岩溶处理原则和方法
浅谈隧道岩溶处理原则及措施
浅谈隧道岩溶处理原则及措施蒋波【摘要】岩溶根据其发育强度,可分为强烈发育、中等发育、弱发育、微弱发育四种. 强烈发育岩溶(如:暗河、廊道及较大规模的溶洞)较容易勘测和预报. 而对于后三类岩溶,由于岩溶表现形式的多样性及规律性不强的特点,在目前的勘探手段及建设资金有限的情况下,给施工及建设管理带来较多的困难. 文章结合某高速公路工程实例,就A隧道出现的岩溶情况进行分析,总结出了中等发育、弱发育、微弱发育三种岩溶的一些处理原则和措施.【期刊名称】《四川建筑》【年(卷),期】2015(035)006【总页数】2页(P129-130)【关键词】隧道;岩溶;溶洞;处理措施【作者】蒋波【作者单位】四川省雅西高速公路有限责任公司,四川成都610047【正文语种】中文【中图分类】U455.49岩溶地貌在我国西南、中南地区较为普遍。
岩溶地貌,是具有溶蚀力的水对可溶性岩石(大多为石灰岩)进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称,又称喀斯特地貌。
除溶蚀作用以外,还包括流水的冲蚀、潜蚀以及坍陷等机械侵蚀过程。
可溶性岩石有3类:①碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等);②硫酸盐类岩石(石膏、硬石膏和芒硝);③卤盐类岩石(钾、钠、镁盐岩石等)。
根据其发育强度,可分为强烈发育、中等发育、弱发育、微弱发育四种。
在岩溶强烈发育区,主要表现为暗河、廊道及较大规模的溶洞。
这类岩溶地质在地质勘探时容易发现,并会引起施工及建设管理单位的高度重视,通常采取绕避、架桥等方式处理。
另外三种发育强度的岩溶地貌更为普遍,多表现为溶蚀、中小型串球状洞穴、单个小型洞穴等形态。
对于岩溶区域,由于岩溶表现形式的多样性及规律性不强的特点,在目前勘探手段及建设资金有限的情况下,给施工和建设管理带来较多的困难。
本文结合工程实例,就A隧道出现的岩溶地质进行分析,总结出了中等发育、弱发育、微弱发育三种岩溶的一些处理原则和措施。
该隧道位于四川雅安境内,主要工程地质危害为岩溶,长度约1.1 km,约占整个隧道长度的55%。
岩溶地区桥梁桩基的设计与施工
岩溶地区桥梁桩基的设计与施工引言:岩溶地区由于其特殊的地质条件,给桥梁的设计与施工带来了巨大的挑战。
岩溶地区的地质特点决定了桥梁的桩基设计必须考虑到地下溶洞的存在以及地质稳定性的问题。
本文将介绍岩溶地区桥梁桩基的设计原则、施工技术以及风险控制措施。
一、岩溶地区桩基的设计原则1. 充分了解地质条件:在进行桩基设计之前,要充分了解岩溶地区的地质特点,包括地下溶洞、地下水位、岩层的稳定性等。
只有了解了地质条件,才能进行合理的设计。
2. 桩基的选择:在岩溶地区,常用的桩基类型有钢筋混凝土桩、预制桩和灌注桩等。
选择桩基类型要考虑地下水位、岩层的稳定性以及预算等因素。
3. 桩基的布置:桩基的布置应根据桥梁的类型和荷载特点来确定。
在岩溶地区,要避免桩基与地下溶洞相交,以免影响施工质量和桥梁的稳定性。
二、桩基的设计流程1. 地质勘察:进行详细的地质勘察,包括地下溶洞的分布、地下水位、岩层的稳定性等。
根据勘察结果,确定桩基的设计参数。
2. 桩基的荷载计算:根据桥梁的类型、跨度和荷载特点,进行桩基的荷载计算。
考虑到岩溶地区的地质条件,必须充分考虑地下溶洞的存在对桩基的影响。
3. 桩基的设计:根据地质勘察和荷载计算的结果,进行桩基的设计。
设计要合理选择桩基的类型、长度和直径,并采取相应的加固措施,以保证桩基的稳定性和承载力。
4. 施工方案的制定:根据桩基的设计,制定施工方案,包括施工方法、机械设备的选择以及施工过程中的风险控制等。
三、桩基施工技术1. 钻孔技术:岩溶地区的桩基施工主要采用钻孔技术,通过机械钻杆将地下岩石打破,并在孔内注入浆液以加固桩基。
钻孔技术要根据地质条件和桩基的设计要求选择合适的钻杆和钻具。
2. 桩基灌注技术:灌注桩是岩溶地区常用的桩基类型之一。
灌注桩施工时,首先在钻孔内灌注混凝土,然后再将钢筋灌注至孔内。
灌注桩要保证混凝土和钢筋的质量,并控制好灌注速度和压力。
3. 桩基加固技术:在岩溶地区,由于地层不稳定和地下溶洞的存在,桩基往往需要采取加固措施。
武汉地区岩溶发育地区地铁车站的岩溶处理的原则
武汉地区岩溶发育地区地铁车站的岩溶处理的原则摘要:武汉地区石灰岩分布面积1100余平方千米,约占该市面积的13%。
岩溶塌陷不仅给程建设带来重大的影响,而且造成了巨大的经济损失。
本文以武汉地铁建设为依托,总结武汉地区岩溶分布、发育特征及地铁工程中的岩溶处理措施,以期能对后期地铁工程建设提供参考。
