摘要：灌漿壓力、漿液的擴(kuò)散半徑、灌漿時(shí)間等技術(shù)參數(shù)的合理確定對(duì)灌漿處理取得良好的效果具有重要作用。充填灌漿是巖溶區(qū)地基處理中一種常用的有效方法，本文就其中的幾個(gè)難題進(jìn)行了探討。
　　關(guān)鍵詞：灌漿；淺層巖溶；處理
　　引言
　　巖溶區(qū)存在溶洞，將嚴(yán)重影響建筑地基的穩(wěn)定性，降低地基的承載力，加大地基的沉降變形。對(duì)存在的溶洞進(jìn)行地基處理，可避免其對(duì)建筑地基造成的不利影響。
　　1淺層巖溶的分類判斷
　　根據(jù)鉆孔所取得的巖芯資料，以及詳盡的鉆孔記錄，并根據(jù)鉆孔沖洗、壓水或注水試驗(yàn)成果，進(jìn)行綜合分析，可對(duì)巖溶發(fā)育情況有個(gè)基本明確的了解。
　　A.巖芯破碎，采取率低，有明顯的溶蝕痕跡，漏水流量大于1000L/min或透水率大于100Lu的孔段，且壓水或注水過(guò)程中，孔內(nèi)水位沒(méi)有明顯變化，則該位置可能有大于8m3的具有較好連通性的巖溶洞穴。
　　B.巖芯破碎，采取率低，有明顯的溶蝕痕跡，漏水流量200-1000L/min或透水率值達(dá)20-100Lu，且壓水或注水過(guò)程中，孔內(nèi)水位沒(méi)有明顯變化，則該位置可能有大于2-8m3的具有一定連通性的巖溶空洞。
　　C.巖芯完整性差，有溶蝕痕跡，漏水流量20-200L/min或透水率值達(dá)5-20Lu-且壓水或注水過(guò)程中，孔內(nèi)水位根據(jù)漏水流量的變化而有明顯變化，則該位置有大于0.5-2m3的可能具有連通性的巖溶孔穴。
　　D.巖芯較完整，有溶蝕痕跡，但漏水流量小于20L/min，或透水率值小于5lu，且壓水或注水過(guò)程中，孔內(nèi)水位有明顯充滿跡象，則該位置可能為巖溶孤立孔穴發(fā)育地段。
　　E.巖芯完整，沒(méi)有溶蝕痕跡，漏水流量小于20L/min，或透水率值小于5lu，且壓水或注水過(guò)程中，孔內(nèi)水位有明顯變化，則該位置可能為巖溶不發(fā)育地段。
　　2某工廠淺層巖溶地基處理
　　2.1巖溶地基處理的一般原則
　　(1)對(duì)洞口較小的洞隙，宜采用鑲補(bǔ)、嵌塞與跨蓋等方法處理;
　　(2)對(duì)洞口較大的洞隙，宜采用梁、板和拱等結(jié)構(gòu)跨越。跨越結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠的支承面。梁式結(jié)構(gòu)在巖石上的支承長(zhǎng)度應(yīng)大于I.5倍，也可采用漿砌塊石等堵塞措施;
　　(3)對(duì)于圍巖不穩(wěn)定、風(fēng)化裂隙破碎的巖體，可采用灌漿加固和清爆填塞等措施;
　　(4)對(duì)規(guī)模較大的洞隙，可采用洞底支撐或調(diào)整柱距等方法處理。
　　2.2淺層巖溶充填灌漿處理
　　對(duì)地基穩(wěn)定性有影響的巖溶洞隙，應(yīng)根據(jù)其位置、大小、埋深、圍巖穩(wěn)定性和水文地質(zhì)條件綜合分析，因地制宜采取處理措施，采取充填灌漿處理措施，既經(jīng)濟(jì)又具有顯著的加固效果。
　　2.2.1充填灌漿壓力
　　對(duì)巖溶地基進(jìn)行充填灌漿，就是在壓力的作用下，使?jié){液充填空洞或洞隙，并要求漿液不擾動(dòng)破壞周?chē)�地基巖、土的結(jié)構(gòu)。漿液的擴(kuò)散能力與灌漿壓力大小密切相關(guān)，灌漿壓力提高，可增大漿液擴(kuò)散半徑，增加可灌性。但是，灌漿壓力太大，將有可能導(dǎo)致溶洞周?chē)�地基巖、土結(jié)構(gòu)的破壞，降低承載力;若灌漿壓力太小，又不能灌滿溶洞或洞隙，因此，進(jìn)行充填灌漿，必須選擇一個(gè)合適的灌漿壓力范圍。
