岩溶整治施工方案.doc

岩溶地区地基处理及整治施工方案
一、工程概况
1.1 项目背景
本工程位于云贵高原东部岩溶发育区，场地占地面积约28600㎡，拟建建筑物为框架结构商业综合体，地下2层，地上12层，基础形式采用桩筏基础。根据地质勘察报告，场地内分布有溶洞、溶沟、溶槽等岩溶形态，其中钻孔揭示溶洞最大高度达8.6m，最小高度0.3m，溶洞充填率约62%，主要充填物为粉质黏土及碎石。场地地下水主要为岩溶裂隙水，水位埋深3.5-6.8m，对混凝土结构具弱腐蚀性。
1.2 主要工程量
整治类型
单位
工程量
处理方式
小型溶洞（h≤2m）
个
136
注浆填充
中型溶洞（2m<h≤5m）
个
42
钢花管注浆+碎石填充
大型溶洞（h>5m）
个
8
桩基穿越+溶洞填充
溶沟溶槽
m²
520
换填碾压处理
土洞
个
19
注浆加固
1.3 地质勘察成果
场地共完成勘察钻孔218个，其中遇洞钻孔89个，溶洞发育密度3.1个/100㎡。场地土层分布自上而下依次为：①素填土（厚0.5-1.2m）、②红黏土（厚2.3-5.7m，硬塑状态）、③石灰岩（中风化，岩芯采取率75-85%）。场地地震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值0.05g。
二、施工总体部署
2.1 施工分区
根据岩溶发育程度将场地划分为三个施工区：
· Ⅰ区（强发育区）：位于场地西北部，溶洞密集分布区，采用"先注浆加固、后桩基施工"的流程
· Ⅱ区（中等发育区）：位于场地中部，采用"注浆+换填"的综合处理方案
· Ⅲ区（弱发育区）：位于场地东南部，以小型溶洞为主，采用常规注浆处理
2.2 施工顺序
1. 施工准备阶段：场地平整→测量放线→施工便道修建→临时排水系统设置
2. 预处理阶段：地表清表→截排水系统施工→探孔施工
3. 主体施工阶段：分区进行溶洞处理（先深后浅、先大后小）
4. 验收阶段：施工质量检测→效果评价→后续工程衔接
2.3 施工平面布置
施工场地设置3个材料堆放区（水泥库、砂石料场、钢材堆放区），2个注浆站（配备JS500型搅拌机2台），1个机械设备停放区。施工便道宽4.5m，采用200mm厚C20混凝土硬化。临时排水系统采用砖砌排水沟（300×400mm）+集水井（1000×1000×1500mm）组合系统，配备Φ150mm污水泵4台。
三、施工准备
3.1 技术准备
· 组织技术人员熟悉勘察报告，编制专项施工方案并组织专家论证
· 进行图纸会审，明确溶洞处理范围、技术参数及质量标准
· 编制详细的作业指导书，对施工人员进行技术交底和安全培训
· 建立测量控制网，布设3个永久水准点和6个平面控制点
3.2 材料准备
材料名称
规格型号
技术指标
检验要求
P.O42.5水泥
袋装
初凝≥45min，终凝≤600min
每200t检测1次
碎石
5-31.5mm连续级配
含泥量≤1%，压碎值≤20%
每500m³检测1次
钢花管
Φ108×6mm
屈服强度≥345MPa
每批进场检验
水玻璃
模数2.4-3.0
波美度38-42°Be'
进场检验
粉煤灰
Ⅱ级
细度≤25%，烧失量≤8%
每200t检测1次
3.3 机械设备配置
· 注浆设备：ZJB-6型注浆泵3台（工作压力0-10MPa）、UB8.0型灰浆搅拌机2台
· 钻孔设备：XY-100型地质钻机6台、潜孔钻机2台