溶洞是可溶性岩石中因喀斯特作用所形成的地下空间,是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。
由于溶隙和溶洞填充物性质软弱,随着时间的推移,并受周边环境的变化、列车运行振动、基坑开挖施工以及地下水活动的影响,很可能出现岩溶塌陷,基坑坑壁或底板产生突泥、突水现象,形成隐患。
1.岩溶处理原则121.1溶洞洞顶稳定性《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011),对于完整、较完整的坚硬岩、较硬岩地基,①当洞体较小,基础尺寸大于洞的平面尺寸,并有足够的支承长度;②顶板岩石厚度大于或等于洞的跨度时(即厚跨比>1.0),可不考虑岩溶对地基稳定性的影响。
当洞穴顶板较厚但不满足稳定要求时,对无充填空洞采用灌混凝土、灌水泥砂浆或砂砾石、碎石等处理,对充填型岩溶洞穴,采用注(灌)浆处理。
大型溶洞可进行施工勘察确定跨度,根据施工勘察结果确定具体处理方案。
1.2地下结构岩溶处理范围:1)当覆盖层为砂层时,地下结构基地范围内查明的溶洞均应进行注浆填充处理;2)当结构底板下覆盖层为黏土层,且厚度小于溶洞直径的2倍时或者结构底板下3m范围内的溶洞,均进行处理,溶洞处理必须充填密实;当地下结构底板下覆盖层为黏土层,且厚度大于等于溶洞直径的2倍时,溶洞可不处理;当结构底板下覆盖层为黏土层,溶洞洞径小于3m时,溶洞可不处理;当结构底板以下完整基岩厚度小于6m(半土半岩小于10m)时,洞径大于3m的溶洞均应充填密实;当结构底板以下完整基岩厚度大于6m(半土半岩大于10m)时,洞径小于6m的溶洞可不处理;当结构底板底部至可岩溶层的中(微)风化泥岩及泥质粉砂岩厚度超过3m时,下部非大型溶洞可不进行处理,当车站底板底部位于可溶岩层中,溶洞顶距离车站底板底部的距离大于5m时,下部非大型溶洞可不进行处理;围护结构3m以外的非特大型溶洞可不考虑处理;溶洞直径大于6m的特大型溶洞,需根据影响范围、溶洞规模、溶洞填充情况及溶洞与地下结构相对位置关系、覆盖层岩土力学参数、结构承载力综合考虑,确定是否处理以及具体处理方案;对于高风险区内的物探推测岩溶异常区进行钻孔验证,若发现存在溶洞则按照上述原则处理,若没有发现溶洞,自地面进行注浆加固,且一并完成岩面注浆处理。
岩溶地段铁路路基注浆加固主要处理原则及注浆量计算方法
岩溶地段铁路路基注浆加固主要处理原则及注浆量计算方法摘要:岩溶对铁路路基的稳定性危害极大,注浆加固为整治岩溶病害的常用处理措施。
本文介绍了岩溶地段路基注浆加固的主要处理原则,并详细说明了注浆工程量计算的合理方法。
关键词岩溶注浆加固注浆量计算AbstractKarst is great harm to the stability of railway subgrade, which commonly is handled by grouting reinforcement. The main treatment principle of grouting reinforcement is introduced for railway subgrade in Karst area, the rational method of calculating grouting quality is also illustrated in detail.KeywordsKarst; grouting reinforcement; calculation of grout amount1概述岩溶对路基的危害,一般为溶洞顶板、土洞坍塌引起的路基下沉和破坏;岩溶地面坍塌对路基稳定性的破坏;反复泉与间歇泉浸泡路基的基底,引起路基沉陷,突发性的地下水涌水冲毁路基等。
实践证明,岩溶发育区的覆盖土层、土洞及溶洞、溶蚀裂隙带,在地表水和地下水循环反复变化及抽排地下水等人为活动影响下,极易破坏地基稳定性,诱发地面塌陷,从而危及路基稳定。
因此,对岩溶地区路基,应在综合分析路基稳定性的前提下,对影响路基稳定的岩溶和岩溶水进行预防和处理。
2注浆加固主要处理原则2.1 岩溶洞穴顶板安全厚度及距路基安全距离的计算(1)当洞顶板为完整顶板(系指未被节理、裂隙切割或虽被切割但胶结良好,可视为整体的洞穴顶板,否则即为不完整顶板)时,其顶板的厚度与路基跨越溶洞的长度之比(厚跨比)大于0.5时,可认为顶板厚度是安全的。
岩溶地区地基处理方法-总结
岩溶地基的处理措施岩溶是由石灰岩、泥灰岩等可溶性岩石长期受水的化学溶蚀和机械作用而形成的。
岩溶为可溶性岩层的特有现象,基表面形式有溶槽、溶沟、溶洞、石笋等,空隙有的被泥土充填,有的是空洞,一般以隐蔽的形式存在。
