溶洞处理设计方案
二○一八年十二月
溶洞处理设计方案
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二○一八年十二月
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目 录
1、工程概况……………………………………………………………………3 2、编制依据………………………………………………………………3 3、岩土工程地质条件……………………… …………………………………3 4、溶、土洞发育情况……………………………………………………5 5、溶洞处理设计………………………………………………………7 5.1布置钻探及溶洞探边…………………………………………………7 5.2 处理原则………………………………………………………………7 5.3 注浆施工步骤…………………………………………………………8 5.4 计划工作量 …………………………………………………………9 6、质量检验…………………………………………………………………9
附件：
1、溶洞处理孔平面布置图
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1、工程概况
XXXX，拟在厂区内兴建八车间（二）厂房，工程建筑面积约为21802.33㎡，为一栋5层建筑，高度H=36.80m；估计柱下最大荷载12000kN，筒体+框架结构。地下没有地下室，设计±0.000=4.200m。
本工程经过详细工程地质勘察、施工探岩勘察，查明了工程范围及有影响地段的各种岩溶洞隙和土祠的位置、规模、埋深，岩溶堆填物性状和边下水特征。受海天（高明）调味食品有限公司委托，我公司承担了该场地的岩溶治理设计及施工任务。
2、任务及编制依据
本次岩溶治理的任务是：采用注浆灌液法，通过钻孔向洞内灌注水泥砂浆、混凝土
或沥青等，以堵填溶洞，加强建筑地基的稳定性。治理方案依据以下规范、标准编制：
1、国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001、2009版）； 2、国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）； 3、广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）； 4、广东省标准《建筑地基处理技术规范》（DBJ15-38-2005）； 5、建设部行业标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）； 6、参考《地基处理手册》（第三版）；
3、岩土工程地质条件
根据已知地质资料：地貌类型属珠江三角洲冲淤积平原区，表面为三角洲最后一期沉积物覆盖。场地平整，高程在4.04～4.16m之间，平均4.12m。
断裂构造：
根据1:10万《佛山市地质图》资料，断裂构造主要见于勘察场地南面的丘陵地带，为北东向桂田断裂组（F1～F6）（图2.3“区域地质构造图”）。
桂田断裂组：分布于三洲镇一带，区域上属恩平—新丰断裂带的一部分。总体呈北东40～50°方向展布，由葫芦岗断裂（F1）、石仔岭断裂（F2）、伦涌断裂（F3）、桂田断裂（F4）、龙湾断裂（F5）和宫花塘断裂（F6）组成，区内长约7km，宽4～6km。
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图2.3 区域地质构造图
（据1:10万《佛山市地质图》广东省佛山地质局.2006年.修编）
桂田断裂组：分布于三洲镇一带，区域上属恩平—新丰断裂带的一部分。总体呈北东40～50°方向展布，由葫芦岗断裂（F1）、石仔岭断裂（F2）、伦涌断裂（F3）、桂田断裂（F4）、龙湾断裂（F5）和宫花塘断裂（F6）组成，区内长约7km，宽4～6km。
桂田断裂组离本场地有一定的距离，在钻探过程中未发现断裂构造形迹。同时，根据国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第4.1.7条，抗震设防烈度小于8度可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响；而佛山市高明区抗震设防烈度为7度，因此，可不考虑断裂构造对场地稳定性的影响。
地层岩性：
