巖溶地區(qū)應用壓力灌漿化學加固法處理常見地質病害研究

1、<p>　　巖溶地區(qū)應用壓力灌漿化學加固法處理常見地質病害研究</p><p>　　摘要：本文通過實例分析，充分說明壓力灌入水、水泥、水玻璃、粉煤灰這一化學加固法，加固覆蓋巖溶地區(qū)地基軟土、土洞、塌陷以及封堵巖溶裂隙，溶洞等常見地質病害是一種很有效的方法。另外，這一加固法具有取材廣泛，無環(huán)境污染等優(yōu)越性。因此在類似的廣大覆蓋巖溶地基處理中，結合場地實際情況，可以推廣應用這一多快好省的地基加固處理方法。

2、</p><p>　　關鍵詞：巖溶地區(qū) 應用壓力灌漿化學加固法 處理 常見地質病害 </p><p>　　中圖分類號：F407.1文獻標識碼：A </p><p>　　一、巖溶地區(qū)主要地質病害及形成機理 </p><p>　　溶洞、土洞、巖洞塌陷、軟土等，是巖溶地區(qū)常見地質病害。 </p><p>　　溶洞：受地表水、

3、地下水不斷浸蝕，化學作用機械作用而形成。 </p><p>　　土洞：是巖溶層上覆蓋的土層被地表水沖蝕或地下水潛蝕、沖刷、掏空出現(xiàn)管道，流土造成土體破壞而形成的洞穴。 </p><p>　　巖溶塌陷：是巖溶地區(qū)最主要的環(huán)境問題之一，其形成機制主要由下面兩種作用形成。 </p><p>　　1、滲流潛蝕作用： </p><p>　　在土洞形成的

4、機理上，隨著巖溶地下水的進一步潛蝕，巖溶洞穴管道中的中填物被潛蝕帶走，對覆蓋層地部基巖面附近，尤其是開口溶洞或巖溶深槽處的松軟土體進行沖刷搬運，產(chǎn)生流土使土松化。特別是在打井抽水地區(qū)由于強力抽汲巖溶地下水，這種作用特別明顯，可使土洞迅速擴大產(chǎn)生巖溶塌陷。 </p><p>　　2、地下水位波動作用：a、失托增荷作用：當?shù)叵滤幌陆担馏w尤其是土洞頂極處土體受到浮托力減小乃至消失，使土體溶重增加導致塌陷陷。b、浸泡

5、軟化作用：地下水位上升或降雨使土體飽水軟化降低土體物理力學性能，使土洞頂極失穩(wěn)而塌陷。c、散解作用：地下水位反復升降波動，使土體反復干濕交替變化，加劇土體崩解剝落形成土洞，促使塌陷。 </p><p>　　軟土：其產(chǎn)出部位往往在基巖面附近，這也是直接與巖溶裂隙，開口通道連通部位，隨著地下水流動，破壞土體結構，使土松軟。進一步潛蝕最易形成土洞。 </p><p><b>　　二、病

6、害的危害性 </b></p><p>　　巖溶地區(qū)由于以上病害的存在，對房屋地基穩(wěn)定性造成直接威脅，影響建筑物使用安全是很大工程隱患。特別是巖溶塌陷對已建建筑物危害更大，直接影響到人民生命財產(chǎn)安全，給國民經(jīng)濟造成巨大損失。 </p><p>　　三、壓力灌漿化學加固處理 </p><p>　　巖溶地區(qū)地質病害危害嚴重必須處理，壓力注入水、水泥、水玻璃、粉

7、煤混合漿液這一化學加固法對堵巖溶開口、裂隙，加固土洞、固化軟土提高地基承載力、穩(wěn)定性是一種很有效的方法。 </p><p><b>　　化學加固機理： </b></p><p>　　1、水玻璃與水泥水解產(chǎn)物生成硅酸鈣，化學反應式： </p><p>　　NaOnSiO2+Ca（OH）2+MH2O—→CaOnSiO2·MH2O+NaOH

8、同時水玻璃還與土中的鈣反應生成的硅酸鹽使土體進一步固結，增強本體抗?jié)撐g能力。 </p><p>　　2、灌注大量漿液后，松散土體遭受擠壓排出空隙水改變土體塑性狀態(tài)，土體積縮小，土粒緊密從而提高土體強度。另外漿液在土中充填、穿插、切割、包裹等形式與土體形成新的混合體提高了土體強度。在灌注加固過程中以上兩種機理是同時存在的，只是程度因時空條件不同而有所差異。 </p><p>　　四、在基礎設

9、計方面 </p><p>　　在覆蓋巖溶地區(qū)進行建筑時，要尊重客觀自然規(guī)律，以避免或減少巖溶塌陷等災害所造成的損失。在設計建筑物時按抗震設計規(guī)范并采取相應的構造措施并提高建構物的整體剛度。建議五層以上磚混結構住宅建筑須設置地基圈梁，且其斷面及配筋一般可按承重橫墻最不利位置基礎下產(chǎn)生直徑為2.0m的土洞塌陷進行計算和設計，上下對稱配筋。建議在工程地質勘察布孔時，除滿足現(xiàn)行勘察規(guī)范外，尚應適當加密孔距和加深孔深。如發(fā)