岩溶所引起的各种地表变形破坏,会严重影响地基稳定性,会造成公路铁路断道,桥涵下沉开裂,水库渗漏,建筑物损坏等等。
因此,需要根据岩溶情况慎重研究,作出妥善处理,本文结合工程的地质情况、场地特征、工程实际等探讨了针对不同基础采用不同的方法处理复杂岩溶地基的问题。
1、岩溶地基处理的一般原则:(1)重要建筑物宜避开岩溶强烈发育区;(2)当地基含石膏、岩盐等易溶岩时,应考虑溶蚀继续作用的不利影响;(3)不稳定的岩溶洞隙应以地基处理为主,并可根据其形态、大小及埋深,采用清爆换填、浅层楔状填塞、洞底支撑、梁板跨越、调整柱距等方法处理(4)岩溶水的处理宜采取疏导的原则;(5)在未经有效处理的隐伏土洞或地表塌陷影响范围内不应作天然地基。
对土洞和塌陷宜采用地表截流、防渗堵漏、挖填灌填岩溶通道、通气降压等方法进行处理,同时采用梁板跨越。
对重要建筑物应采用桩基或墩基;(6)应采取防止地下水排泄通道堵截造成动水压力对基坑底板、地坪及道路等不良影响以及泄水、涌水对环境的污染的措施;(7)当采用桩(墩)基时,宜优先采用大直径墩基或嵌岩桩,并应符合下列要求:1)桩(墩)以下相当桩(墩)径的3倍范围内,无倾斜或水平状岩溶洞隙的浅层洞隙,可按冲剪条件验算顶板稳定;2)桩(墩)底应力扩散范围内,无临空面或倾向临空面的不利角度的裂隙面可按滑移条件验算其稳定;3)应清除桩(墩)底面不稳定石芽及其间的充填物。
嵌岩深度应确保桩(墩)的稳定及其底部与岩体的良好接触。
2 、岩溶的处理地基基础措施:①当条件允许时,尽量采用浅基,充分利用上覆性能较好的土层为持力层或使基底与洞体间保留相当厚度的完好岩体。
②当以岩石作持力层时,局部加深基础,通过钻孔灌注桩或墩穿过单个洞体,使基础荷载传递到下部完好的岩体上。
岩溶注浆资料的审核与注意事项
岩溶注浆变更资料的审核与注意事项一、设计院的岩溶处理原则(一)路基岩溶:岩溶路基处理遵循“先探后灌、探灌结合”的原则进行钻孔注浆处理,利用部分注浆孔(约25%)做为先导孔进一步查清岩溶发育情况,注浆范围应满足:覆盖层帷幕注浆3m,岩层注浆5m,若覆盖层较薄或无覆盖层时,基岩注浆深度不小于8m,注浆孔底部为溶洞时,应加固至溶洞底部以下不小于1.0m。
1、注浆处理范围:路堤地段坡脚外5m范围内,路堑地段两侧堑脚范围内。
2、注浆孔间距一般为5m,路堤地段采用梅花型布置;路堑地段采用正方形布置。
3、注浆采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比0.8:1-1.2:1,注浆压力应通过现场试验确定,一般岩层0.1-0.3MPa,土层0.2-0.5MPa,最大不超过1.5MPa。
4、岩溶处理注浆数量以现场实际发生数量为准。
(二)桥梁岩溶:设计及计算原则:1、钢护筒和超灌混凝土2、外护筒计算长度为自原地表至溶洞基岩顶面。
3、对于溶洞顶板厚度较薄(一般小于1.0m至1.5m控制)或桩身穿越较大(一般按洞高大于5m控制)溶洞的情况,外护筒计算长度为自原地表至溶洞底面。
1)一般采用单层钢护筒,当多层溶洞的下层溶洞高度大于5m时可采用多层钢护筒,多层护筒间以水泥浆填充。
2)一般护筒直径比桩径大10cm,多层护筒按10cm递增。
3)因护筒直径大于设计桩径而增加的桩身混凝土圬工数量。
4、溶洞填充片石、粘土和水泥浆,根据具体溶洞高度计算溶洞填充数量。
1)对无填充溶洞:考虑有流失及复钻情况,抛填片石数量按上图计算去头圆锥体的体积加3倍的溶洞高度的桩长圬工;粘土取片石数量的1.5倍;水泥注浆数量取片石数量的0.2倍,水玻璃注浆数量取片石数量的0.05倍,复钻长度按3倍的溶洞高度计列。
相邻桩填充范围重合时扣除重复计算部分。
2)对有填充溶洞:抛填片石数量按无填充情况计算体积的0.6倍计列;粘土取片石数量的1.0倍;水泥注浆数量取片石数量的0.2倍,水玻璃注浆数量取片石数量的0.05倍,复钻长度按3倍的溶洞高度计列。
车站、盾构区间范围溶洞处理重难点
车站、盾构区间范围溶洞处理车站围护结构施工范围或基坑开挖范围若含有溶洞,溶洞的存在影响着车站和区间的工程安全与质量,对正常施工造成不利干扰。
因此,需采取措施,排除施工隐患,消除影响因素,确保工程安全、质量与进度。
采取措施:1)车站范围溶洞处理措施①在车站围护结构及基坑开挖施工前,须结合详勘报告已揭示的岩溶情况,在详勘的基础上加强岩溶施工勘察,探明岩溶分布情况并做相应岩溶处理。
灰岩中支护桩、立柱桩应进行超前钻施工,支护桩宜按照6m左右进行超前钻,立柱桩应逐桩进行超前钻。
对坑底6m以下采用地质雷达探测基底以下岩溶情况,采用充填、注浆等措施予以处理。
②考虑部分溶洞高度较大而宽度较小,为保证处理效果,施工过程中应严格按照灌浆工艺及相应检测标准施做。
