摘要：灌漿壓力、漿液的擴散半徑、灌漿時間等技術參數的合理確定對灌漿處理取得良好的效果具有重要作用。充填灌漿是巖溶區地基處理中一種常用的有效方法，本文就其中的幾個難題進行了探討。
　　關鍵詞：灌漿；淺層巖溶；處理
　　引言
　　巖溶區存在溶洞，將嚴重影響建筑地基的穩定性，降低地基的承載力，加大地基的沉降變形。對存在的溶洞進行地基處理，可避免其對建筑地基造成的不利影響。
　　1淺層巖溶的分類判斷
　　根據鉆孔所取得的巖芯資料，以及詳盡的鉆孔記錄，并根據鉆孔沖洗、壓水或注水試驗成果，進行綜合分析，可對巖溶發育情況有個基本明確的了解。
　　A.巖芯破碎，采取率低，有明顯的溶蝕痕跡，漏水流量大于1000L/min或透水率大于100Lu的孔段，且壓水或注水過程中，孔內水位沒有明顯變化，則該位置可能有大于8m3的具有較好連通性的巖溶洞穴。
　　B.巖芯破碎，采取率低，有明顯的溶蝕痕跡，漏水流量200-1000L/min或透水率值達20-100Lu，且壓水或注水過程中，孔內水位沒有明顯變化，則該位置可能有大于2-8m3的具有一定連通性的巖溶空洞。
　　C.巖芯完整性差，有溶蝕痕跡，漏水流量20-200L/min或透水率值達5-20Lu-且壓水或注水過程中，孔內水位根據漏水流量的變化而有明顯變化，則該位置有大于0.5-2m3的可能具有連通性的巖溶孔穴。
　　D.巖芯較完整，有溶蝕痕跡，但漏水流量小于20L/min，或透水率值小于5lu，且壓水或注水過程中，孔內水位有明顯充滿跡象，則該位置可能為巖溶孤立孔穴發育地段。
　　E.巖芯完整，沒有溶蝕痕跡，漏水流量小于20L/min，或透水率值小于5lu，且壓水或注水過程中，孔內水位有明顯變化，則該位置可能為巖溶不發育地段。
　　2某工廠淺層巖溶地基處理
　　2.1巖溶地基處理的一般原則
　　(1)對洞口較小的洞隙，宜采用鑲補、嵌塞與跨蓋等方法處理;
　　(2)對洞口較大的洞隙，宜采用梁、板和拱等結構跨越。跨越結構應有可靠的支承面。梁式結構在巖石上的支承長度應大于I.5倍，也可采用漿砌塊石等堵塞措施;
　　(3)對于圍巖不穩定、風化裂隙破碎的巖體，可采用灌漿加固和清爆填塞等措施;
　　(4)對規模較大的洞隙，可采用洞底支撐或調整柱距等方法處理。
　　2.2淺層巖溶充填灌漿處理
　　對地基穩定性有影響的巖溶洞隙，應根據其位置、大小、埋深、圍巖穩定性和水文地質條件綜合分析，因地制宜采取處理措施，采取充填灌漿處理措施，既經濟又具有顯著的加固效果。
　　2.2.1充填灌漿壓力
　　對巖溶地基進行充填灌漿，就是在壓力的作用下，使漿液充填空洞或洞隙，并要求漿液不擾動破壞周圍地基巖、土的結構。漿液的擴散能力與灌漿壓力大小密切相關，灌漿壓力提高，可增大漿液擴散半徑，增加可灌性。但是，灌漿壓力太大，將有可能導致溶洞周圍地基巖、土結構的破壞，降低承載力;若灌漿壓力太小，又不能灌滿溶洞或洞隙，因此，進行充填灌漿，必須選擇一個合適的灌漿壓力范圍。
　　為了從理論上確定灌漿壓力，我們假定充填灌漿符合球形擴散理論，并假定①被灌物為均質和各向同性;②漿液為牛頓體;③漿液從灌漿管底端注入地基內;④漿液在地層中呈球形擴散，如圖1。
　　
　　圖1:灌漿管底端的注漿球形擴散
　　
　　根據達西定律:
　　
　　
　　將上式在灌漿管口和任意半徑球面之間積分，整理后得:
　　
　　式中：q一注漿量(cm3/s);
　　K;一漿液在地層中的滲透系數(cm/s)，Kx=K/-3;
　　K一溶洞中充填物的滲透系數(cm/s):
