土溶洞區(qū)域CFG施工質(zhì)量控制研究與應(yīng)用

李文行 李信

中煤江南建設(shè)發(fā)展集團有限公司 廣東廣州 510800

巖溶地區(qū)在我國分布較廣。基礎(chǔ)工程以及地基的研究處理在巖溶復(fù)雜的地質(zhì)條件下有著重要作用。在對巖溶地質(zhì)中CFG復(fù)合地基進行深入研究時，重點對其過程進行了控制，對CFG復(fù)合地基自身的工藝以及質(zhì)量也進行了研究。巖溶地質(zhì)對CFG樁的施工質(zhì)量及CFG樁機的安全有著重要影響，如果沒有對巖溶地質(zhì)進行前置處理，就會導(dǎo)致CFG樁機倒塌，對施工人員安全造成威脅。CFG樁復(fù)合地基在巖溶地質(zhì)的優(yōu)越性，可以結(jié)合溶洞和土洞的具體分布，采用灌漿預(yù)處理措施，充分發(fā)揮其在巖溶地質(zhì)條件下的作用[1]。

在土溶洞地層施工CFG樁過程中，CFG樁超灌及斷樁風(fēng)險較高，質(zhì)量風(fēng)險不可控。通過施工前期地基預(yù)處理，減少施工場地內(nèi)土溶洞數(shù)量，改散土溶洞填充情況，以此減少CFG樁施工過程中遇到土溶洞的概率以及超灌量，同時在施工過程中遇到土溶洞時，采取一定的質(zhì)量控制方法保障樁身混凝土的完整性，控制CFG樁成樁質(zhì)量，保障CFG樁復(fù)核地基承載力，降低沉降問題對建筑工程產(chǎn)生影響。所以，施工單位一定要控制好施工的質(zhì)量，確保施工項目的順利進行。

1 工程概況

清遠市清新區(qū)中醫(yī)院及清新區(qū)婦幼保健計劃生育服務(wù)中心建設(shè)工程，項目占地面積58894.81平方米，總投資約5.79億元，總建筑面積約76000平方米，其中，地下面積約23000平方米。主要建設(shè)清新區(qū)中醫(yī)院一棟三層門診樓和一棟八層住院樓；清新區(qū)婦幼保健計劃生育服務(wù)中心一棟四層門診樓和一棟十層住院樓；一棟四層醫(yī)技樓；一棟六層后勤樓；一棟地下兩層地下一層電房。地基采用長螺旋鉆孔壓灌砼樁復(fù)核地基，其中CFG樁徑：500mm，樁長約為18-30m，樁身混凝土強度等級C30。

2 地質(zhì)情況

該項目巖土工程勘察報告顯示，鉆探范圍內(nèi)，場地內(nèi)有10個鉆孔揭露有土洞，見洞率約為9.62%，土洞高度為1.30-6.00m，平均3.59m。處于半充填狀態(tài)，半漏水，充填物為軟流塑狀粘性土，局部處于無充填狀態(tài)，全漏水。上覆土層厚度較大，在震動條件下，可能會產(chǎn)生流變或上部土層坍塌，導(dǎo)致上覆土層下陷，使得地面出現(xiàn)變形甚至塌陷。鉆探范圍內(nèi)，共有47個鉆孔揭露有溶洞，見洞率42.6%，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》表6.6.2，場地巖溶屬強發(fā)育等級，溶洞發(fā)育規(guī)律性差，規(guī)模大小難以確定，且大部分溶洞洞頂厚度較薄，為不穩(wěn)定的巖溶洞隙。揭露多為充填溶洞，充填程度為半充填-全充填，充填物為流塑-軟塑狀粘粒，溶洞漏水。局部溶洞呈串珠狀，間夾薄層灰?guī)r。溶洞在一定條件下可能引發(fā)生地裂和地陷等地質(zhì)災(zāi)害，嚴重威脅工程安全。溶洞高度為0.20-15.30m，平均3.67m[2]。

在此種土溶洞發(fā)育區(qū)域進行CFG樁施工作業(yè)，施工設(shè)備存在傾覆安全風(fēng)險，CFG樁存在超灌及斷樁質(zhì)量風(fēng)險，因此在CFG樁施工前期及過程中皆要采取一定的處理和控制措施，減少隱患，以免出現(xiàn)安全事故，確保施工過程安全，施工質(zhì)量可靠。

3 施工前期質(zhì)量控制措施

針對前文描述的地質(zhì)情況，建議對土溶洞進行灌漿處理，以防止在施工時振動引起上覆土層坍塌，影響施工作業(yè)設(shè)備安全。

主要施工方法及技術(shù)措施：

3.1 土洞和洞高小于3m的溶洞處理方法

采用?50mm袖閥管配合高壓灌注純水泥漿液的處理方法：即用注漿泵將純水泥漿液由鉆孔通過袖閥管直接注入溶洞中，使洞內(nèi)充填物與洞外界質(zhì)固結(jié)成為一個整體。

袖閥管注漿的工序步驟為泥漿護壁成孔、澆注套殼料、下袖閥管以及固管止?jié){和注漿等步驟。

3.2 施工工藝

對溶洞采用?50mm袖閥管配合高壓灌注純水泥漿液處理。

（1）設(shè)計參數(shù)：①鉆孔布置：以超前鉆孔位置為基點，按3×3m方形網(wǎng)格布置查驗孔，往外延伸直至未找到土（溶）洞為止；②孔徑：89mm；③孔深：至溶洞底板；④材料：?50mm袖閥管、水泥漿液（配合比：水泥：水=1：0.5）；⑤注漿設(shè)備：水泥漿輸送泵；⑥注漿壓力：0.6-0.8Mpa（暫定），通過試驗確定；⑦泵送水泥漿液量：以洞體的充填情況確定，以充填密實為原則。

