岩溶地区软土地基处理的方法.docVIP

岩溶地区软土地基处理的方法 　　摘要：由于岩溶地区地质复杂，地下水活动强烈，在岩溶发育地段岩面以上常形成局部软塑状土。本文通过结合工程实例进行分析，阐述了化学灌浆原理、施工工艺、施工设计及施工控制，阐述了化学灌浆法施工加固所能达到的预期效果，提出了施工过程中应注意的相关事项及其探讨性建议。 　　 关键词：岩溶地区；地基处理；化学灌浆；施工工艺； 　　 由于岩溶地区地质复杂，地下水活动强烈，其波动对上覆残积土层影响大，因此，在岩溶发育地段岩面以上常形成局部软塑状土，土洞也是岩溶区土层地基中常见的一种岩溶作用的产物。局部软土的存在及土洞的发育塌陷，严重影响地基的稳定性及地基土的均匀性。浅层土洞处理一般采用开挖至土洞顶板灌入砾石、碎石混凝土等方法处理，若土洞埋深较大时，分层压实灌入砾石、碎石施工难度大。 　　1 化学灌浆法原理分析 　　 化学灌浆法是指利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”。灌浆理论主要有渗透灌浆、劈裂灌浆、压密灌浆及电化学灌浆等四类。在岩溶地区软土及土洞中多采用劈裂灌浆。劈裂灌浆是指在压力作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石和土体结构的破坏和扰动，使其沿垂直最小应力的平面上发生劈裂，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙或孔隙，浆液的可灌性和扩散距离增大，而所用的灌浆压力相对较高。其加固目的主要有以下几方面： 　　 (1)增加地基土的不透水性，在一定程度上封堵岩溶水； 　　 (2)浆液灌注土洞中固结，并填充土洞，防止并避免土洞的进一步发展； 　　 (3)提高地基土的承载力，改善软土的工程性质，减少地基的沉降和不均匀沉降。 　　2工程施工加固预期效果 　　 本工程共施工灌浆孔18个，平均引孔长度为8．50m，实际压浆孔段长需以打入出浆管情况综合确定，最终打入134．50m，灌注浆液64．90m3，耗用水泥59t。质量检测在施工结束10天后进行，采取钻孔检查、观测灌注质量及效果，并在灌注目的层作标准贯入检测。由业主指定2个点作标准贯入测试并取心观察，检测结果表明，处理范围内的土洞以被水泥化学浆液固结充填密实。取出岩心多见水泥化学浆液呈树枝状、脉状穿插固结，标准贯入试验6段，锤击数5．0～7．0击。土层承载力标准值140kPa，以满足设计要求。 　　3工程概况 　　 某教工宿舍楼，占地面积约220m，建筑面积约1400m，楼高为6层(底层车库、杂物间)。拟建场地位于岩溶峰丛平原区，根据工程勘察资料，上覆盖第四系厚度4．50～12．00m，其中表层填土厚度为0．50～2．50m，以下为红粘土，其特征为上硬下软，整个场地红粘土以硬塑状、可塑状为主，硬塑状红粘土承载力标准值fak=170kPa，可塑状红粘土承载力为fak=140kPa。在该拟建宿舍北面东、西两个角点勘探孔ZK7、ZK9号发现软塑状红粘土及半充填土洞，ZK7号孔土洞埋深3．20m，高度2．40m，软塑状红粘土埋深7．60m，厚度4．10m，ZK9号孔土洞埋深2．70m，高度7．40m，该洞底板即为灰岩。 　　4工程设计及施工工艺控制 　　 根据对场地岩土工程地质特征及施工条件综合分析，选择压力化学灌浆方法进行加固处理。设计要求处理后的土洞填充密实，承载力标准值达到140kPa。在充分研究拟建场地地基土情况和设计要求的基础上，经过精确设计并确定需要加固处理的软土、土洞范围，根据软土的地基土参数确定灌浆孔间距、灌浆压力、灌浆量等。 　　 在圈定的北面东、西两个角点的独立柱范围内布置灌浆孔，灌浆孔间距为0．97～1．03m，采用距形布置，灌浆深度为埋深在7．60～11．70m之间的软塑状红粘土层，以及埋深2．70～10．10m之间的土洞，处理范围及灌浆孔布置详见图1。 　　 　　 　　 　　 (2)浆液配比：注浆采用425普通硅酸盐水泥，同时掺入水泥用量0．3％的复合型减水早强剂。水：水泥：早强剂 = 1：1．3：0．04。 　　 (3)注浆压力一般与加固土层的深度、土层的密实度、浆液稠度、灌注速度和灌注量等因素有关。若注浆压力偏小，可能达不到对土体产生劈裂、渗透效果，若注浆压力偏大，会产生被加固体不均匀，甚至有可能导致地基结构的破坏。但在保证地层结构安全的情况下，可偏向于较高的注浆压力，这样有利于提高浆液的可灌性，有助于挤出土层和浆液中的多余水分，提高浆液结石的强度。注浆压力根据相同土层注浆施工经验确定，一般情况下，在粘性土中的经验数值为0．2～0．3MPa。在缺乏经验时，也可采用被