10、現(xiàn)地基有土洞、塌陷、軟土等現(xiàn)害時，應先查明土洞、塌陷、軟土的邊界及評價其影響，并先對地基進行相應的處理，再進行建筑會更有利，符合方便節(jié)省的原則。 </p><p><b>　　五、實例 </b></p><p>　　本人在單位從事巖土工程勘察、設計、施工至今現(xiàn)結合本人在工作中的一些經(jīng)歷介紹在應用壓力灌漿化學加固法并結合設計成功處理幾起因地質病害對房屋地基造成危害的例子

11、。湖南省某地區(qū)地下河流縱橫交錯，巖溶十分發(fā)育。 </p><p>　　a）、該地區(qū)某住宅小區(qū)于2012年10月8日至11月7日短短一個月時間連續(xù)發(fā)生3個住宅墻體基下土體大塌陷。塌坑直徑在3.9～5.5米，深度2.0～5.0。經(jīng)查原因是由于在某住宅小區(qū)西側山腳下，距住宅區(qū)約100米處的一口新水井，在成井洗井試抽水過程中引起的，最大抽水量108t/h，因抽汲地表、巖溶水而誘發(fā)塌 陷。另外根據(jù)地震折射資料，表明在住宅區(qū)

12、內有6條異常帶，這些異常帶是容易形成土洞和產(chǎn)生塌陷的地帶，這些另外根據(jù)地震折射資料，表明在住宅區(qū)內有6條異常帶，這些異常帶是容易形成土洞和產(chǎn)生塌陷的地帶。新井洗井抽水，使地下水位下降，時抽時停，反復多次抽水，使地下水位大幅度波動變化，產(chǎn)生正負水擊，引起塌陷。模擬抽水試驗，當抽水17和18分鐘時，主井水位下降7米多，相距200米的水位監(jiān)測孔下降4米多，這充分說明巖溶裂隙被抽通之后水位連通，變化劇烈，危害嚴重。建委下文作出封閉該井的決定，同

13、時，住宅場區(qū)內采用壓力注漿方案加固地基，封墻基巖面溶洞開口，提高基巖面軟流塑土抗?jié)B流潛蝕能力，消除塌陷隱患。從所打質檢孔在基巖面附近取上了柱狀粘土水泥蕊，原來的軟流塑狀土變成了可塑狀土。同時從取上的基礎巖蕊來看，巖</p><p>　　b）、2012年某新建圖書館地基，通過物探發(fā)現(xiàn)兩條次級破碎帶斜穿該建筑物地基下，軟流塑狀土體發(fā)育，我公司在基建施工中，除對基礎形式作了適當變動（由獨立柱基改為柱下梁式帶形基礎）外，

14、還作了壓力注漿封堵巖溶開口裂隙，防止基巖面土體潛蝕而產(chǎn)生土洞塌陷。地基處理后該圖書館已由原設計的四層加至五層，并已建成投資使用。 </p><p>　　c）、2012年4月我公司在興建319、318、317三棟宿舍時，根據(jù)地質報告揭示，319棟場區(qū)內下伏流塑狀淤泥質土，距基底持力層3米～5米，層厚1.2米～3.5米。同時在該建筑物○A×○7軸交點處發(fā)現(xiàn)一土洞。該土洞位于軟塑狀粉質粘土中，洞高4.4米，洞

15、寬（直徑）2.6米。另根據(jù)該地質報告水文簡況分析，該場區(qū)地下水具有雙層含水結構，上層水主要賦存及運轉于中砂卵石層中的孔隙潛水。下伏基巖裂隙中，為巖溶裂隙水，水量豐富，地質報告結論指出：場區(qū)內具備土洞發(fā)育的土層和地下水條件。土洞有可能繼續(xù)發(fā)育產(chǎn)生地面塌陷，從而導致局部地穩(wěn)定性變差或失穩(wěn)。由于流塑狀土，土洞的存在對地基穩(wěn)定性造成了直接威脅。為消除隱患，我校采取壓力灌漿化學加固法對軟土和土洞進行了加固處理。在基礎結構上將原設計片石基礎改為鋼筋

16、混泥土條形基礎，并加高基礎梁提高建筑整體剛度。 </p><p>　　對軟土：通過漿液在軟土中充填、穿插、擠密等形式。使土體得到團結加強。形成水泥、淤泥質粉土混合體，以提高其強度。 </p><p>　　對土洞：土洞周邊加固至巖面，封堵巖溶裂隙，確保土洞不再發(fā)育。土洞中心加固至土洞頂板，使土洞不再繼續(xù)向上發(fā)育，達到杜絕引起地面塌陷的目的。 </p><p>　　通過

17、采取上述措施處理后，該建筑2012年11月已交付使用情況良好。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] DL/T 5148-2001. 水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范[S]. 2001 </p><p>　　[2] SL 62-1994. 水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范[S]. 1994 </p&g