· 起重设备：25t汽车吊1台、5t叉车1台
· 检测设备：超声波检测仪1台、地质雷达1台、全站仪1套
· 其他设备：Φ50mm注浆管500m、注浆记录仪2台、泥浆比重计4套
三、主要施工方法
3.1 小型溶洞注浆处理
3.1.1 施工工艺流程
定位放线→钻孔施工→清孔验孔→注浆管安装→浆液制备→注浆施工→压力控制→封孔处理
3.1.2 关键技术参数
· 钻孔直径：Φ110mm，孔深进入溶洞底板以下1.5m
· 注浆管配置：Φ50mm钢塑复合管，底部2m范围设置Φ8mm注浆孔，梅花形布置
· 浆液配比：水泥:粉煤灰:水=1:0.3:0.55（重量比），掺加3%水玻璃（占水泥重量）
· 注浆压力：0.3-0.6MPa，稳压时间≥5min
· 注浆结束标准：注浆压力达到设计值且进浆量≤5L/min，持续30min
3.1.3 施工要点
1. 钻孔采用干钻法施工，避免泥浆污染溶洞充填物
2. 注浆管安装前应进行试水试验，确保管路畅通
3. 浆液搅拌时间≥3min，采用二次搅拌工艺确保均匀性
4. 注浆顺序采用"先周边后中间、跳孔施工"的原则
5. 对串浆孔采用间隔注浆或堵塞处理，待相邻孔注浆完成后再进行补注
3.2 中型溶洞处理（钢花管注浆+碎石填充）
3.2.1 施工工艺流程
测量定位→钢花管施工→碎石填充→注浆加固→质量检测
3.2.2 钢花管施工
1. 采用Φ108mm钢花管，长度为溶洞高度+3m（底部进入基岩1.5m，顶部伸出地面0.5m）
2. 钢花管布设按梅花形布置，间距1.5m，管底设置60°锥形导向头
3. 采用地质钻机带动钢花管跟进钻进，钻进速度控制在0.5-1m/min
4. 钢花管管壁设置Φ12mm注浆孔，孔距20cm，梅花形布置，孔口2m范围内不设孔
3.2.3 碎石填充施工
1. 填充碎石粒径5-31.5mm，含泥量≤1%
2. 采用人工配合机械分层抛填，每层厚度50cm，采用振捣棒振捣密实
3. 碎石填充至距离溶洞顶板1.5m处，预留注浆加固空间
4. 填充过程中采用竹竿探测密实度，确保无空洞、架空现象
3.2.4 复合注浆工艺
1. 采用"先下后上、分段注浆"方式，每段注浆长度2m
2. 注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆，初凝时间控制在30-60s
3. 注浆压力：底部段0.8-1.0MPa，中部段0.6-0.8MPa，顶部段0.4-0.6MPa
4. 注浆结束后采用M30水泥砂浆封孔，封孔深度≥1.5m
3.3 大型溶洞处理（桩基穿越+溶洞填充）
3.3.1 桩基设计参数
· 桩型：Φ800mm钻孔灌注桩，有效桩长25-32m
· 桩端进入微风化岩层深度≥3m
· 单桩承载力特征值：2800kN
· 钢筋笼配置：主筋20Φ25，箍筋Φ10@100/200，加强筋Φ16@2000
3.3.2 溶洞穿越施工
1. 采用"钢护筒跟进"工艺，护筒直径Φ1000mm，壁厚10mm，长度伸出溶洞顶板2m
2. 钻进参数控制：溶洞段钻进速度≤0.3m/min，钻压≤10kN，转速≤60r/min
3. 溶洞内钻进时保持泥浆面高度，泥浆比重控制在1.25-1.35
4. 遇到空洞型溶洞时，采用低冲程冲击钻进，同时抛填黏土块和片石
3.3.3 溶洞填充处理
1. 桩孔施工完成后，采用"导管法"进行混凝土封底，封底厚度≥1.5m