根据钻探揭露，本场地之地基由人工填土(Qml)、第四系冲淤积土(Qal)、第四系残积土(Qel)及下石炭统石磴子组（C1s）灰岩组成，岩性特征如下：
①人工填土(Qml)：浅黄色、灰黄色，主要由粘性土、不同粒级的砂回填而成，局部含有砾石等，成分较杂，均匀性差。填筑时间超过10年，已压实。层面标高3.56～4.77m，层厚2.50～6.20m。
②粗砂(Qal)：浅灰色、灰黄色，饱和，稍密。颗粒组成主要为中粗粒，少量细粒，局部含砾粒，级配良好。矿物成分以石英、长石为主，含少量粘土矿物，透水性一般。场地内均有分布，层面标高-1.83～1.59m，层顶埋深2.5～6.20m，层厚1.10～6.10m。
③淤泥质土(Qal)：灰黑色，饱和，流～软塑。成分以粘、粉粒为主，含少量粉砂及
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有机质，手感粗糙，具臭味。场地均有分布，层面标高-5.03～1.33m，层顶埋深2.90～9.10m，层厚5.20～13.40m。
④粗砂(Qal)：浅灰色、浅黄色，饱和，稍密。颗粒组成主要为中粗粒，少量细粒、砾粒，级配较好。矿物成分以石英、长石为主，含少量粘土矿物，透水性较好。场地内局部分布，层面标高-14.41～-9.13m，层顶埋深13.50～18.50m，层厚1.60～9.90m。
⑤砾砂(Qal)：浅黄、褐黄色，饱和，稍密。颗粒组成主要为中粗粒，砾粒含量约30%左右，级配良好。矿物成分以石英、长石为主，含少量粘土矿物，透水性好。场地内均有分布，层面标高-20.91～-7.0m，层顶埋深11.20～24.90m，层厚2.0～16.80m。
⑥粉质粘土(Qel)：褐黄色、浅灰色，可塑。成分以粘、粉粒为主，含少量中细砂，切面较光滑，粘性较强。场地内不连续分布，层面标高-32.34～-12.11m，层顶埋深16.30～36.50m，层厚0.90～11.20m。
⑦土洞：场地揭露共5个钻孔，钻孔见洞率4.23%。土洞顶板埋深25.10～34.10m，平均29.40m；顶板标高-29.95～-21.18m，平均-25.36m；底板标高-41.31～-32.02m，平均-28.57m；土洞高度1.30～15.90m，平均6.66m。
⑧1中风化灰岩：浅灰色，隐晶质结构，厚层状构造；岩质较硬，锤击声脆，断面较新鲜；节理、裂隙较发育，沿裂面矿物变异明显，岩体较破碎；岩芯多呈短柱状、块状，部分柱状。场地内局部分布，层面标高-41.31～-15.83m，层顶埋深19.80～45.40m，层厚3.90m。
⑧2溶洞：场地共揭露48个钻孔，遇洞率40.68%，洞高0.50～12.40m，平均洞高3.91m；顶板标高-41.81～-16.13m，平均23.50m；顶板埋深20.10～45.90m，平均27.57m。
⑧3微风化灰岩：灰白色、浅灰色等；隐晶质结构，厚层状构造，岩质坚硬，不易击碎，断面新鲜；节理、裂隙不发育，见方解石脉穿插其中，岩芯较完整。岩芯多呈柱状，少量短柱状。场地内均有分布，层面标高-42.31～-16.40m，层顶埋深20.50～46.40m，该层未揭穿层底。
4、溶、土洞发育情况 4.1土洞
场地内共有5个钻孔揭露有土洞，钻孔见洞率4.23%，土洞顶板埋深25.10～34.10m，
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平均29.40m；顶板标高-29.95～-21.18m，平均-25.36m；底板标高-41.31～-32.02m，平均-28.57m；土洞高度1.30～15.90m，平均6.66m。洞内无充填～软塑状粉质黏土半充填，有漏水现象。不排除在没有钻孔控制的地段尚有土洞存在的可能性。详情见表
3：土洞、溶洞统计表。 4.2溶洞
本次勘察共完成118个钻孔，有48个钻孔发现有溶洞，遇洞率40.68%，洞高0.50～12.40m，平均洞高3.91m；顶板标高-41.81～-16.13m，平均23.50m；顶板埋深20.10～45.90m，平均27.57m。其溶洞大多为无充填～半充填，少量粉质黏土，砂砾全充填，为软弱下卧层，是场地主要的不良地质现象。详情见表3：土洞、溶洞统计表。
