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一、工程概况
1工程概况
位于广州市荔湾区西湾路148旧广州水泥厂地块，西临增步河，东靠西湾路，包括11栋（C1～C11）32层住宅楼、1栋（C12）会所，规划总建筑面积约226254㎡，其中地下室建筑面积约51225㎡；地上部分建筑面积约175029㎡。标段一工程包括地下标段界线以南部分、地上C7-C11共5栋住宅及C12栋会所，建筑面积约112843㎡。住宅楼工程基础设计为钻（冲）孔灌注桩基础，桩端持力层为中、微风化岩，在勘察过程中揭露局部区域存在溶洞，属一种不良地质现象，对地基稳定性造成严重的安全隐患，根据业主要求需进行处理。
二、土、溶洞的处理方案
2.1灌注混合砂浆
2.1.1设计参数：
（1）布孔原则：桩周均布3个钻孔,洞体其他空间按孔间距2米呈梅花形布置(见土溶洞分布图)
（2）孔径：91mm；
（3）孔深：至洞体底板50cm；
（4）混合砂浆配合比：
水泥：砂：粘土：水=1：2：0.3：1.1
（5）注砂浆设备：砂浆泵
（6）泵注压力：5MPa左右
（7）注入量：在5MPa左右的压力下，保证地面不产生裂缝和抬升，注不进为止。
2.1.2施工质量控制措施：
（1）混合砂浆严格按配合比经计量后搅拌均匀。
（2）每孔的灌注量在5MPa左右的压力下，注不进为止。
（3）灌注时地面隆起最大量不得超过2cm。
2.1.3施工注意事项：
进行灌注施工时，在每个洞体地表设置水准点进行监测，不允许地面产生裂缝和抬升，一旦发现地面有产生裂缝和抬升现象，及时调整注浆压力和灌注量。
2.2袖阀管注浆
2.2.1注浆工艺
（1）袖阀管注浆法适用于处理全充填或半充填的土（溶）洞、淤泥、淤泥质土、流塑、軟塑或可塑粘性土、粉土、砂土、碎石土等地基。土（溶）洞及高压缩性土体是地基中的软弱地带，其处理的目的是使土（溶）洞的空洞能充填密实，充填物能够固结且具有一定的强度，切断土（溶）洞与地下水的联系，使其不再发展。高压缩性土体处理后要达到中压缩性，即压缩系数a1～2＜0.50MPa-1，使处理体与周边土层的强度具有一定的均匀性，能够协同受力。
（2）袖阀管注浆法其适应性强，能进行定深、定量、分序、分段、间歇、重复注浆，集中了劈裂注浆法、压（挤）密注浆法与渗入注浆法的优点。
（3）袖阀管注浆方案确定后，应结合工程情况进行现场试验、试验性施工或根据工程经验确定施工参数及工艺。
2.2.2设计
（1）袖阀管注浆处理地基的面积，应大于基础或建筑物底层平面的面积。
（2）袖阀管注浆处理地基的深度，应根据建筑场地的土质情况、工程要求等综合因素确定。
（3）袖阀管注浆孔宜采用正方形或梅花形布置，孔间距为1.50~2.50m。
（4）袖阀管注浆的材料为水泥，同时也可加入添加剂如粉煤灰或水玻璃。
（5）袖阀管注浆地基的承载力特征值应通过现场原位测试（如标准贯入试验）确定。初步设计无试验资料时，可按当地经验确定。
（6）袖阀管注浆地基的变形计算，应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的有关规定。
2.2.3施工
袖阀管注浆法使用的注浆工具为“袖阀管”，袖阀管为内径50～60mm、一次性使用的塑料管，由两部分组成，注浆段为带射浆孔的花管，注浆段以上为实管。花管每隔33cm（即每米3组）钻一组（6～8个孔）射浆孔，射浆孔呈梅花形布设，其外为长5～8cm的橡皮袖阀包裹，袖阀管的结构如图1所示。袖阀管注浆法的基本施工工序可分为泥浆护壁成孔、浇注套壳料、下袖阀管及固管止浆、注浆等步骤，如图2所示。