2. 大型溶洞采用"碎石+注浆"分层填充，每层填充厚度1.5m
3. 注浆管采用Φ50mm双管布置，注浆压力1.0-1.5MPa
4. 填充完成后进行声波透射检测，确保填充密实度≥90%
3.4 溶沟溶槽换填处理
3.4.1 施工工艺
测量放线→开挖修整→分层回填→碾压夯实→检测验收
3.4.2 换填材料要求
· 采用级配碎石（5-31.5mm）+3%水泥（重量比）
· 最大干密度≥2.2g/cm³，最佳含水率8-10%
· 有机质含量≤2%，硫酸盐含量≤0.5%
3.4.3 施工要点
1. 开挖深度至溶沟底部以下0.5m，边坡坡度1:1.25
2. 换填采用分层填筑，每层厚度30cm，采用20t振动压路机碾压6-8遍
3. 碾压方向由两边向中间进行，行驶速度2-3km/h
4. 压实度检测采用灌砂法，要求压实度≥96%
3.5 土洞注浆加固
3.5.1 注浆孔布置
采用等边三角形布孔，孔距1.5m，排距1.2m，孔深穿透土洞底板1.0m
3.5.2 注浆材料
· 采用水泥-水玻璃双液注浆，体积比1:0.8
· 水泥浆水灰比1:1，水玻璃浓度35°Be'
· 注浆扩散半径0.7-1.0m
3.5.3 施工控制
1. 采用自下而上分段注浆，每段长度1.0m
2. 注浆压力0.2-0.4MPa，流量20-30L/min
3. 土洞处理后进行标准贯入试验，要求锤击数≥15击
四、质量控制措施
4.1 原材料质量控制
1. 建立材料进场验收制度，每批材料必须具有出厂合格证和检验报告
2. 水泥、钢材等主要材料按规定进行见证取样送检，合格后方可使用
3. 注浆材料严格控制配合比，每班至少检测2次浆液密度和流动度
4. 碎石等地方材料应进行筛分试验，确保级配符合设计要求
4.2 施工过程控制
4.2.1 钻孔施工质量控制
· 孔位偏差≤50mm，孔斜率≤1%
· 钻孔深度偏差±50mm，终孔后进行孔径、孔深检测
· 溶洞顶板岩芯采取率≥80%，并做好岩芯编录
4.2.2 注浆施工质量控制
· 注浆前进行管路密封性试验，压力达到设计值的1.2倍
· 采用注浆自动记录仪，实时监测注浆压力、流量和注浆量
· 注浆过程中做好详细记录，包括注浆时间、压力、浆液用量等
· 每50个注浆孔留置1组（3块）28d龄期抗压强度试块
4.3 质量检测方法
4.3.1 注浆效果检测
1. 物探检测：采用地质雷达对注浆区域进行扫描，探测空洞区
2. 钻孔取芯：每100个注浆孔选取1个检测孔，芯样采取率≥85%
3. 压水试验：检测孔进行压水试验，单位吸水量≤0.01L/(min·m·m)
4. 载荷试验：对换填处理区进行平板载荷试验，承载力特征值≥250kPa
4.3.2 验收标准
检测项目
允许偏差
检查方法
孔位偏差
≤50mm
全站仪测量
注浆压力
±0.1MPa
压力表读数
注浆量
±10%
流量计计量
填充密实度
≥90%
声波检测
地基承载力
≥设计值
载荷试验
五、安全文明施工
5.1 安全管理措施
1. 建立健全安全生产责任制，配备专职安全员3名，持证上岗
2. 施工前对所有人员进行安全教育培训，特种作业人员持证上岗
3. 钻机等机械设备设置安全操作规程牌，定期进行检查维护
4. 注浆作业区设置警示标志，非作业人员严禁入内
5. 高空作业（≥2m）必须设置安全防护设施，佩戴安全带
