巖溶地區(qū)地基塌陷成因分析及化學(xué)灌漿處理

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1、巖溶地區(qū)地基塌陷成因分析及化學(xué)灌漿處理：地基塌陷在巖溶地區(qū)是經(jīng)常發(fā)生的，成因復(fù)雜多樣，對(duì)工程建設(shè)的危害性較大。本文以河池某綜合樓地基塌陷為例，分析其成因，采取合理、經(jīng)濟(jì)、安全的地基處理方法—化學(xué)灌漿學(xué)，并取得成功?！　￡P(guān)鍵詞：塌陷；巖溶；地下水；地基處理；化學(xué)灌漿　　一、工程概況　　河池市某日雜公司擬新建一棟綜合樓，擬建樓高七層，框架結(jié)構(gòu)，平面上呈不規(guī)則分布。擬建場(chǎng)地北面緊臨解放路，東面為8層高的紅茂賓館，南面為該單位6層住宅樓，西面臨近6層高民房。河池市某基礎(chǔ)工程公司于2004年元月對(duì)擬建場(chǎng)地進(jìn)行詳細(xì)勘察，并建議采用條形基礎(chǔ)，

2、以硬塑狀粘土②為地基基礎(chǔ)持力層，可～軟塑狀粘土③為下臥層；設(shè)計(jì)采用條形基礎(chǔ)，目前已進(jìn)行基坑開挖，并已進(jìn)行部分條形基礎(chǔ)的施工。2004年6月21日下午5：40分左右，在擬建場(chǎng)地的西北面基槽內(nèi)突然發(fā)生地面塌陷，塌陷形成一個(gè)約3×2.8m(長(zhǎng)×寬)的塌陷坑，并使塌陷坑周圍的土往塌陷坑中塌落，塌陷坑中心比四周基坑底下凹0.60~0.70m，塌陷后見地下水從塌陷坑中涌出，并很快將塌陷坑淹沒?！　《?、場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)特征　　建筑場(chǎng)地原勘察報(bào)告《河池市金城江區(qū)日雜公司綜合樓巖土工程勘察報(bào)告》（2004年1月10日），將場(chǎng)地地基巖土劃分為4層：

3、雜填土層①，厚1.50～2.00m；硬塑狀粘土層②，厚5.90～7.30m，做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)N=8～10擊；可塑～軟塑狀粘土層③，厚3.50～6.50m，做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)N=3～6擊；白云質(zhì)灰?guī)r層④，揭露厚度0.50～1.90m，巖溶不太發(fā)育?！　∪?、塌陷的成因分析和對(duì)擬建建筑物的影響　　綜合勘察及周圍地質(zhì)調(diào)查，塌陷形成原因：進(jìn)入雨季后，巖溶地下水在得到充分補(bǔ)給后迅速上升，龍江水位也迅速上漲，致使場(chǎng)地中粘土②-2被浸泡飽和變軟，當(dāng)雨后地下水位下降，巖溶中的空隙、裂體是地下水排泄逕流的主要通道，地下水在下降過程中帶走上部變軟的土顆粒，

4、并逐步擴(kuò)大形成潛流空洞，使土體失穩(wěn)下塌，這種作用是巖溶地下水在下降過程中同時(shí)發(fā)生，隨著下部粘土②-2不斷被地下水沿巖溶空隙排匯流失，塌陷中心向四周擴(kuò)大，最終形成地表土體陷落出現(xiàn)塌陷坑。因此石灰?guī)r中巖溶的發(fā)育存在，地下水位上漲與下降、流動(dòng)是造成塌陷最直接的主要的地質(zhì)因素?；娱_挖形成地表附近最低的地形狀況，土層壓力減小，有利于地下水的逕流、活動(dòng)與匯集，是人為的客觀因素。　　勘察結(jié)果：塌陷區(qū)的土體力學(xué)強(qiáng)度明顯降低，并呈現(xiàn)以塌陷坑為中心，受擾動(dòng)的土體呈倒喇叭形分布的特點(diǎn)，塌陷的影響深度直接連到基巖面，說明是由于場(chǎng)地灰?guī)r上部發(fā)育有和深部

5、的溶洞裂隙相通的溶槽裂隙，使得土體有流走的通道。目前塌陷的影響范圍不僅僅局限于目前看到的塌陷坑，在其外圍3～5m范圍內(nèi)均不同程度受到擾動(dòng)，在緊靠塌陷坑附近的已施工的條形基礎(chǔ)底部的地基持力層也受到了擾動(dòng)，說明場(chǎng)地的天然地基已遭破壞，未經(jīng)處理不能作為天然地基的地基持力層使用。由于塌陷還有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)，塌陷對(duì)擬建建筑場(chǎng)地及其周圍建筑物具有進(jìn)一步的危害趨勢(shì)?！　「鶕?jù)廣西水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察公司對(duì)該擬建場(chǎng)地地質(zhì)災(zāi)害治理施工方案的審查意見及建設(shè)方的意見，決定采用化學(xué)灌漿法對(duì)塌陷場(chǎng)地進(jìn)行加固處理?！　∷?、化學(xué)灌漿加固設(shè)計(jì)　　　?。ㄒ唬┘庸?/p>

6、設(shè)計(jì)原理及目標(biāo)　　針對(duì)該綜合樓土層情況，采用靜壓灌漿形成X脈狀加固體加固軟弱土層技術(shù)，該技術(shù)是采用水泥水玻璃漿液，利用灌漿泵將漿液通過注漿管，強(qiáng)制壓入到被加固的土體中，漿液在土體中劈裂、擠壓、滲透作用下，使高濃度的水泥-水玻璃漿液與土體相結(jié)合，形成具有較高強(qiáng)度的水泥土固結(jié)體和樹枝狀水泥X脈體，使土的含水量降低，密實(shí)度提高，并提高各土層的力學(xué)強(qiáng)度和變形模量，同時(shí)滿足設(shè)計(jì)要求，以達(dá)到加固軟弱地基的目的。加固后，復(fù)合地基承載力特征值：基槽底至-8.00m承載力特征值為180kPa，-8.00m到基巖面承載力特征值為120kPa。加固原

7、理如下：　?、倥殉涮睿阂揽枯^高壓力，使?jié){液能克服地基中初始應(yīng)力和土體抗拉強(qiáng)度，使土體沿垂直于小應(yīng)力的平面和土體強(qiáng)度最弱的平面上發(fā)生劈裂，增大漿液擴(kuò)散范圍?！　、跀D密：利用高壓泵的灌漿壓力劈裂土層，再進(jìn)行充填擠密；　　③固結(jié)：漿液析水固結(jié)，漿液與周圍土體發(fā)生置換固結(jié)；　?、苄纬擅}狀X絡(luò)：沿漿液在土體的流動(dòng)通道，形成X絡(luò)脈狀結(jié)石塊，象骨架一樣對(duì)土體起支撐作用，從而提高土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性?！　。ǘ┰O(shè)計(jì)技術(shù)要素　　1、加固范圍　　加固部位為擬建場(chǎng)地塌陷坑及塌陷影響區(qū)，即北、西面，加固范圍為14m×8.0m（如平面圖所示），加固面積約

8、112m2?！　?、灌漿材料　　灌漿材料選用水泥-水玻璃雙液體系。水泥用525#普通硅酸鹽水泥，水灰比為2：1、1：1和0.8：1，水玻璃濃度為40°Be。水玻璃稀釋后才灌入（水玻璃與水的體積比為1：1），水玻璃與水泥漿的體積比0.2：1～0.5：1?！　?、灌