早期强度高。套壳料的耗损、扩散系数取1.3。套壳料浇注方法：将钻杆下到孔底，用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内，直至注浆段高度以上0.2m处为止。
（3）下袖阀管：袖阀管分花管和实管两部分，根据注浆段高配备花管，下管时管内灌入清水克服浮力，使花管下至孔底，占据注浆段（对淤泥质土体要超出顶、底界各0.20m），地质体顶界以上至地面为实管，实管要高出地面一定高度，尽量使袖阀管垂直居于孔中心。
（4）固管止浆：在袖阀管与孔壁之间的空隙中下入½"钢管至套壳料顶面(待加固地质体顶界位置)，从½"钢管中注入配置好的浆液直至孔口返出，孔口浆面下沉后应多次回灌，保证固管止浆效果。浆液配合比为水：水泥=1：1.50。
2.2.4质量检验
（1）袖阀管注浆处理地基的质量，主要应检查施工记录及检测处理深度内的地基土的密实度及压缩性。
（2）抽样检验的数量，不应少于处理数量的1%，且每项单体工程不应少于3点。
（3）袖阀管注浆地基竣工验收时，承载力检验宜采用现场标准贯入试验或抽芯的方法。
2.2.5设计参数：
（1）布孔原则：桩中心布置1个孔后,按1.5米孔距梅花形向四周按均匀布孔；
（2）孔径：91mm；
（3）孔深：至洞体底板；
（4）浆液配合比：水泥：水： =1：1：
（5）注浆设备：袖阀管、BW150泵
（6）泵注压力：0.2~0.6MPa
三、主要施工方法及技术措施
3．1施工程序
本工程总体施工程序如下：
本工程总体施工程序：搭建临设机械设备进场 主要材料进场 土、溶洞成孔、埋管 注浆 自检、封孔、质检场地清理退场。
3．2土、溶洞施工工艺
根据工艺的要求，首长要对R4、R5、R7、R8、R9、R11、R12、R13、R14、R15、T1等半充填或无充填洞体进行灌注混合砂浆的施工，再进行袖阀管注浆加固土（溶）洞顶板与充填物之间的空隙及全充填洞体。
施工工序具体如下：
A、 成孔阶段（1~3步）
1、测量放样
测量员根据甲方提供的待处理土（溶）洞上代表钻孔的轴线位置，和已施工的桩基的桩位，确定土（溶）洞的中心点，作好标记。
2、布置钻孔
以已确定的中心点为基点，根据布孔原则在每个土、溶洞合理布置注浆孔（详见土溶洞分布图，附图），编好孔号，并做标记。
3 、施工钻孔
钻孔采用XY-100型钻机，直径为φ90～130mm钻头泥浆护壁钻进，认真观察钻进过程，作成孔记录（洞体的顶、底界埋深、洞高等），填写“工程钻孔原始记录表”，原始记录要真实、准确。施工时，要弄清楚洞体的发育情况，及洞内的充填情况，为下一步施工提供依据。
B、下管、注浆阶段（4~6步）
4、安装φ60PVC注浆管
5、拌制混合砂浆
搭建砂浆搅拌平台，搅拌混合砂浆。在保证砂浆有一定的强度及和易性，易于泵送的情况下，尽可能降低水泥及其它材料的用量。搅拌时间不少于60秒。
6、注入砂浆
通过砂浆泵将搅拌平台中的混合砂浆经过输送管进入钻孔中。输送泵的油泵压力暂定为5MPa左右。在施工过程中输送距离较远，会引起管道的压力损失，所以输送半径考虑30米，超过距离的及时搬迁搅拌平台。
终灌标准：直至达到设计压力，注不进为止。
灌注结束后，将套管拔出，清除干净，堆整齐，并进行封孔。
C、袖阀注浆阶段(7~9)
袖阀注浆（即双套筒双柱塞注浆）施工工艺是目前一种比较先进的注浆工艺，其适应性强，对砂层、粉土、淤泥层等均能达到较好的注浆加固效果。能进行定深、定量、分序、分段、间歇、重复注浆，集中了劈裂注浆法、压（挤）密注浆法与渗入注浆法的优点。
本施工工艺适用于处理：（1）土（溶）的全充填部分；（2）顶板与充填物之间的空隙。
