞加固区施工顺序：
①钻孔顺序：
见图5，与溶（土）洞探查相结合，相见有关节段叙述。
②灌浆顺序：
由外向内进行，先对溶洞边界（或加固范围线）上的钻孔进行充填灌浆（双液浆），阻断浆液漏失通道后，再进行中部孔灌浆，灌浆时由外向内进行跳孔注浆，以避免串浆。
对于比较大的溶（土）洞，为了加快注浆填充速度，可对已探明的溶（土）洞进行分块注浆填充，分块时需在已探明的溶（土）洞范围与正在钻探的范围之间加一止浆墙，防止在分块填充时浆液串流。
分块处理如图6所示。
图6溶（土）洞分块注浆示意图
3.2.2施工方法和步骤
表3溶（土）充填注浆施工方法与步骤
示意图
说明
处理方法：
采用袖阀管注浆方法，通过双塞芯管，分层进行压力注浆，使溶洞内松散充填物被水泥浆压密、渗透，形成固结体。
步骤一：
1.钻孔，取岩芯勘测，判定溶洞的大小、位置、深度及充填物状况；
2.钻孔过程中记录各项参数，是否有掉钻、漏水等异常情况发生。
3.根据钻探资料进行分析，以确定溶洞处理方法，制定合理的充填、注浆施工参数。
步骤二：
1.安装袖阀注浆管，深度至溶洞底下0.5m。
步骤三：
1.注入套壳料；
3.地面以下1米注入止浆料。
步骤四：
1.安装双塞注浆芯管；
2.拌制水泥浆液；
3.分层压力注浆，使溶洞充填物被压密、渗透固结。
步骤五：
1.泵入清水，洗干净袖阀管；
2.安装孔口保护装置；
3.进行注浆质量检查，根据检查结果，判定是否要进行后备注浆；
4.如注浆效果未达到设计要求，可再次进行注浆。
步骤六：
1.注浆质量检查合格后，可进行封孔；
2.封孔：
管内注入M15砂浆。
步骤七：
管内注入M15砂浆；
3.2.3注浆参数
根据注浆材料及地质条件，结合类似工程的施工经验，选用表4所示注浆参数，在施工中坚持先试后作的原则，通过试注浆对各项参数进行修正。
表4注浆参数
分类
项目
参数
成孔
孔距*排距
2m×
2m,正方形
孔径
89~110mm、150mm
孔深
溶洞底0.5m
充填物
充填管孔径
48mm、127mm
充填料（单液浆）
水泥浆,w:
c=1:
1～1:
1.5
充填料
中细砂
充填料（双液浆）
水泥：
水：
水玻璃＝1：
1.38：
0.29（质量比）
水玻璃模数m=2.4～3.4（浓度Be=30～40）
下袖阀管
套壳料配合比
水泥:
粘土:
水（重量比）=1:
1.50:
1.88
袖阀管长度
顶、底板上下0.5m为花管，顶板至地面为实管
固管止浆液配合比
水:
水泥（重量比）=1:
注浆
扩散半径
1.5m
浆液配合比
单液浆：
c=0.5:
双液浆：
水泥浆：
水玻璃=1∶0.5~1:
开环压力
0.3MPa
周边孔（双液浆）：
0.6~0.8MPa
中央孔（单液浆）：
压力按0.8~1.0MPa
注浆次数
周边孔：
3~4次（间歇时间6~10小时）
中央孔：
3次（间歇时间6~10小时）
注浆速度
顶底界20~50L/min，其它部位30~70L/min
终灌标准
达到终浆压力并继续注浆10min以上
注：
注浆压力暂按本表中给出的指导值，施工时可根据现场试验情况再作调整。
3.2.4施工工艺
注浆施工工艺流程如图7所示。
（1）测量放样
利用详勘钻孔，根据详勘钻孔平面坐标测放揭露溶（土）洞的详勘钻孔孔位，并以该详勘孔位为基点放样出线路方向线和垂直于线路的方向线，在两个方向线上进行2m或4m孔位布置。
是
否
测量放样
钻孔
安放注浆管
浇注套壳料
第一段注浆达到要求
注第二段
……
所有段达到要求
结束注浆
注浆作业
配置浆液
监控量测
补注
图7注浆施工工艺流程图
（2）钻孔
选用XY-100型钻机，针对较软土层采用合金钻具回转钻进方法成孔，针对硬土层和破碎岩层采用风动潜孔锤冲击钻进。
钻孔过程中采用泥浆循环护壁成孔，成孔后须立即清孔。
（3）泥浆配置
护壁泥浆采用膨润土干粉造浆，配置好的泥浆储存在泥浆罐内。
配置泥浆性能指标如表5所示。
表5泥浆性能指标表
性质
比重
粘度
含砂量
pH
优质泥浆
1.05~1.15
20~25
7~9
（4）安设注浆管
注浆管分为实管和花管两种，为了保证注浆填充质量，在结构底板底至溶（土）洞底下0.5m段下花管，在底板底至地面段下实管。