　　為了從理論上確定灌漿壓力，我們假定充填灌漿符合球形擴(kuò)散理論，并假定①被灌物為均質(zhì)和各向同性;②漿液為牛頓體;③漿液從灌漿管底端注入地基內(nèi);④漿液在地層中呈球形擴(kuò)散，如圖1。
　　
　　圖1:灌漿管底端的注漿球形擴(kuò)散
　　
　　根據(jù)達(dá)西定律:
　　
　　
　　將上式在灌漿管口和任意半徑球面之間積分，整理后得:
　　
　　式中：q一注漿量(cm3/s);
　　K;一漿液在地層中的滲透系數(shù)(cm/s)，Kx=K/-3;
　　K一溶洞中充填物的滲透系數(shù)(cm/s):
　　β一漿液粘度對(duì)水的粘度比;
　　A一漿液滲透面積(cmZ);
　　r一漿液的擴(kuò)散半徑(cm);
　　ro一灌漿管半徑(cm);
　　ho一漿液壓力，厘米水頭;
　　h一注漿點(diǎn)處漿液的壓力，厘米水頭。
　　當(dāng)在溶洞周邊處(r=r1，r1為溶洞半徑)，令壓力水頭h=0，計(jì)算得到的h0min就是在灌漿過(guò)程中，漿液剛好充滿整個(gè)溶洞所需的最小壓力水頭(cm)。
　　即
　　最大灌漿壓力應(yīng)是不引起溶洞周?chē)鷰r石和土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動(dòng)，在灌漿過(guò)程中，若灌漿壓力過(guò)大，將有可能造成溶洞周?chē)�土體上抬，影響地基穩(wěn)定。
　　2.2.2漿液擴(kuò)散半徑
　　漿液擴(kuò)散半徑:是一個(gè)重要參數(shù)，它對(duì)灌漿工程量及造價(jià)具有重要的影響。
　　由公式2可得漿液擴(kuò)散半徑理論值:
　　
　　由于地基多數(shù)是不均勻的，尤其是在深度方向上，不論是理論計(jì)算或現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)都難求得整個(gè)地層具有代表性的;值，實(shí)際工程中又往往只能是采用均勻布孔的方法，為此，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
　　(1)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，要選擇不同特點(diǎn)的地基，用不同的灌漿方法，以求得不同條件下的漿液的r值:
　　(2)所謂擴(kuò)散半徑并非是最遠(yuǎn)距離，而是能符合設(shè)計(jì)要求的擴(kuò)散距離;
　　(3)在確定擴(kuò)散半徑時(shí)，要選擇多數(shù)條件下可達(dá)到的數(shù)值，而不是取平均值;
　　(4)當(dāng)有些地層因滲透性較小而不能達(dá)到;值時(shí)，可提高灌漿壓力或漿液的流動(dòng)性，必要時(shí)還可在局部地區(qū)增加鉆孔以縮小孔距。
　　2.2.3處理措施
　　(1)純水泥灌漿
　　①對(duì)于上述E類地層，采用純水泥漿材進(jìn)行灌漿處理;
　　②一般情況下采用自上而下孔口封閉純壓式灌漿法;
　　③水泥標(biāo)號(hào)32.5R，所用水泥從正規(guī)廠家采購(gòu)，各項(xiàng)指標(biāo)符合施工水泥技術(shù)要求，現(xiàn)場(chǎng)存放需保證其不受潮;
　　④水灰比0.5:l一0.7:1;