7、袖阀注浆的成孔
充填砂浆后三天，即进行袖阀注浆的成孔，按照《广东省有色工程勘察设计院桩基超前钻探报告》所确定的土（溶）洞，按布孔原则，在所要处理洞体均匀布置钻孔进行成孔（详见土溶洞分布图，附图一），孔径为φ91，孔深为洞体底界。所有的成孔要作好“工程钻孔原始记录表”一式四份，要准确记录土（溶）洞的顶、底板位置及洞内充填情况，为下袖阀和注浆工作提供依据。
8、下袖阀管
袖阀管分花管和实管两部分，根据注浆高度配备花管，下管时管内灌入清水克服浮力，使花管下到孔底，花管的长度高于洞顶板至少50cm。下管时管与管之间连接必须牢固，袖阀管下底端要套好锥形堵头，上顶端要戴上保护帽。对于袖阀注浆孔，成孔后要及时下袖阀管，下袖阀管时，要浇注套壳料，下袖阀管，再固管止浆。准备在洞顶、底板及未充填密实的部位注浆。具体参数及步骤为：
1）套壳料配合比为（重量比）水泥：粘土：水=1：1.50：1.88。
2）套壳料用量(m3)=2×л×(钻孔半径2-袖阀管半径2)×注浆段高度。
3）套壳料浇注：将钻杆下到孔底，用泥泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内。
4）下袖阀管：花管下至孔底，占据注浆段。洞体顶界以上至地面为实管，实管要高出地面一定长度（一般为0.2~0.3m）。
5）固管止浆：固管止浆液配合比为水：水泥=1：1.50，用量为2倍的钻孔体积。在袖阀管与孔壁之间的空隙中下入4分钢管至花管洞体顶界处(即待加固地质体顶界位置)，从4分钢管中注入配置好的浆液直到孔口返出，孔口浆面下沉后应多次回灌，保证固管止浆效果。
浇注套壳料、下袖阀管及固管止浆要作好记录，填写“袖阀管注浆套壳料浇注及固管止浆记录表”一式四份，并及时报送甲方签字。
9、注浆
根据成孔的先后顺序，待套壳料具有一定强度后（一般为3天），将4分带双塞的注浆钢管从袖阀管中下到注浆位置，自下而上分段注浆，分段长1.0~2.0m。注浆参数及步骤为：
1）浆液配合比暂定为：水泥：水=1：1：，比重为1.50。
2）注浆压力为0.2~0.6MPa，以注浆压力表观测控制。
3）注浆顺序：由外向内推进。
4）注浆速度：洞体底部和顶部注浆速度为15~20L/min，其它位置為20~30L/min。注浆量根据搅拌桶的容积、压力表确定。
5）洞顶、洞底注浆：灌注浆料充填时，在洞顶附近难以充直密实，可能形成空腔，故洞顶后适当增加注浆量。土洞底部可能与溶洞相连，应采用“间歇定量分序注浆法”进行注浆。
6）注浆次数：由于袖阀注浆一次性注浆难以均匀，所以施工时，一般应分2~4次进行，具体次数应根据不同的地质而定。
7）注浆设备：BW-150型注浆泵。
8）设置观测点：注浆前在地面设置沉降观测点，注浆时观测控制地面变化。
9）终灌标准：保证地面不产生裂缝和隆起，在0.6~0.8MPa的注浆压力下，泵量<1~2L/min，稳压15min。
在注浆过程中，应观察相邻注浆孔的排气、返水、冒浆等情况，若周围孔有浆液冒出，应停止灌浆固结。12小时后重新注浆。若周围注浆孔没有反应，且注浆量过大并超过本身的容积时，应采用“间歇定量分序注浆法”进行注浆，以控制浆液流失过大。分序为跳孔注浆，定量为每孔每次5.00m3，间隔时间为12小时。作好注浆原始记录，包括注浆压力、注浆量、水泥用量、等项目，填写“袖阀注浆记录表”一式四份。
设备、材料施工工序 文件资料处理
四、结束语
土（溶）洞处理的目的是使土（溶）洞的空腔能填充密实，充填物能够与浆液固结且具有一定的强度，切断土（溶）洞与地下水的联系，使其不再发展，保证地基有一定的承载力，为后期的桩基施工安全提供保障。