下管时注浆管底部加下闷盖、下管完成后管口加胶盖；
止浆系统由皮碗式止浆塞、花管、宝塔头和管堵组成，止浆塞必须采用双塞系统，而且一套塞子只能包含一环灌浆孔。
（5）浇注套壳料及止浆段
在孔内用套壳料填充，以防止注浆时返浆；
注浆管顶部加上闷盖，以防止杂物和钻孔过程中的泥浆流入注浆管。
套壳料配比如表4所示。
孔口下1.0m段需施作止浆段封堵，防止注浆时浆液沿管壁上冒，止浆段采用1∶1水泥砂浆封堵密实。
（6）水泥浆浆液配置
根据预配置浆液的体积，按水灰比计算出所需的普通水泥和水的用量；
在搅拌机内加入计算好的用水量（应提前标好画线），边搅拌边加入计算好的水泥用量，搅拌均匀后倒入储浆桶内备用。
（7）灌浆
待套壳料养护2~3d后进行开环。
开环时注水进行试验，以检查注浆管路是否正常和判断地层的吸浆能力等，并防止堵管。
开环时应注意以下情况：
①、套壳未破坏前，泵压随时间而增大，流量则始终为零；
②、套壳破坏后，泵压骤降。
这种情况下，即便开环压力较大，也不会给受灌浆地层带来危害；
③、当继续施加泵压时，流量与压力的关系接近无套壳时地层的吸浆情况，因此在较小的压力下，就能产生较大的注入量。
侧孔注浆采用KBY-50/70型双液注浆泵进行注浆作业，内侧孔采用BW-150型注浆机注浆。
①、注浆方式采取后退式分段注浆工艺，即在注浆带内由孔底自下而上进行注浆，每次注浆段长0.33m，注完第一注浆段后，后退注浆芯管，进行第二注浆段的注浆；
②、在芯管拔出长度大于一节管长时，停注拆取该节芯管及接头，将接头接在未拔出的芯管上继续注浆，以此下去，直至完成注浆带；
③、注浆过程中如需暂停注浆时，必须先将水泥浆管拿出放入清水桶中，并同时将注浆芯管提升0.4m，向孔内注清水后再停止注浆，这样既保持管路畅通，又保证注浆不受注水影响。
④、注浆过程中作好注浆工作记录表，注浆孔的注浆工作情况及注浆工序作业时间。
注浆过程中随时分析和改进注浆作业；
并且认真记录实际孔位、孔深、孔内地下物、涌水等，当与地质报告不符时，应采取补救措施。
（8）注浆顺序
注浆顺序采取由外到内约束-开放型方式，即先注溶、土洞最外侧后注内侧，隔孔交替进行，以控制浆液扩散范围，保证注浆效果。
其中边排孔限制注浆量，中排孔则灌至注浆压力后稳压10min为止。
当孔内注浆量已达到设计值但注浆压力仍无明显上升时，停注单液浆，改注水泥浆+水玻璃双液浆。
（9）施工质量控制措施：
材料要求：
采用强度等级为32.5R硅酸盐水泥，受潮结块不得使用。
水泥等材料的各项技术指标应符合现行国家标准，并应附有出厂合格证和试验报告。
浆体配合比：
浆体应按试验确定的配合比，经计量后搅拌机充分搅拌均匀，并应在注浆过程中不停缓慢搅拌。
注浆速度：
洞体底部和顶部注浆速度宜为20~50L/min，其它位置宜30～70L/min。
分段注浆：
分段注浆间距为0.33m（垂直方向）。
洞底注浆：
应增加注浆量，尽可能使洞体底部形成一个整体。
洞顶注浆：
为保证洞顶板的稳定性，洞顶板附近注浆时应适当增加注浆量。
注浆前应进行有效封孔，保证分段注浆时各段之间不窜浆。
（10）施工注意事项
施工时应采取分序孔的注浆方式，先外围后内部，先下后上的注浆施工方法。
在进行洞底注浆时，土洞底部可能与溶洞相连，易受活动地下水影响，注浆时应注意以下几点：
为了避免活动地下水稀释浆液或将浆液带走，底板注浆时适当掺加水玻璃，控制浆液凝固时间在10～20秒左右。
分次注浆：
为保证浆液不至于跑得太远，应采用间歇定量分次注浆的方法。
注浆施工时，应在每一个溶、土洞洞体地表设置3～5个水准观测点进行监测，注浆前测定初始值，注浆过程中每隔1小时进行一次监测，绝不允许发生地面产生裂缝和抬升超过20mm的情况。
一旦发现有地面产生裂缝和抬升超过20mm的趋势，必须及时调整注浆压力和注浆量。
（11）特殊情况处理
A、灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：
应及早恢复灌浆。
否则应立即冲洗袖阀管，而后恢复灌浆。