　　⑤水泥漿液必須經(jīng)專用攪拌機(jī)攪拌4min以上，方可使用;
　　⑥射漿管距孔底不得大于0.5m;
　　⑦灌漿段長(zhǎng)一般為5.0m。每孔分三段進(jìn)行灌漿;
　　⑧自上而下每段的灌漿最大壓力為0.6,1.0.1.4MPa。灌漿時(shí)應(yīng)盡快達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，但注入率較大時(shí)應(yīng)分級(jí)升壓;
　　⑨當(dāng)注入量小于2L/min時(shí)，延長(zhǎng)灌漿l0min結(jié)束;
　　⑩灌漿過(guò)程中，灌漿壓力或注入率突然改變較大時(shí)，應(yīng)立即查明原因，采取相應(yīng)的措施處理;第一、二段灌漿結(jié)束后，各需待凝3h后加深鉆灌。
　　(2)模袋灌漿
　　①對(duì)于上述有地下水的A,B類地層，采用先模袋水泥灌漿后常規(guī)水泥灌漿的灌漿方法處理;
　　②一般情況下采用自下而上孔口封閉純壓式灌漿法;
　　③灌漿模袋為基本材料由尼龍、聚酷、聚丙烯采用特殊工藝紡織而成，織物強(qiáng)度彈性極高。在灌漿壓力的作用下，水泥漿中的水分可以由袋中析出，而水泥不能外漏，這樣可以降低水灰比，提高固結(jié)強(qiáng)度，縮短固結(jié)時(shí)間。水泥在模袋中固化凝結(jié)，在水下具有不分散性，當(dāng)?shù)叵滤�流速較大時(shí)，不會(huì)被沖失。并且模袋在壓力下膨脹，適應(yīng)不同的形狀，有利于堵住各種形狀的溶洞;
　　④模袋灌注水泥漿液，為提高漿液的和易性，摻10-15%的膨潤(rùn)土。水灰比0.5一0.7:1;
　　⑤灌漿采用無(wú)壓灌注，至不進(jìn)漿止;
　　⑥水泥標(biāo)號(hào)32.5R，所用水泥從正規(guī)廠家采購(gòu)，各項(xiàng)指標(biāo)符合施工水泥技術(shù)要求，現(xiàn)場(chǎng)存放需保證其不受潮;
　　⑦水泥漿液必須經(jīng)專用攪拌機(jī)攪拌l0min以上，方可使用;
　　⑧灌漿結(jié)束后封孔待凝3--7天。然后重新開(kāi)孔自下而上進(jìn)行常規(guī)純水泥灌漿，三段灌漿壓力分別采用1.4,1.0,0.6Mpa。
　　(3)水泥砂漿灌漿
　　①對(duì)于上述C,D類地層，先采用水泥砂漿(摻10-15%膨潤(rùn)土和4-6%水玻璃)灌漿后常規(guī)純水泥漿混合灌漿法進(jìn)行灌漿處理。
　　②一般情況下采用自上而下孔口封閉純壓式灌漿法。
　　③水泥(含膨潤(rùn)土):砂:水==1:1:0.5，砂比例為粗砂:中砂:細(xì)砂==l:l:l。
　　④灌漿段長(zhǎng)一般為5.0m。每孔分三段進(jìn)行灌漿。
　　⑤自上而下每段的灌漿最大壓力為0.6,1.0,1.4MPa。灌漿時(shí)應(yīng)盡量達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，但注入率較大時(shí)應(yīng)分級(jí)升壓。
　　⑥當(dāng)注入量小于2L/min時(shí)，延長(zhǎng)灌漿l0min結(jié)束。
　　⑦灌漿結(jié)束后封孔待凝12h。然后重新開(kāi)孔進(jìn)行純水泥灌漿。
　　(4)封孔灌漿
　　按照灌漿標(biāo)準(zhǔn)灌漿結(jié)束后，將射漿管起出，進(jìn)行封孔。封孔采用1:1:0.5水泥砂漿，0.5MPa封孔灌漿壓力，注入率小于1L/min后l0min結(jié)束。
　　2.2.4施工過(guò)程中發(fā)生的主要異常情況及處理