注：文章中涉及的公式和图表请用PDF格式打开
1工程概况
位于广州市荔湾区西湾路148旧广州水泥厂地块，西临增步河，东靠西湾路，包括11栋（C1～C11）32层住宅楼、1栋（C12）会所，规划总建筑面积约226254㎡，其中地下室建筑面积约51225㎡；地上部分建筑面积约175029㎡。标段一工程包括地下标段界线以南部分、地上C7-C11共5栋住宅及C12栋会所，建筑面积约112843㎡。住宅楼工程基础设计为钻（冲）孔灌注桩基础，桩端持力层为中、微风化岩，在勘察过程中揭露局部区域存在溶洞，属一种不良地质现象，对地基稳定性造成严重的安全隐患，根据业主要求需进行处理。
二、土、溶洞的处理方案
2.1灌注混合砂浆
2.1.1设计参数：
（1）布孔原则：桩周均布3个钻孔,洞体其他空间按孔间距2米呈梅花形布置(见土溶洞分布图)
（2）孔径：91mm；
（3）孔深：至洞体底板50cm；
（4）混合砂浆配合比：
水泥：砂：粘土：水=1：2：0.3：1.1
（5）注砂浆设备：砂浆泵
（6）泵注压力：5MPa左右
（7）注入量：在5MPa左右的压力下，保证地面不产生裂缝和抬升，注不进为止。
2.1.2施工质量控制措施：
（1）混合砂浆严格按配合比经计量后搅拌均匀。
（2）每孔的灌注量在5MPa左右的压力下，注不进为止。
（3）灌注时地面隆起最大量不得超过2cm。
2.1.3施工注意事项：
进行灌注施工时，在每个洞体地表设置水准点进行监测，不允许地面产生裂缝和抬升，一旦发现地面有产生裂缝和抬升现象，及时调整注浆压力和灌注量。
2.2袖阀管注浆
2.2.1注浆工艺
（1）袖阀管注浆法适用于处理全充填或半充填的土（溶）洞、淤泥、淤泥质土、流塑、軟塑或可塑粘性土、粉土、砂土、碎石土等地基。土（溶）洞及高压缩性土体是地基中的软弱地带，其处理的目的是使土（溶）洞的空洞能充填密实，充填物能够固结且具有一定的强度，切断土（溶）洞与地下水的联系，使其不再发展。高压缩性土体处理后要达到中压缩性，即压缩系数a1～2＜0.50MPa-1，使处理体与周边土层的强度具有一定的均匀性，能够协同受力。
（2）袖阀管注浆法其适应性强，能进行定深、定量、分序、分段、间歇、重复注浆，集中了劈裂注浆法、压（挤）密注浆法与渗入注浆法的优点。
（3）袖阀管注浆方案确定后，应结合工程情况进行现场试验、试验性施工或根据工程经验确定施工参数及工艺。
2.2.2设计
（1）袖阀管注浆处理地基的面积，应大于基础或建筑物底层平面的面积。
（2）袖阀管注浆处理地基的深度，应根据建筑场地的土质情况、工程要求等综合因素确定。
（3）袖阀管注浆孔宜采用正方形或梅花形布置，孔间距为1.50~2.50m。
（4）袖阀管注浆的材料为水泥，同时也可加入添加剂如粉煤灰或水玻璃。
（5）袖阀管注浆地基的承载力特征值应通过现场原位测试（如标准贯入试验）确定。初步设计无试验资料时，可按当地经验确定。
（6）袖阀管注浆地基的变形计算，应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的有关规定。
2.2.3施工
袖阀管注浆法使用的注浆工具为“袖阀管”，袖阀管为内径50～60mm、一次性使用的塑料管，由两部分组成，注浆段为带射浆孔的花管，注浆段以上为实管。花管每隔33cm（即每米3组）钻一组（6～8个孔）射浆孔，射浆孔呈梅花形布设，其外为长5～8cm的橡皮袖阀包裹，袖阀管的结构如图1所示。袖阀管注浆法的基本施工工序可分为泥浆护壁成孔、浇注套壳料、下袖阀管及固管止浆、注浆等步骤，如图2所示。