土洞、溶洞统计表 表1 孔号 CQZK5 CQZK6 CQZK7 CQZK9 CQZK11 CQZK15 CQZK16 CQZK19 类型 溶洞 溶洞 土洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 土洞 溶洞 土洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 洞顶埋深 (m) 23.1 22.7 25.1 22.4 22.8 22.5 27.5 29.3 38.1 29.5 45.9 35.4 24 23.1 25.2 26.7 25.3 28.1 33.3 25.4 27.1 34.5 21.4 22.3 洞底埋深 (m) 24.7 24.6 26.4 24.5 27.5 31.5 37.1 34.2 40.2 45.4 46.4 38.6 26.4 24 26.1 28.5 30.4 35.8 40.4 31.5 30.2 36.8 25.2 26.1 洞高(m) 1.6 1.9 1.3 2.1 4.7 7.6 9.2 4.9 2.1 15.9 0.5 3.2 2.4 0.9 0.9 1.8 5.1 7.7 7.1 6.1 3.1 2.3 3.8 3.8 洞顶高程 (m) -19.11 -18.75 -21.18 -18.42 -18.76 -18.33 -23.37 -25.17 -33.97 -25.41 -41.81 -31.33 -19.97 -19.02 -21.15 -22.77 -21.14 -24.13 -29.18 -21.26 -23.05 -30.51 -17.41 -18.31 洞底高程 (m) -20.71 -20.65 -22.48 -20.52 -23.45 -27.33 -32.97 -30.07 -36.07 -41.31 -42.31 -34.53 -22.37 -19.92 -22.05 -24.57 -26.24 -31.83 -36.28 -27.36 -26.15 -32.81 -21.21 -22.11 备注 无充填 无充填 无充填 无充填 半充填 半充填 无充填 半充填 无充填 半充填 无充填 无充填 无充填 全充填 全充填 半充填 半充填 半充填 半充填 无充填 全充填 半充填 无充填 半充填 CQZK21 CQZK22 CQZK25 CQZK27 CQZK29 CQZK30 CQZK32 CQZK33 CQZK34 CQZK35 CQZK36 CQZK37 CQZK39 CQZK40 6
CQZK41 CQZK43 CQZK44 CQZK045 CQZK46 CQZK47 CQZK48 CQZK53 CQZK54 CQZK55 CQZK60 CQZK68 CQZK70 CQZK74 CQZK80 CQZK83 CQZK84 CQZK90 CQZK97 CQZK98 CQZK105 溶洞 溶洞 溶洞 土洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 土洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 溶洞 21.3 35.07 35.4 34.1 40.9 32.1 32.8 29.3 27.5 23.6 22.3 32.3 31.7 26.1 25.2 27.1 30.2 37.3 36.2 40.4 43.2 37.3 36.9 31.2 29.8 29.5 26.4 33.4 33.9 33.8 30.8 27.6 8.9 2.23 0.8 6.3 2.3 5.2 4.1 1.9 2.3 5.9 4.1 1.1 2.2 7.7 5.6 0.5 -17.29 -31.13 -31.49 -29.95 -36.75 -28.08 -28.73 -25.31 -23.51 -19.52 -18.15 -28.21 -27.75 -21.94 -21.51 -23.05 -26.19 -33.36 -32.28 -36.25 -39.05 -33.28 -32.83 -27.21 -25.81 -25.42 -22.25 -29.31 -29.95 -29. -27.11 -23.55 半充填 无充填 半充填 无充填 无充填 全充填 全充填 全充填 无充填 无充填 半充填 全充填 无充填 全充填 全充填 无充填 全充填 全充填 无充填 无充填 半充填 无充填 无充填 无充填 全充填 无充填 无充填 无充填 全充填 25.2 29.1 23.5 27.6 26.3 23.5 30.8 31.5 25.2 41.6 30.5 26.1 5.6 2.4 1.7 12.4 4.2 2.6 -21 -24.92 -19.34 -23.71 -22.74 -19.54 -26.6 -27.32 -21.04 -37.7 -26.94 -22.14 CQZK106 CQZK108 20.1 29.2 25.2 34.1 5.1 4.9 -16.13 -25.11 -21.23 -30.01 CQZK110 CQZK113 CQZK115 CQZK117 CQZK118 28.8 26.3 22.1 24 27.3 36.2 26.9 33.9 25.3 28.5 7.4 0.6 10.4 1.3 1.2 -24.41 -21.92 -17.33 -19.71 -22.95 -31.81 -22.52 -29.13 -21.01 -24.15 溶洞高度0.50～12.40m不等，大部分洞高小于5m，少数大于10m，最高12.40m，大于5m的有13个。溶洞大小（洞高）统计见表2。
溶洞大小（洞高）统计表 表2 洞高（m） 见溶孔（个） 占比（%） 0～1.0 5 10.41 1.0～2.0 2.0～3.0 3.0～4.0 4.0～5.0 5.0～6.0 6.0～8.0 8.0～13.0 8 16.66 10 20.83 4 8.33 3 6.25 6 12.5 6 12.5 6 12.5 5、溶洞处理设计
5.1布置钻孔及溶洞探边方案
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布置钻孔;对已探明存在溶洞的桩位，布置1个注浆孔，1个出气孔，共96个钻孔。 溶洞探边;溶洞探边及成孔直径为91mm，使用XY～100地质钻机成孔。采用跟管钻进及泥浆循环护壁的的方式钻进、直至达到目的终孔后拔出套管下好注浆管充填水泥砂浆加固。在查找洞体边界时，若外围钻孔未发现溶洞则采用封孔处理。在钻孔过程中揭露的需处理的溶（土）洞要做好记录，下注浆管（袖阀管或大直径钢管）。
5.2处理原则
顶板小于2米洞体大于2米、且无充填的（空洞）溶洞处理孔采用混凝土高压输送泵灌注M20水泥砂浆，泵送砂浆灌浆压力为6～10MPa，保证地面不产生裂缝和抬升， 灌浆至孔口反浆为止。
顶板小于2米洞体小于2米、有充填或半充填充填的溶洞采用袖阀管注纯水泥浆处理，水灰比为1:0.5 5.3注浆施工步骤
溶（土）洞注浆方法及步骤见下表
步骤 简图 步骤一： 1.钻孔，取岩芯勘测，判定溶（土）洞的大小、位置、深度及充填物状况； 1 钻孔文字说明 2.钻孔过程中记录各项参数，是否有掉钻、漏水等异常情况发生。 3.根据钻探资料进行分析，以确定溶洞处理方法，制定合理的充填、注浆施工参数。 步骤二： 安装袖阀管套管，深度至溶洞底20～30cm。 溶洞全充填溶洞处理示意图 2 袖阀注浆管 钻孔分层压密注浆双塞溶洞 8
止浆料 （袖阀管） 步骤三： 1.在套管和孔壁之间注入套壳料； 2.地面2米注入止浆料。 3 注入套壳料 钻孔 压力注浆 步骤四： 1.安装注浆芯管； 2.拌制水泥浆液； 3.压力注浆，使溶洞充填物被压密、渗透固结。 通高压注浆泵 双塞芯管注浆 止浆料 4 （袖阀管） 注入套壳料 钻孔 分层压密注浆 双塞 加盖保护 后备注浆使用 止浆料 （袖阀管） 步骤五： 1.泵入清水，洗干净注浆管； 2.安装孔口保护装置； 3.进行注浆质量检查，判定是否要进行后备注浆； 4.如注浆效果未达到设计要求，可再次进行注浆。 5 注入套壳料 钻孔 封孔步骤六： 1.注浆质量检查合格后，可进行封孔； 2.封孔：管内注入M15砂浆。 6 溶洞 全充填溶洞处理示意图注浆完毕后，采用纯水泥浆，用花管对出气孔进行补浆，注浆压力为0.5～1.0Pa。
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5.4计划工作量
岩溶注泵预估工作量表 表3 桩径 Φ800 Φ1000 Φ1100 合计 面积m2 24.62 268.47 48.23 341.32 预计注浆量 洞高m 1.57 4.24 5.3 / 容积m3 38.65 1138.31 255.61 1432.57 预计钻孔工作量 钻孔数量 孔深 进尺 96 32 3072 96 / 3072 6、质量检验
6.1抽芯检测
注浆抽芯检验点为注浆孔数的5%，注浆检验应在注浆结束28d后进行。检测点合格率小于80%时，应对不合格的注浆区进行补充注浆，注浆材料为M20水泥砂浆。 6.2物探检测
工程物探高密度电阻率法，查明溶土洞是否已全部填满。
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