③超前探测探边过程中应根据钻探揭示情况基本落实需填充的体积大小,若溶腔填充的体积大先考虑投石之后再注浆。
④溶洞处理原则:a.对于钻孔揭示岩溶洞穴高度大于1m且无填充溶洞和半填充溶洞,灌浆一般采用间歇式静压灌浆。
第一次灌浆采用水泥砂浆,灌浆时间控制在20min,间歇6h后再灌第二次,第二次灌浆可采用水泥砂浆或浓浆,若在20min内仍不起压,停止灌浆,间歇6h后再灌第三次,依次类推,直到终孔为止。
必要时,可在水泥砂浆或水泥浆中适当添加速凝剂。
对于体积较大的无充填或半充填溶洞,应先进行灌沙处理,再进行注浆处理。
对于特大型无填充溶洞,需上报监理工程师,并经设计单位认可后,可考虑先投碎石(5mm~10mm),后采用注浆加固的方法。
投碎石处理时在原钻孔附近(约0.6m)补钻两个投石孔,两投石孔中心与原钻孔中心需在同一连线上,两投石孔可相互作为出气孔。
投石后,注浆加固的方法依照全充填处理方法进行。
投石管建议采用钢套管,投石孔的大小也可由施工单位根据现场施工情况进行调整,达到填实目的即可。
b.对于钻孔揭示岩溶洞穴高度不大于1m和全填充溶洞直接采用纯水泥浆进行静压式灌浆。
c.物探(CT)异常区进行钻孔验证并组织专题讨论,若发现存在溶洞则根据溶洞打下采取相应的处理加固方法;若没有发现溶洞,采用压力注浆的方法进行填充加固和封孔。
关于岩溶地区不良地质的地基处理措施分析
关于岩溶地区不良地质的地基处理措施分析摘要:岩溶是一种具有特殊的物质、能量、结构和功能的生态系统,其具有生态敏感度高、环境容量低、抗干扰能力弱,稳定性差的特征。
岩溶对工程建设带来了较不利的影响,在碳酸盐岩为主的可溶性岩石地区,当存在岩溶(溶洞、溶蚀裂隙等)、土洞等现象时,应考虑其对地基稳定的影响。
本文针对存在岩溶地区的地基基础的设计进行分析,重视地区经验,因地制宜的选择岩溶地区地基处理的方式方法。
溶洞:由岩溶作用所形成且发育在岩体内的空洞的通称。
溶洞按成因可分为包气带洞、饱水带洞和深部承压带洞等。
土洞:发育在可溶岩上覆土层中的空洞。
关键词:岩溶地区、溶洞、土洞、工程建设、地基处理引言岩溶地貌在我国的分布较为广泛,尤其是在西南地区与东南沿海地带,对于工程建设的开展造成了一定的不利影响。
岩溶地带的发育具有较强的不确定性,因而为了做好工程施工建设工作,就需要对岩溶不利地质进行处理。
随着技术的发展,我国岩溶地质处理方法与技术也在不断取得进步。
本文就本人负责的一个建设于岩溶地质区域的项目设计为例,简要论述了消除岩溶影响的设计过程,希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
一、工程概况某集团(中国)饮料工业园位于广州市花都区花山镇启源大道以东、省道118以北,总征地面积约为125741m2。
该集团工业园整个项目,规划用地面积约10万方,总建筑面积约20.78万方,共分三期进行建设。
项目类型涵盖车间、仓库、配套办公、宿舍等类型建筑,均为框架结构,含人防工程。
具体项目情况列表如下:表一项目单体概况统一表二、勘察阶段地基加固处理方案设计前期勘察该场地一共167个孔,其中发现土洞溶洞共19个孔。
由于土洞溶洞对桩基施工及构筑物的安全存在隐患,故要求对土洞灌注水泥浆。
土洞灌浆的目的与要求是:通过灌浆使土洞土体得到改良,由流塑状态达到可塑状态,遏止土洞的发展,土洞得到有效充填,封堵土洞与溶洞联系通道。
根据工程情况,采用灌注水泥浆对场地土洞进行加固处理,灌浆方法采用袖阀管注浆工艺。
工程地质知识:岩溶的防渗处理.doc
工程地质知识:岩溶的防渗处理
1.岩溶的防渗处理方式有防渗帷幕灌浆、防渗墙等,应根据岩溶的规模、发育规律、充填物性质及透水性等条件选定。
对存在岩溶洞穴或具有强透水性的溶蚀裂隙,可采取追索开挖回填混凝土或设置阻浆洞(井)等措施后再进行高压灌浆处理。
2.当坝基存在连通上、下游的溶洞,埋藏不深或施工条件许可时,应采用开挖回填混凝土处理。
埋藏较深不宜明挖时,可采取洞挖回填混凝土处理,也可采用抽槽开挖回填混凝土处理。
3.两岸防渗帷幕线路应根据两岸地形地质条件和岩溶分布特征选定,可采用直线式、折线式、前翼式及后翼式等布置方式,地质条件复杂的坝基防渗线路需经多方案技术经济比较,必要时结合坝轴线比较选定。
帷幕线路应尽量选择岩溶发育较弱地带通过,如必须通过岩溶暗河或岩溶通道时,宜与其垂直。
4.岩溶地区灌浆帷幕深度应根据相对隔水层的埋深、坝高、坝基及两岸允许的渗漏量及幕后扬压力等因素,在保证大坝安全的前提下,通过技术经济比较选定。
5.帷幕排数、孔距、排距和灌浆压力应根据地质构造和岩溶水文地质条件,通过帷幕灌浆试验选定,灌浆试验时应研究不同类型的溶洞及充填物灌浆所形成幕体的允许渗透水力比降及耐久性。