早期强度高。套壳料的耗损、扩散系数取1.3。套壳料浇注方法：将钻杆下到孔底，用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内，直至注浆段高度以上0.2m处为止。
（3）下袖阀管：袖阀管分花管和实管两部分，根据注浆段高配备花管，下管时管内灌入清水克服浮力，使花管下至孔底，占据注浆段（对淤泥质土体要超出顶、底界各0.20m），地质体顶界以上至地面为实管，实管要高出地面一定高度，尽量使袖阀管垂直居于孔中心。
（4）固管止浆：在袖阀管与孔壁之间的空隙中下入½"钢管至套壳料顶面(待加固地质体顶界位置)，从½"钢管中注入配置好的浆液直至孔口返出，孔口浆面下沉后应多次回灌，保证固管止浆效果。浆液配合比为水：水泥=1：1.50。
2.2.4质量检验
（1）袖阀管注浆处理地基的质量，主要应检查施工记录及检测处理深度内的地基土的密实度及压缩性。
（2）抽样检验的数量，不应少于处理数量的1%，且每项单体工程不应少于3点。
（3）袖阀管注浆地基竣工验收时，承载力检验宜采用现场标准贯入试验或抽芯的方法。
2.2.5设计参数：
（1）布孔原则：桩中心布置1个孔后,按1.5米孔距梅花形向四周按均匀布孔；
（2）孔径：91mm；
（3）孔深：至洞体底板；
（4）浆液配合比：水泥：水： =1：1：
（5）注浆设备：袖阀管、BW150泵
（6）泵注压力：0.2~0.6MPa
三、主要施工方法及技术措施
3．1施工程序
本工程总体施工程序如下：
本工程总体施工程序：搭建临设机械设备进场 主要材料进场 土、溶洞成孔、埋管 注浆 自检、封孔、质检场地清理退场。
3．2土、溶洞施工工艺
根据工艺的要求，首长要对R4、R5、R7、R8、R9、R11、R12、R13、R14、R15、T1等半充填或无充填洞体进行灌注混合砂浆的施工，再进行袖阀管注浆加固土（溶）洞顶板与充填物之间的空隙及全充填洞体。
施工工序具体如下：
A、 成孔阶段（1~3步）
1、测量放样
测量员根据甲方提供的待处理土（溶）洞上代表钻孔的轴线位置，和已施工的桩基的桩位，确定土（溶）洞的中心点，作好标记。
2、布置钻孔
以已确定的中心点为基点，根据布孔原则在每个土、溶洞合理布置注浆孔（详见土溶洞分布图，附图），编好孔号，并做标记。
3 、施工钻孔
钻孔采用XY-100型钻机，直径为φ90～130mm钻头泥浆护壁钻进，认真观察钻进过程，作成孔记录（洞体的顶、底界埋深、洞高等），填写“工程钻孔原始记录表”，原始记录要真实、准确。施工时，要弄清楚洞体的发育情况，及洞内的充填情况，为下一步施工提供依据。
B、下管、注浆阶段（4~6步）
4、安装φ60PVC注浆管
5、拌制混合砂浆
搭建砂浆搅拌平台，搅拌混合砂浆。在保证砂浆有一定的强度及和易性，易于泵送的情况下，尽可能降低水泥及其它材料的用量。搅拌时间不少于60秒。
6、注入砂浆
通过砂浆泵将搅拌平台中的混合砂浆经过输送管进入钻孔中。输送泵的油泵压力暂定为5MPa左右。在施工过程中输送距离较远，会引起管道的压力损失，所以输送半径考虑30米，超过距离的及时搬迁搅拌平台。
终灌标准：直至达到设计压力，注不进为止。
灌注结束后，将套管拔出，清除干净，堆整齐，并进行封孔。
C、袖阀注浆阶段(7~9)
袖阀注浆（即双套筒双柱塞注浆）施工工艺是目前一种比较先进的注浆工艺，其适应性强，对砂层、粉土、淤泥层等均能达到较好的注浆加固效果。能进行定深、定量、分序、分段、间歇、重复注浆，集中了劈裂注浆法、压（挤）密注浆法与渗入注浆法的优点。
本施工工艺适用于处理：（1）土（溶）的全充填部分；（2）顶板与充填物之间的空隙。
7、袖阀注浆的成孔