　　β一漿液粘度對水的粘度比;
　　A一漿液滲透面積(cmZ);
　　r一漿液的擴散半徑(cm);
　　ro一灌漿管半徑(cm);
　　ho一漿液壓力，厘米水頭;
　　h一注漿點處漿液的壓力，厘米水頭。
　　當在溶洞周邊處(r=r1，r1為溶洞半徑)，令壓力水頭h=0，計算得到的h0min就是在灌漿過程中，漿液剛好充滿整個溶洞所需的最小壓力水頭(cm)。
　　即
　　最大灌漿壓力應是不引起溶洞周圍巖石和土體結構的破壞和擾動，在灌漿過程中，若灌漿壓力過大，將有可能造成溶洞周圍土體上抬，影響地基穩定。
　　2.2.2漿液擴散半徑
　　漿液擴散半徑:是一個重要參數，它對灌漿工程量及造價具有重要的影響。
　　由公式2可得漿液擴散半徑理論值:
　　
　　由于地基多數是不均勻的，尤其是在深度方向上，不論是理論計算或現場灌漿試驗都難求得整個地層具有代表性的;值，實際工程中又往往只能是采用均勻布孔的方法，為此，應注意以下幾點：
　　(1)在現場進行試驗時，要選擇不同特點的地基，用不同的灌漿方法，以求得不同條件下的漿液的r值:
　　(2)所謂擴散半徑并非是最遠距離，而是能符合設計要求的擴散距離;
　　(3)在確定擴散半徑時，要選擇多數條件下可達到的數值，而不是取平均值;
　　(4)當有些地層因滲透性較小而不能達到;值時，可提高灌漿壓力或漿液的流動性，必要時還可在局部地區增加鉆孔以縮小孔距。
　　2.2.3處理措施
　　(1)純水泥灌漿
　　①對于上述E類地層，采用純水泥漿材進行灌漿處理;
　　②一般情況下采用自上而下孔口封閉純壓式灌漿法;
　　③水泥標號32.5R，所用水泥從正規廠家采購，各項指標符合施工水泥技術要求，現場存放需保證其不受潮;
　　④水灰比0.5:l一0.7:1;
　　⑤水泥漿液必須經專用攪拌機攪拌4min以上，方可使用;
　　⑥射漿管距孔底不得大于0.5m;
　　⑦灌漿段長一般為5.0m。每孔分三段進行灌漿;
　　⑧自上而下每段的灌漿最大壓力為0.6,1.0.1.4MPa。灌漿時應盡快達到設計壓力，但注入率較大時應分級升壓;
　　⑨當注入量小于2L/min時，延長灌漿l0min結束;
　　⑩灌漿過程中，灌漿壓力或注入率突然改變較大時，應立即查明原因，采取相應的措施處理;第一、二段灌漿結束后，各需待凝3h后加深鉆灌。
　　(2)模袋灌漿
　　①對于上述有地下水的A,B類地層，采用先模袋水泥灌漿后常規水泥灌漿的灌漿方法處理;
　　②一般情況下采用自下而上孔口封閉純壓式灌漿法;
　　③灌漿模袋為基本材料由尼龍、聚酷、聚丙烯采用特殊工藝紡織而成，織物強度彈性極高。在灌漿壓力的作用下，水泥漿中的水分可以由袋中析出，而水泥不能外漏，這樣可以降低水灰比，提高固結強度，縮短固結時間。水泥在模袋中固化凝結，在水下具有不分散性，當地下水流速較大時，不會被沖失。并且模袋在壓力下膨脹，適應不同的形狀，有利于堵住各種形狀的溶洞;
　　④模袋灌注水泥漿液，為提高漿液的和易性，摻10-15%的膨潤土。水灰比0.5一0.7:1;
　　⑤灌漿采用無壓灌注，至不進漿止;
　　⑥水泥標號32.5R，所用水泥從正規廠家采購，各項指標符合施工水泥技術要求，現場存放需保證其不受潮;
　　⑦水泥漿液必須經專用攪拌機攪拌l0min以上，方可使用;
　　⑧灌漿結束后封孔待凝3--7天。然后重新開孔自下而上進行常規純水泥灌漿，三段灌漿壓力分別采用1.4,1.0,0.6Mpa。
　　(3)水泥砂漿灌漿