6.灌浆材料可根据岩溶洞穴和溶蚀裂隙规模及充填情况选用纯水泥浆、水泥砂浆、水泥粘土浆、水泥粉煤灰浆等,必要时可钻大口径钻孔灌注高流态细骨料混凝土。
岩溶地区工程勘察重点与难点
岩溶地区工程勘察重点与难点摘要:随着社会经济的发展,各类的工程基础设施逐渐进入了中国的角角落落。
与工程大范围开展相伴随的是工程技术的提高,在面对各类复杂的地形地势、土质结构时,工程勘察施工的技术越来越先进,各类具有新时代技术特色的设备逐渐投入应用。
然而,尽管技术方面不断进步,实践中的工程勘察仍面临着较多的难题,需要从多个角度进行探讨,寻找解决的良策。
岩溶地区的工程勘察工作便是较为突出的难题,此类工作关系重大,对日后工程的安全性具有重要影响,必须得到妥善处理。
关键词:岩溶地区;工程勘察;地基处理岩溶地区是中国施工建筑中并不常见的土质类型,一般而言,岩溶地区主要在中国西南地区,但其他地区也会偶尔出现具有类似特征的地质结构。
岩溶地区的地质结构相对并不稳定,可变的因素较多,极易为工程建筑埋下隐患。
因此,为了减少或者杜绝岩溶地区的建筑稳定性事故,工程勘察工作便显得尤为重要。
1岩溶地区工程勘察的重点内容岩溶地区的工程勘察工作应当具有以下几个重点:第一、坚持科学的地基处理原则;第二、坚持先进的工程勘察技术手段。
1.1科学的地基处理原则依据目前的工程勘察技术方法以及相关的理论经验,岩溶地区的地基处理原则主要有因地制宜原则。
因地制宜原则主要是指在岩溶地区的工程勘察工作中,注重对溶洞的特点进行研究,根据不同的特点采取不同的技术手段。
溶洞可以根据不同的分类标准,分为单层溶洞和重叠溶洞,二者均是较为常见的溶洞类型,并且二者的特征具有显著不同,不能一视同仁,采取完全相同的处理方法。
首先在单层溶洞的处理中,必须首先考虑洞体的稳固性问题,单层溶洞的洞体是否能够承受地基以上的重量需要进行重点关注。
其次,在重叠溶洞之中,工程勘察的手段和方法需要进行改变。
重叠溶洞具有比单层溶洞更加复杂的内部构造,故相应的其内部的稳定性解决措施也较为复杂。
依据不同的重叠溶洞特点,有着不同的处理技术。
第一种,在工程施工设计与重叠溶洞的位置条件允许的前提下,采取躲避重叠溶洞的方法,将打孔位置控制在重叠溶洞的范围以外。
隧道岩溶处理及注浆管理办法
沪昆铁路客运专线湖南有限责任公司文件沪昆湘工管〔2014〕101号沪昆客专湖南公司关于印发《沪昆客专湖南公司隧道岩溶注浆管理办法》的通知各参建单位:现将《沪昆客专湖南公司隧道岩溶注浆管理办法》印发给你们,请认真贯彻执行。
沪昆客专湖南公司2014年10月20日沪昆客专湖南公司隧道岩溶注浆管理办法第一章总则第一条为保证隧道岩溶区注浆效果,有效控制投资,确保工程安全性及工程数量真实,根据铁路总公司关于初步设计批复文件、招标文件、施工承包合同等相关要求,特制定本办法。
第二条本办法适用于隧道岩溶处理、采空区(洞穴)处理、帷幕注浆、径向注浆、超前注浆、隧底注浆、周边隐伏岩溶注浆等(以下统称“注浆”)。
第三条隧道工程岩溶处理及注浆按照动态设计进行管理,采取“先批准方案、后组织实施,四方单位共同确认数量。
”的原则。
根据地质勘察、超前地质预报和实际揭示的地质情况及时调整岩溶处理与注浆预设计。
第二章岩溶处理及注浆原则第四条设计单位负责确定隧道岩溶处理、注浆设计方案。
施工单位为实施主体单位,监理单位负责现场过程监督,建设指挥部负责协调管理。
第五条对施工图预设计的注浆段落,在隧道开挖接近预设计注浆段落时,施工单位报建设指挥部,由建设指挥部组织四方进行现场地质核对并明确注浆方案,若核对结果与施工图地质不一致时,应调整预设计注浆方案或里程范围。
第六条对超前地质预报或开挖揭示出溶腔、隧底或周边探查出溶腔后,或由于其他原因如富水断层段等原因需要增加注浆措施,施工单位报建设指挥部,由建设指挥部组织召开四方会议,研究确定处理方案,并形成会审纪要。
对复杂岩溶或复杂地质段落,报公司组织研究处理方案。
第七条施工单位根据设计单位提供的注浆设计(注浆段落、注浆范围、注浆孔布置、浆液类型、注浆参数、注浆估算数量、注浆效果评定的方法、指标等)编制施工组织方案,报监理单位审核,报建设指挥部审批。
施工单位按照批复的施工组织方案组织实施。
第八条对可溶岩段落隧道,施工单位在仰拱、二衬施工前对隧底及周边隐伏岩溶进行探查,探查结果报监理单位审查后报设计单位确认。
岩溶地区溶洞处理原则及方法的选择
岩溶地区溶洞处理原则及方法的选择摘要:目前轨道交通已为人们出行最重要的交通方式,但在我国西南、华南地区存在大量的岩溶发育区,地层长期作用,易形成溶槽、溶洞,轨道交通线路穿越岩溶发育区不可预见性和风险性极大,给岩溶勘察和地铁施工都带来了极大的困难和风险,本文以深圳地区具体地铁项目为依据,探讨岩溶处理原则及方法,以供参阅。
