巖溶地區(qū)應(yīng)用壓力灌漿化學(xué)加固法處理常見地質(zhì)病害研究

1、<p>　　巖溶地區(qū)應(yīng)用壓力灌漿化學(xué)加固法處理常見地質(zhì)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(xué)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(zhì)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(jié)合場地實際情況，可以推廣應(yīng)用這一多快好省的地基加固處理方法。

2、</p><p>　　關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū) 應(yīng)用壓力灌漿化學(xué)加固法 處理 常見地質(zhì)病害 </p><p>　　中圖分類號：F407.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p>　　一、巖溶地區(qū)主要地質(zhì)病害及形成機(jī)理 </p><p>　　溶洞、土洞、巖洞塌陷、軟土等，是巖溶地區(qū)常見地質(zhì)病害。 </p><p>　　溶洞：受地表水、

3、地下水不斷浸蝕，化學(xué)作用機(jī)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(jī)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(jī)理上，隨著巖溶地下水的進(jìn)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(jìn)行沖刷搬運(yùn)，產(chǎn)生流土使土松化。特別是在打井抽水地區(qū)由于強(qiáng)力抽汲巖溶地下水，這種作用特別明顯，可使土洞迅速擴(kuò)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(dāng)?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(dǎo)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(xué)性能，使土洞頂極失穩(wěn)而塌陷。c、散解作用：地下水位反復(fù)升降波動，使土體反復(fù)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(jié)構(gòu)，使土松軟。進(jìn)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(jì)造成巨大損失。 </p><p>　　三、壓力灌漿化學(xué)加固處理 </p><p>　　巖溶地區(qū)地質(zhì)病害危害嚴(yán)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(xué)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(xué)加固機(jī)理： </b></p><p>　　1、水玻璃與水泥水解產(chǎn)物生成硅酸鈣，化學(xué)反應(yīng)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(yīng)生成的硅酸鹽使土體進(jìn)一步固結(jié)，增強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度。在灌注加固過程中以上兩種機(jī)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(chǔ)設(shè)

9、計方面 </p><p>　　在覆蓋巖溶地區(qū)進(jìn)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(zāi)害所造成的損失。在設(shè)計建筑物時按抗震設(shè)計規(guī)范并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施并提高建構(gòu)物的整體剛度。建議五層以上磚混結(jié)構(gòu)住宅建筑須設(shè)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(chǔ)下產(chǎn)生直徑為2.0m的土洞塌陷進(jìn)行計算和設(shè)計，上下對稱配筋。建議在工程地質(zhì)勘察布孔時，除滿足現(xiàn)行勘察規(guī)范外，尚應(yīng)適當(dāng)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(yīng)先查明土洞、塌陷、軟土的邊界及評價其影響，并先對地基進(jìn)行相應(yīng)的處理，再進(jìn)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(shè)計、施工至今現(xiàn)結(jié)合本人在工作中的一些經(jīng)歷介紹在應(yīng)用壓力灌漿化學(xué)加固法并結(jié)合設(shè)計成功處理幾起因地質(zhì)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(cè)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(nèi)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(nèi)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(fù)多次抽水，使地下水位大幅度波動變化，產(chǎn)生正負(fù)水擊，引起塌陷。模擬抽水試驗，當(dāng)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(yán)重。建委下文作出封閉該井的決定，同

13、時，住宅場區(qū)內(nèi)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(zhì)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(chǔ)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(chǔ)形式作了適當(dāng)變動（由獨立柱基改為柱下梁式帶形基礎(chǔ)）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(shè)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(zhì)報告揭示，319棟場區(qū)內(nèi)下伏流塑狀淤泥質(zhì)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(zhì)粘土中，洞高4.4米，洞

15、寬（直徑）2.6米。另根據(jù)該地質(zhì)報告水文簡況分析，該場區(qū)地下水具有雙層含水結(jié)構(gòu)，上層水主要賦存及運(yùn)轉(zhuǎn)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(zhì)報告結(jié)論指出：場區(qū)內(nèi)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(dǎo)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(xué)加固法對軟土和土洞進(jìn)行了加固處理。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上將原設(shè)計片石基礎(chǔ)改為鋼筋

16、混泥土條形基礎(chǔ)，并加高基礎(chǔ)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(tuán)結(jié)加強(qiáng)。形成水泥、淤泥質(zhì)粉土混合體，以提高其強(qiáng)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(dá)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(xiàn)： </b></p><p>　　[1] DL/T 5148-2001. 水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范[S]. 2001 </p><p>　　[2] SL 62-1994. 水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范[S]. 1994 </p&g