　　本工程巖溶地基處理是在基巖爆破后的巖面上進(jìn)行鉆孔灌漿施工，因基巖爆破后，巖體表層破碎，另外由于地下溶洞的連通，基坑面較低，地下水具有水頭壓力，而使得多處出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。針對(duì)這種情況，一方面，可通過(guò)基坑鋪設(shè)砂石墊層進(jìn)行集中降水處理，;另一方面，針對(duì)灌漿過(guò)程中出現(xiàn)串漿、漏漿、冒漿的情況，采取低壓、限流、加大摻入水玻璃比例等綜合方法處理，得到較好的處理效果。灌漿過(guò)程中出現(xiàn)串孔后，采用橡塞封堵串漿孔，繼續(xù)正常灌漿。灌漿結(jié)束8h后，對(duì)串漿孔進(jìn)行掃孔后灌漿。
　　工程場(chǎng)地地表溶溝溶槽發(fā)育，溶溝內(nèi)充填有較厚泥層，鉆孔容易塌孔，鉆孔施工時(shí)采用套管跟管鉆進(jìn)，確保孔壁完整，有利于灌漿施工，有效解決了土層無(wú)法卡塞灌漿的問(wèn)題。
　　巖溶勘察及清基工作發(fā)現(xiàn)，冷卻塔局部地段發(fā)現(xiàn)有集中涌水，涌水量較大，且鉆孔勘察發(fā)現(xiàn)在該地段發(fā)育有較大的溶洞及破碎帶，灌漿過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)附近灌漿孔灌入的水泥漿液從涌水處冒出，說(shuō)明地下巖溶相通，巖溶灌漿處理難度較大。針對(duì)上述區(qū)域可采取如下措施:
　　(1)鉆孔電視，在鉆孔時(shí)發(fā)現(xiàn)有明顯溶洞跡象，下入小口徑(70mm)彩色水下鉆孔電視，了解巖溶發(fā)育情況，為下一步采取正確措施提供依據(jù)。
　　(2)對(duì)于該地下水活躍的區(qū)域，首先挖清地表土與淤泥，在巖溶地下水出地表處下埋管道，把涌出的地下水引至臨時(shí)蓄水處，對(duì)涌水較弱的區(qū)域，采取模袋水泥封堵，在引堵結(jié)合的措施下，成功地將地下水暫時(shí)止住，然后澆筑地表混凝土墊層。
　　(3)待地表混凝土達(dá)到凝固強(qiáng)度后，實(shí)施鉆孔，其中孔位采取梅花樁布置方案，鉆孔時(shí)，待第一個(gè)孔鉆畢，馬上灌漿，在灌漿過(guò)程，鉆機(jī)停鉆，以防在灌漿時(shí)發(fā)生冒漿現(xiàn)象，在灌漿過(guò)程中，注入漿率大于30L/min時(shí)，在水泥漿或水泥砂漿中摻加一定比例(2-3.5%)的水玻璃，調(diào)整漿液的凝固時(shí)間和和易性，以提高在動(dòng)水條件下的灌注效果。在一個(gè)孔灌完后，再隔孔鉆孔，以防前面灌注的漿液串孔，通過(guò)各序孔逐步加密的灌注處理，終于將地下巖溶通道完全封堵住。
　　(4)遇到大溶洞、吸漿量、地表冒漿嚴(yán)重地段，施工過(guò)程中采用低壓、限流及間歇灌漿和灌注粗顆粒材料等措施施工，取得明顯的灌漿效果。
　　通過(guò)以上的措施，灌漿結(jié)束后，地表冒水現(xiàn)象得到有效的封堵，14天后通過(guò)檢查孔的鉆取巖芯觀察，巖溶地基灌漿處理效果理想。
　　結(jié)束語(yǔ)
　　在灌漿處理過(guò)程中，針對(duì)具體的巖溶發(fā)育情況，分別采取純水泥灌漿、水泥砂漿灌漿及模袋灌漿，在施工過(guò)程中，遇到異常情況，如大量涌水等情況，更要針對(duì)具體情況采取合適的處理措施，才能取得理想的處理效果。
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