1.岩溶发育概况及风险分析1.1岩溶发育概况岩溶段地貌单元类型有冲洪积平原、台地和丘陵上覆第四系黏性土层、砂层,下伏可溶性岩为灰岩、碎屑灰岩。
发育溶洞,为无充填、半填充、全充填三种,全充填溶洞内被软~可塑状的黏性土充填,部分充填物中含较多碎石。
地下水以水平运动为主,岩溶发育以水平发育为主,地下水垂直入渗较弱,上覆土层产生土洞的机率较小。
地下水对钢筋混凝土结构具微~弱腐蚀性。
属覆盖型岩溶,岩溶形态主要有溶洞、土洞、溶沟溶槽、溶蚀裂隙、溶孔等,本场地内岩溶形态以溶洞为主。
岩溶形成的条件主要分为以下三方面:1)可溶性2)岩透水性3)水具有溶蚀力(含CO2),且水必须具有流动性[1]。
1.2岩溶风险分析1、地铁施工阶段(1)富水环境施工可能引起的突水、突泥问题,造成水源流失、地面塌陷和环境恶化等风险。
(2)围护结构及立柱桩施工可能诱发岩溶区地面塌陷,围护结构及立柱桩底可能下沉可能引基坑开挖的纵、横向失稳。
(3)影响地基的承载力,盾构施工可能造成盾构机“栽头”、地面沉降过大或坍塌等风险。
(4)注浆加固施工时岩溶水的富水性及流动性可能造成浆液稀释、分散,加固效果无法保证。
(5)施工过程中存在歪斜、卡锤、掉锤、漏浆等问题,围护结构及立柱桩如需入岩,施工难度较大、工期较长。
2、地铁运营阶段(1)运营过程中溶(土)洞的坍塌、差异沉降等影响地铁运营安全的风险。
(2)结构下沉、托空造成开裂可能引起渗漏水,影响地铁正常使用的风险。
(3)岩溶区地下水中可溶性物质对地下结构的腐蚀损伤,影响地铁的使用寿命。
2.岩溶处理原则及处理范围2.1岩溶处理原则1、总体原则(1)岩溶区地铁设计应按照安全第一的原则,设计中应首先考虑调整路由及埋深,规避或降低岩溶区地铁建设及运营风险,对于线路无法规避的岩溶区应采取合理的施工方法及处理措施进行岩溶处理。
地基基础溶洞或土洞处理原则及处理方法
地基基础溶洞或土洞的处理原则及处理方法【摘要】溶洞或土洞是岩溶现象的一种,在这种地基上建造多层或高层建筑物时,由于地基覆盖层厚度不足,桩基或复合地基的处理深度往往受到限制。
因此,在桩基或复合地基施工前必须对这些溶洞和土洞进行必要的加固填充处理。
本文谈谈地基基础溶洞或土洞的处理原则及处理方法。
【关键词】溶洞;土洞;处理原则;处理方法岩溶地区或某些成因复杂的冲积地层中,沿地基不同深度处往往分布有溶洞或土洞、溶沟、溶槽等。
溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主,间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道,常发育于岩溶地区覆盖层中。
溶洞的发生、发展受岩溶发育的各种因素如岩性、岩溶水、地质构造等控制。
在存在溶洞或地表塌陷的地段,在隐伏的基岩中必有洞隙等岩溶水通道。
溶洞具有埋藏浅、分布密度大、发育快、顶部覆盖层土的强度低等特点,因而对建筑物场地或地基的稳定性影响往往大于岩溶的影响。
另一方面,为防止地基中溶洞继续发展扩大,消除建筑物使用过程中的隐患,在进行地基处理或桩基施工之前也必须对这些溶洞进行加固处理。
一、溶洞或土洞的处理原则在处理岩溶地基时,应根据岩溶形态的具体情况、工程使用要求、施工条件、并按照安全与经济相结合的原则来选择处理方案。
对地层中这种溶洞是否处理,主要应考虑其对上部建筑物基础是否构成负面影响。
这包括两个方面,首先是溶洞与建筑物之间的覆盖层厚度是否处于安全范围;另一方面,溶洞是否处于稳定状态,即在地下水冲刷或侵蚀作用下,溶洞是否会进一步发展、扩大。
由于地层中溶洞的埋藏深度、洞高以及横向扩展范围不同,它们对其上建筑群及其地基的影响也不同。
因此,针对土洞或溶洞的具体情况,应采取不同的处理方法。
原则上,对地层中的溶洞,主要是应将其填充密实。
这有两个方面的作用,一是将溶洞填充密实后,使其与周围地基形成一个完整的整体,这样可保证桩基或复合地基按常规设计方案执行;此外,溶洞填充密实后,将有效地阻断地下水的流动,防止溶洞在地下水流的冲刷或侵蚀作用下进一步扩大、发展。
溶洞处理
⑹溶洞处理①溶洞处置的主要原则隧道遭遇到发展和衰亡阶段的岩溶中的大型溶洞、暗河时,通用原则为确保隧道的衬砌结构有足够的安全保证、在可预见期内洞穴的稳定性有保证、原有水流通道不会被阻断、方案比较经济适用。
②溶洞处理主要方式隧道过溶洞处置方式有内增设边墙梁及行车梁、托梁、支墩、悬壁梁承托纵梁、拱桥、加大隧道净空宽度跨度跨越岩溶或对隧道周边岩体进行封闭、注浆加固、支顶加固、加强衬砌等。
A、溶洞跨越处理当溶洞规模较大、溶洞内充填物松软,基础处理工程修建困难、耗资巨大,或者溶洞虽小但水流较大时,可根据具体条件采用相应的梁跨、板跨等形式跨越岩溶地段。