充填砂浆后三天，即进行袖阀注浆的成孔，按照《广东省有色工程勘察设计院桩基超前钻探报告》所确定的土（溶）洞，按布孔原则，在所要处理洞体均匀布置钻孔进行成孔（详见土溶洞分布图，附图一），孔径为φ91，孔深为洞体底界。所有的成孔要作好“工程钻孔原始记录表”一式四份，要准确记录土（溶）洞的顶、底板位置及洞内充填情况，为下袖阀和注浆工作提供依据。
8、下袖阀管
袖阀管分花管和实管两部分，根据注浆高度配备花管，下管时管内灌入清水克服浮力，使花管下到孔底，花管的长度高于洞顶板至少50cm。下管时管与管之间连接必须牢固，袖阀管下底端要套好锥形堵头，上顶端要戴上保护帽。对于袖阀注浆孔，成孔后要及时下袖阀管，下袖阀管时，要浇注套壳料，下袖阀管，再固管止浆。准备在洞顶、底板及未充填密实的部位注浆。具体参数及步骤为：
1）套壳料配合比为（重量比）水泥：粘土：水=1：1.50：1.88。
2）套壳料用量(m3)=2×л×(钻孔半径2-袖阀管半径2)×注浆段高度。
3）套壳料浇注：将钻杆下到孔底，用泥泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内。
4）下袖阀管：花管下至孔底，占据注浆段。洞体顶界以上至地面为实管，实管要高出地面一定长度（一般为0.2~0.3m）。
5）固管止浆：固管止浆液配合比为水：水泥=1：1.50，用量为2倍的钻孔体积。在袖阀管与孔壁之间的空隙中下入4分钢管至花管洞体顶界处(即待加固地质体顶界位置)，从4分钢管中注入配置好的浆液直到孔口返出，孔口浆面下沉后应多次回灌，保证固管止浆效果。
浇注套壳料、下袖阀管及固管止浆要作好记录，填写“袖阀管注浆套壳料浇注及固管止浆记录表”一式四份，并及时报送甲方签字。
9、注浆
根据成孔的先后顺序，待套壳料具有一定强度后（一般为3天），将4分带双塞的注浆钢管从袖阀管中下到注浆位置，自下而上分段注浆，分段长1.0~2.0m。注浆参数及步骤为：
1）浆液配合比暂定为：水泥：水=1：1：，比重为1.50。
2）注浆压力为0.2~0.6MPa，以注浆压力表观测控制。
3）注浆顺序：由外向内推进。
4）注浆速度：洞体底部和顶部注浆速度为15~20L/min，其它位置為20~30L/min。注浆量根据搅拌桶的容积、压力表确定。
5）洞顶、洞底注浆：灌注浆料充填时，在洞顶附近难以充直密实，可能形成空腔，故洞顶后适当增加注浆量。土洞底部可能与溶洞相连，应采用“间歇定量分序注浆法”进行注浆。
6）注浆次数：由于袖阀注浆一次性注浆难以均匀，所以施工时，一般应分2~4次进行，具体次数应根据不同的地质而定。
7）注浆设备：BW-150型注浆泵。
8）设置观测点：注浆前在地面设置沉降观测点，注浆时观测控制地面变化。
9）终灌标准：保证地面不产生裂缝和隆起，在0.6~0.8MPa的注浆压力下，泵量<1~2L/min，稳压15min。
在注浆过程中，应观察相邻注浆孔的排气、返水、冒浆等情况，若周围孔有浆液冒出，应停止灌浆固结。12小时后重新注浆。若周围注浆孔没有反应，且注浆量过大并超过本身的容积时，应采用“间歇定量分序注浆法”进行注浆，以控制浆液流失过大。分序为跳孔注浆，定量为每孔每次5.00m3，间隔时间为12小时。作好注浆原始记录，包括注浆压力、注浆量、水泥用量、等项目，填写“袖阀注浆记录表”一式四份。
设备、材料施工工序 文件资料处理
四、结束语
土（溶）洞处理的目的是使土（溶）洞的空腔能填充密实，充填物能够与浆液固结且具有一定的强度，切断土（溶）洞与地下水的联系，使其不再发展，保证地基有一定的承载力，为后期的桩基施工安全提供保障。
注：文章中涉及的公式和图表请用PDF格式打开