若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。
恢复灌浆时，应使用开灌时的水泥浆进行灌注。
如注入率与中断前的相近，即可改用中断前的水泥浆继续灌注；
如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。
恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。
B、灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理：
①低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；
②采取双液注浆；
③灌注稳定浆液或混合浆液。
C灌浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌注。
D灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。
3.3水泥土墩柱地基加固
3.3.1旋喷桩布置、参数及主要工程量
水泥土墩柱平面按纵向（沿线路方向）10m长、20m间距（墩与墩的中心距）布置、平面布置见图8所示、左右线加固剖面见图9、图10所示。
主体基坑分A、B、C、D四种类型共10个土墩柱（编号从01柱至10柱）。
四种类型土墩柱平面布置见图11、图12、图13、图14。
根据地质条件，结合类似工程的施工经验，选用表6所示施工参数，在施工中坚持先试后作的原则，通过试注浆对各项参数进行修正。
主要参考工程量详见表7所示。
表6单管旋喷桩施工参数
项目
参数
桩径
550mm
桩数
4862根
桩间咬合
100mm
提升速度
15-25cm/min
旋喷速度
16-20rpm/min
水泥浆压力
15～20Mpa
水泥浆流量
40～70L/min
水灰比
1.0～1.5
水泥用量
约165Kg/m
水泥
32.5级以上的普通硅酸盐水泥
表7主要工程数量表
柱号
类型
数量（根）
实桩长（m）
实桩总量（m）
空桩长（m）
空桩总量（m）
1#柱
A型
534
6.00
3204
16.41
8762.94
2#柱
B型
460
7.36
3385.6
7548.6
3#柱
5.71
2626.6
4#柱
7.13
3279.8
5#柱
5.85
2691
6#柱
6.61
3040.6
7#柱
6.94
3192.4
8#柱
9.27
4264.2
9#柱
C型
432
4.72
2039.04
7089.12
10#柱
D型
338
2028
5546.58
11#柱
合计
4862
31779.04
79785.42
图8主体基坑水泥土墩柱平面布置图
图9左线土墩柱剖面图
图10右线土墩柱剖面图
图11A型土墩柱平面图
图12B型土墩柱平面图
图13C型土墩柱平面图
图14D型土墩柱平面图
3.3.2施工工艺
单管旋喷桩施工工艺流程见图15所示。
测量放线
钻机就位
旋喷
旋喷结束
移开钻机至下一桩位
管线探测清除杂物
水泥浆液拌制
钻孔
接长钻杆
钻孔结束
过滤
高压泵对浆液加压
高压泵将浆液送往钻机
施工准备
图15单管旋喷桩施工工艺流程图
3.3.3施工工艺说明
（1）测量放线
测量组根据设计尺寸、在现场放样出需施工土墩柱的轴线，在轴线上用竹片标出每根桩的中心位置，现场交底于作业队及生产管理人员。
（2）设备定位
根据施工放线，移动钻机至设计孔位使钻头对准旋喷桩设计中心，并作好试运转，同时挖好排浆沟和废浆池。
（3）射水试验
首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
（4）钻孔
射水试验后，即可开钻，且应跳孔作业，射水压力由0.5MPa增至1.0MPa，目的是减小摩擦阻力，防止喷嘴被堵。
当第一根钻杆钻进后，停止射水。
此时压力下降，接长钻杆，再继续射水、钻进，直到钻至桩底设计标高。
（5）浆液配制
配制浆液与钻孔同时进行。
浆
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