此方式一般采用钢筋混凝土梁跨越,梁体采用抗侵蚀混凝土。
当隧道衬砌断面需要开挖围岩才能满足净空要求时,应先开挖围岩,再施工跨越结构,以确保安全,同时应注意不同受力结构间的断缝设置及连接措施设置。
B、封闭处理已停止发育的干溶洞,在考虑有效的过水通道后,可采用混凝土、浆砌片石或干砌片石堵塞、充填溶洞。
C、锚杆、钢管加固处理为防止洞穴岩壁或顶板坍塌,在清除松动岩石困难的情况下,可采用锚杆或大钢管、钢轨加固岩体。
此时隧道衬砌应考虑抗冲击措施,一般是采用明洞衬砌,衬砌顶部设置回填体,其表面设置护面结构,回填体以上空间的溶洞洞壁采用锚杆、钢筋网、喷射混凝土封闭支护;若溶洞较大,可设置横向钢轨横或设人字形钢轨栅架。
D、支顶处理当隧道穿过的溶洞由碎、块石及淤泥土充填,充填物的松散密实程度不一时,隧道底部应考虑采用钢筋混凝土底板,清除底板下松散体,回填碎石,并在底板下加设钢筋混凝土桩进行支顶。
③岩溶水的处理原则对岩溶水的处理通常原则是以“通”为主,截、堵、排、防相结合的综合处理措施。
“通”是指尽量保持原有过水通道,不能因为隧道的修建发生大的变化:“截”是指截断原有地下水通道,改走其他通道:“堵”是封死相交的地下水通道:“排”是特指引入隧洞,通过排水沟排走:“防”是指防止地下水进入隧道即可。
岩溶处理方案的原则
岩溶处理方案的原则(1)每根桩必须用地质钻机钻探,详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型,画图列表,为制定相应施工方案提供详实依据。
(2)对填充物进行土工试验,分析其物理力学特性,检测容重、含水量、孔隙率等,为注浆参数计算提供依据。
(3)根据地质钻探资料和填充物情况,对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。
(4)对每种处理方案,都要进行仔细的计算,施工前在桥位外进行溶洞注浆及钻孔试桩试验,取得经验数据,完善施工方案,指导施工。
(5)遇到大溶洞时,必须请监理工程师和设计单位核查,明确处理方案,并报监理批准后实施。
溶洞处理方案(1)对于封闭的比较小的溶洞,采取注浆措施,提供成孔条件穿过溶洞。
若洞内无填充物或填充物不满,则采取先填充碎石或干砂,然后注浆;若充填物呈松散或软塑状态时,直接注浆固结即可;若充填物已固结呈硬塑状态时,则可以直接冲孔,但需加强泥浆护壁。
(2)溶洞内无填充物或填充物较少需向洞内填充砂子的,选择一个合适的孔位,放入并固定钢套管,将注砂管与钢套管相连接,在注浆前灌砂。
根据成桩直径、围护体积的最小直径及堆积体成形规律,计算填砂量。
用压风机将干砂压入,为防止洞内高压阻止灌砂,利用其它孔作为减压孔。
待达到计算的填充体积,压力稳定时,即可停止。
(3)若设计要求灌入碎石则必须钻一个大孔(直径不小于30cm)放入钢管并固定,钢管上置碎石料斗,碎石粒径不大于2cm,投料时振动钢管,以防止堵塞,(4)对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等,冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用,保证泥浆不流失,使钻孔顺利通过岩溶区。
注浆方法钻孔桩通过溶洞时钻孔施工难度大,采取注浆法是十分有效的措施。
(1)根据地质情况在每一根桩的中心位置或桥墩承台的四角钻注浆孔,钻注浆孔也是对地质情况的进一步勘探,通过取芯探明溶洞的高度及填充物的详细情况。
(2)用注浆泵注浆,注浆压力不宜太大,控制在0.5~1.0MPa范围,具体压力值由现场试验确定。
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二、工程岩处理原则
3、厂区岩溶地基处理原则与方法
3.1 厂区岩溶地基处理的基本原则
根据厂区岩溶发育的特征,为了稳妥、可靠地处理这些复杂的岩溶地基,参照岩溶地区处理地下溶洞的经验[2,3],制订了如下处理原则:
1)基础下有岩溶发育的地基,当按设计要求进行处理后,可按“地基为岩层”看待,充分利用基岩的承载能力。
2)因白云岩极易风化且遇水软化,故要求在地基开挖后及时封底,以避免基岩裸露或浸水时间过底而降低其承载力。
3)厂区土层具有弱膨胀潜势,当满足强度要求及沉降差要求时,可将次要的建(构)筑物的基础置于土层上,但要注意建筑单元内的地基的均一性,基础下的地基,不允许一部分为土层而另一部分为岩层,以避免不均匀沉降,确保建筑物的安全。
4)对岩溶的处理必须不影响场地和地基的稳定,在场地范围及附近不得大量抽取地下水,以相对保持场地地下水的平衡,以免造成地表沉陷。