5.2 文明施工措施
1. 施工现场设置连续封闭围挡，高度2.5m，采用彩钢板围挡
2. 施工道路硬化处理，设置洗车槽和沉淀池（三级沉淀）
3. 材料堆放有序，设置标识牌，注明材料名称、规格、数量等
4. 钻孔施工采用湿法作业，设置降尘设施，控制扬尘污染
5. 夜间施工严格控制噪声，噪声源设置隔声屏障
5.3 环境保护措施
1. 施工废水经沉淀处理后回用，不外排
2. 钻孔弃渣集中堆放，及时清运至指定弃渣场
3. 水泥等易飞扬材料采取封闭存储，运输时覆盖篷布
4. 施工机械定期维护，避免漏油污染土壤
5. 完工后及时清理场地，恢复植被绿化
六、施工进度计划
6.1 施工总工期
本岩溶整治工程总工期为60天，具体进度计划如下：
· 施工准备阶段：7天
· Ⅰ区施工：20天
· Ⅱ区施工：15天
· Ⅲ区施工：10天
· 检测验收：8天
6.2 进度保证措施
1. 采用分区平行作业方式，配备足够的施工设备和人员
2. 编制周进度计划，实行周调度会制度，及时解决施工问题
3. 材料提前储备，确保连续施工，避免停工待料
4. 配备备用设备（注浆泵1台、钻机1台），应对设备故障
5. 加强与设计、监理单位沟通，及时办理签证，避免返工
七、应急预案
7.1 溶洞突水应急处理
1. 立即停止施工，启动应急预案，疏散作业人员
2. 采用速凝混凝土或沙袋封堵孔口，控制涌水量
3. 启动备用排水设备，降低地下水位
4. 待涌水稳定后，采用双液注浆（水泥-水玻璃）进行封堵
5. 突水处理后，对周边钻孔进行补充勘察，评估影响范围
7.2 注浆串浆处理
1. 发生串浆时，立即停止当前孔注浆，关闭注浆阀门
2. 对串浆孔进行检查，若串浆量较小，可采用间隔注浆法
3. 若串浆严重，在串浆孔内插入注浆管，采用并联注浆方式
4. 调整浆液配比，缩短初凝时间，控制注浆扩散范围
7.3 坍孔处理
1. 轻微坍孔：加大泥浆比重，投入黏土块，采用低速钻进
2. 严重坍孔：立即提钻，采用Φ127mm钢护筒跟进至稳定地层
3. 坍孔处理后，对孔壁进行注浆加固，再继续钻进
4. 记录坍孔位置和范围，必要时调整后续钻孔位置
八、验收标准与流程
8.1 验收标准
1. 注浆加固后地基承载力特征值≥280kPa
2. 溶洞填充密实度≥90%，无明显空洞
3. 桩基完整性检测Ⅰ类桩≥90%，Ⅱ类桩≤10%，无Ⅲ、Ⅳ类桩
4. 换填处理区压实度≥96%，平整度≤50mm/2m
8.2 验收流程
1. 施工单位自检合格后提交验收申请报告
2. 监理单位进行初步验收，核查施工记录和检测报告
3. 建设单位组织设计、勘察、监理等单位进行联合验收
4. 进行现场抽样检测，包括钻孔取芯、载荷试验等
5. 验收合格后签署验收记录，进入下道工序施工
九、结论与建议
1. 本方案针对岩溶发育特点，采用"分区分类、综合治理"的原则，确保地基处理效果
2. 施工过程中应加强地质编录和动态设计，根据实际揭露情况及时调整处理方案
3. 建议对大型溶洞处理后进行跟踪监测，监测周期不少于6个月
4. 后续桩基施工应避开已处理的注浆孔位，确保成桩质量
5. 雨季施工应加强排水措施，防止雨水入渗引发岩溶塌陷
本施工方案通过综合运用注浆加固、桩基穿越、换填处理等技术措施，可有效解决场地岩溶问题，为后续主体结构施工提供安全可靠的地基条件。施工过程中应严格执行各项质量控制措施，确保工程质量符合设计要求。