（2）施工質(zhì)量控制措施：每孔的灌注量在0.6-0.8MPa左右的壓力下，注不進為止，并保證地面不產(chǎn)生裂縫和抬升。

3.3 具體的施工方法

3.3.1 測量放樣

測量員通過樁位及溶洞的鉆孔坐標(biāo)來確定溶洞的范圍及中心位置進行標(biāo)記。依據(jù)放樣的數(shù)據(jù)對相關(guān)設(shè)備及材料進行準備，所用的設(shè)備必須有合格證。

3.3.2 布置鉆孔

以樁為基點，利用XY－100型鉆機，φ89mm鉆頭泥漿護壁鉆進。

3.3.3 下袖閥管

袖閥管分花管與實管，根據(jù)注漿段高配備花管，下管時通過清水克服管內(nèi)的浮力，使花管下至溶洞底，溶洞以上至地面為實管，距離地面要有一定距離，盡量使袖管垂直居于孔中心。

3.3.4 固管止?jié){

在袖閥管與孔壁之間的空隙中下入4分鋼管至套殼料（粘土水泥漿，套殼料配合比為水泥1：粘土1.50：水1.88）頂面，從4分鋼管中注入配置好的漿液直到孔口返出，多次回灌可以保證固管止?jié){效果。漿液配合比為水：水泥=1：1.50。

3.3.5 注漿

根據(jù)成孔的先后順序，待套殼料具有一定強度后（一般為3天），將4分帶雙塞的注漿鋼管從袖閥管中下到注漿位置，自下而上分段注漿，分段長0.5-1.0m。注漿順序：由外向內(nèi)推進；注漿速度：注漿速度為20-30L/min。注漿量根據(jù)攪拌桶的面積、壓力表確定。終灌標(biāo)準：保證地面不產(chǎn)生裂縫和隆起，在0.6-0.8MPa的注漿壓力下，泵量＜1-2L/min，穩(wěn)壓15min。

3.3.6 注漿前在地面設(shè)置1-3個沉降觀測點

注漿時觀測控制地面變化。在注漿過程中，應(yīng)觀察相鄰注漿孔的返水、排氣、冒漿情況，若周圍孔有漿液冒出，說明注漿效果好。若周圍注漿孔沒有反應(yīng)，且注漿量過大，特別是在土洞或溶洞底部當(dāng)漿流失過大時，要控制漿液擴散范圍。分序為跳孔注漿，間隔時間為12小時[3]。

作好注漿記錄，包括注漿壓力、注漿量、套管長度等。填寫“注漿記錄表”，并及時報驗。

3.4 洞高大于3m，且無填充的溶洞處理方法

采用?150mm鋼管配合泵送C15素混凝土的處理方法：即用地泵將純C15素混凝土由鉆孔（孔徑180-200mm）通過鋼管直接注入溶洞中，對溶洞進行初步填充后，再采用?50mm袖閥管配合高壓灌注純水泥漿液的處理方法：即用注漿泵將純水泥漿液由鉆孔通過袖閥管直接注入溶洞中，使洞內(nèi)充填物與洞外界質(zhì)固結(jié)成為一個整體。

3.5 其余土溶洞處理方法采用注純水泥漿

4 施工過程質(zhì)量控制措施

場地進行預(yù)處理后，設(shè)備進場施工。對場地內(nèi)有土溶洞揭露的區(qū)域施工時應(yīng)特別注意，施工中泵送混凝土如遇上螺旋鉆桿內(nèi)混凝土面下降過快，則可能是遇到未完全處理的土溶洞，應(yīng)立即降低提鉆速度，保持混凝土連續(xù)泵送，帶鉆桿內(nèi)混凝土面穩(wěn)定后方可繼續(xù)提鉆。

施工過程中，溶洞與土洞沒有出現(xiàn)在部分樁基鉆孔的成孔范圍，通過對混凝土澆筑以及在抗拔樁施工時，混凝土表面會出現(xiàn)上升極緩，泵漿的壓力迅速下降，泥漿面也隨之會出現(xiàn)輕微的下降，由此可知出現(xiàn)了溶洞。

（1）如果在樁深12m范圍之內(nèi)遇到了淺層土洞，設(shè)計的樁長或到了巖面，就可以對土洞的位置進行有效的提升，通過澆筑混凝土填滿土洞。

（2）若樁身的長度達到了設(shè)計的12m時，溶洞或土洞可以通過電流值的變化來判斷，在下層巖面或在樁機24m的施工深度，將樁管直接下沉，通過澆筑混凝土填滿溶洞。

（3）如果遇到溶洞或土洞出現(xiàn)混凝土超灌現(xiàn)象，在超灌一定范圍后立即停止，打樁工程在混凝土凝結(jié)后再進行。

5 結(jié)語

綜上所述，在土溶洞區(qū)域施工CFG樁，前期場地的預(yù)處理是工程質(zhì)量及安全的主要因素。所以，在施工中相關(guān)的施工單位要對摸排場地內(nèi)土溶洞埋深情況進行深入了解，采取相應(yīng)有效的灌漿處理措施，對施工質(zhì)量進行有效的控制，保障CFG樁施工過程的安全和施工質(zhì)量，使其在土溶洞區(qū)域施工中發(fā)揮應(yīng)有的特點，同時保證基礎(chǔ)工程的質(zhì)量，提高工程的整體質(zhì)量，延長建筑工程的使用時間。建筑工程行業(yè)的發(fā)展對社會經(jīng)濟有著重要的作用，對社會的發(fā)展有深遠的影響。