　　①對于上述C,D類地層，先采用水泥砂漿(摻10-15%膨潤土和4-6%水玻璃)灌漿后常規純水泥漿混合灌漿法進行灌漿處理。
　　②一般情況下采用自上而下孔口封閉純壓式灌漿法。
　　③水泥(含膨潤土):砂:水==1:1:0.5，砂比例為粗砂:中砂:細砂==l:l:l。
　　④灌漿段長一般為5.0m。每孔分三段進行灌漿。
　　⑤自上而下每段的灌漿最大壓力為0.6,1.0,1.4MPa。灌漿時應盡量達到設計壓力，但注入率較大時應分級升壓。
　　⑥當注入量小于2L/min時，延長灌漿l0min結束。
　　⑦灌漿結束后封孔待凝12h。然后重新開孔進行純水泥灌漿。
　　(4)封孔灌漿
　　按照灌漿標準灌漿結束后，將射漿管起出，進行封孔。封孔采用1:1:0.5水泥砂漿，0.5MPa封孔灌漿壓力，注入率小于1L/min后l0min結束。
　　2.2.4施工過程中發生的主要異常情況及處理
　　本工程巖溶地基處理是在基巖爆破后的巖面上進行鉆孔灌漿施工，因基巖爆破后，巖體表層破碎，另外由于地下溶洞的連通，基坑面較低，地下水具有水頭壓力，而使得多處出現涌水現象。針對這種情況，一方面，可通過基坑鋪設砂石墊層進行集中降水處理，;另一方面，針對灌漿過程中出現串漿、漏漿、冒漿的情況，采取低壓、限流、加大摻入水玻璃比例等綜合方法處理，得到較好的處理效果。灌漿過程中出現串孔后，采用橡塞封堵串漿孔，繼續正常灌漿。灌漿結束8h后，對串漿孔進行掃孔后灌漿。
　　工程場地地表溶溝溶槽發育，溶溝內充填有較厚泥層，鉆孔容易塌孔，鉆孔施工時采用套管跟管鉆進，確保孔壁完整，有利于灌漿施工，有效解決了土層無法卡塞灌漿的問題。
　　巖溶勘察及清基工作發現，冷卻塔局部地段發現有集中涌水，涌水量較大，且鉆孔勘察發現在該地段發育有較大的溶洞及破碎帶，灌漿過程中，發現附近灌漿孔灌入的水泥漿液從涌水處冒出，說明地下巖溶相通，巖溶灌漿處理難度較大。針對上述區域可采取如下措施:
　　(1)鉆孔電視，在鉆孔時發現有明顯溶洞跡象，下入小口徑(70mm)彩色水下鉆孔電視，了解巖溶發育情況，為下一步采取正確措施提供依據。
　　(2)對于該地下水活躍的區域，首先挖清地表土與淤泥，在巖溶地下水出地表處下埋管道，把涌出的地下水引至臨時蓄水處，對涌水較弱的區域，采取模袋水泥封堵，在引堵結合的措施下，成功地將地下水暫時止住，然后澆筑地表混凝土墊層。
　　(3)待地表混凝土達到凝固強度后，實施鉆孔，其中孔位采取梅花樁布置方案，鉆孔時，待第一個孔鉆畢，馬上灌漿，在灌漿過程，鉆機停鉆，以防在灌漿時發生冒漿現象，在灌漿過程中，注入漿率大于30L/min時，在水泥漿或水泥砂漿中摻加一定比例(2-3.5%)的水玻璃，調整漿液的凝固時間和和易性，以提高在動水條件下的灌注效果。在一個孔灌完后，再隔孔鉆孔，以防前面灌注的漿液串孔，通過各序孔逐步加密的灌注處理，終于將地下巖溶通道完全封堵住。
　　(4)遇到大溶洞、吸漿量、地表冒漿嚴重地段，施工過程中采用低壓、限流及間歇灌漿和灌注粗顆粒材料等措施施工，取得明顯的灌漿效果。
　　通過以上的措施，灌漿結束后，地表冒水現象得到有效的封堵，14天后通過檢查孔的鉆取巖芯觀察，巖溶地基灌漿處理效果理想。
　　結束語
　　在灌漿處理過程中，針對具體的巖溶發育情況，分別采取純水泥灌漿、水泥砂漿灌漿及模袋灌漿，在施工過程中，遇到異常情況，如大量涌水等情況，更要針對具體情況采取合適的處理措施，才能取得理想的處理效果。
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