5)基础设计应尽量以岩石地基作为主要受力层。
厂区内有的地方岩石大面积裸露,有的地方虽被开垦为庄稼地,但土层薄,易于将基础坐落到坚固的岩石上,这是平果铝工程地基条件中有利的一面。
6)鉴于厂区岩溶地质条件的复杂性,要求地基开挖后加强施工验槽工作,核对实际情况与勘察报告、设计图低是否相符;必要时可补做一些“施工勘察”,以便及时准确地处理不良地质问题。
3.2 厂区岩溶地基处理方法
3.2.1 规划布局“绕避”为先
根据厂区岩溶初勘的基本结论,结合场地的构造发育情况,在总图布置的初步设计阶段,对岩溶治理采取“绕避为先”的对策。
在平面布置上,调整主要建(构)筑物的方向,使厂房纵轴与强岩溶发育带大体垂直,目的在于要少碰到岩溶;在竖向设计上,鉴于不宜切薄溶洞顶板的厚度,又由于地下水补给量受季节性的控制,在丰水期水位大大升高,因此取消了原
有整平方案,改为从西向东阶梯式坡降方案。
同时条件允许时,将在暗河部位的厂房、车间移位,避免了深基础堵塞暗河通道的问题。
3.2.2岩溶地基的处理方法
从厂区已开挖的基坑来看,常见的岩溶不良地基主要有孤石、石牙、溶沟、溶槽、溶洞等,现将这些情况分为六类,各类地基采用了不同的处理办法。
(1)易风化白云岩地基
鉴于强风化白云岩极易软化,在基础开挖后,应及时封底,避免基岩裸露或浸水时间过长而降低其承载力。
(2)溶沟、溶槽地基
根据溶沟(槽)在基坑中所处位置、宽度及需要处理的范围等情况,区别对待:
a.不处理
适用于溶沟(槽)发育在基坑中部且沟宽<300mm;或在基坑的一角,岩层倾斜,不易深挖且S1<0.2S时。
(注:S1为局部小土区宽度,S为基坑宽度。
)
b.换填法
适用于溶沟(槽)发育在基坑中部且沟宽介于300~600mm,则尽可能挖去沟宽深度的土,表面夯实后再回填C15毛石混凝土即可(如图1)。
c.跨越法
适用于溶沟(槽)发育在基坑中部且沟宽>600mm;或基础底面积小而需要处理的面积>20%,沟宽虽<600mm的基坑,应采用钢筋网跨越处理(如图2)。
须说明,这种跨越结构,其支承面应为稳定的岩层,两侧岩石应凿平,强风化岩石,孤石及碎裂的岩层应凿掉。
d.挤密法
适用于基坑一角的局部小区,岩层倾斜,不易挖墩时,可插入直径大于25mm的钢筋或φ50的钢管或<75×5角钢等直到岩层,再浇灌砼。
(3)基坑内出露倾斜岩体表面地基
a.当岩体占基坑大半面积且有较大倾斜角度时,必须凿成阶梯状,高宽比为1:1~1:2。
b.对基坑中局部出露的石芽、石脊须将尖顶打平。
c.当岩石完整且高于设计基础标高时,可适当提高基础底标高以减少石方开挖量节省投资。
必须注意:在凿打基坑内的倾斜岩石及岩尖时,不能爆破,以免岩体摇动。
(4)部分非岩石地基(或有较大范围土区地基)
总体来说,可采用挖孔桩进行处理(如图3)。
为了避免盲目下挖,应先用人工钎探、麻花钻或机钻进行施工勘察,以查明土层剩余厚度及范围。
(5)粘土地基
对于车间区内全部或大部是土层,且以此设计为天然地基作浅基础时,局部区段或个别部分有岩石出露时,宜采用跨越、褥垫处理。
(6)有溶洞的不良地基
a.不处理
现在下列情况之一的溶洞地基可不加处理:当溶洞处于地基压缩层深度以下;或基底下溶洞顶板厚度>3m者;或基底下溶洞顶板厚度在1~3m之间,且顶板厚度大于洞径的。
b.清爆换填法
即对基底下溶洞顶板不稳定、破碎或厚度小于1米的浅埋型溶洞地基,清除覆盖爆开顶板,剔除溶洞、溶隙中的充填土,在基岩上用100#毛石砼灌满填实,作为基础的垫层。
c.梁、板跨越法:适用于洞壁完整,强度较高而顶板破碎或无顶板的溶洞地基处理(如图4)。
d.洞底支撑法:适用于处理洞径较大,顶板完整,洞底岩体稳定的溶洞地基(如图5)。
综合上述各类处理方法,处理这六类地基总的原则有3条。
(1)基底下顶板厚度1m以内者一般都挖开处理;当施工时用风钻探查,并经确认其顶板厚度大于洞径者,则可不处理;
(2)顶板厚度大于3m的岩溶可不处理;
(3)基底下顶板厚度为1~3m的岩溶,经补钻确认后顶板厚度大于孔径的,可不处理。
4、岩溶地基处理的效果检验
4.1 竣工建筑物沉降观测成果
为查明建筑物地基基础的安全度,按设计提出的要求,在电解车间、辅修铆焊车间、电解铸造车间、阳极高楼部和热电厂主厂房等5个主要建筑物设置了21个沉降观测点,委托广西区测绘局观测,从1993年11月至1995年11月两年内以国家Ⅱ等水准的精度(6km)观测12次。
观测结果显示:各沉降观测点的最大沉降量仅为3.4mm,一般介于0.3~2.0mm,而Ⅱ等水准测量精度要求每公里高差中误差允许±2mm。
这说明绝大多数观测点的沉降量都在测量允许误差范围内,远小于规范规定的允许变形值。
证明了建筑物地基基础有足够的安全度。