1、CM 复合地基处理在溶洞地质地基中的应用专版 ICM 复合地基处理在溶洞地质地基中的应用口骆庆生摘要:广州某经济房项目工程所在场地地质为石灰岩层 ,岩层内有溶洞,溶洞率高达 60%,且洞与洞之间存在连通的可能性.在该工程中应用的 CM 复合地基处理施工方法对类似工程的施工具有借鉴意义.关键宇:地基处理;石灰溶洞;CM 桩一,概述广州某经济房项目位于广州市机场路,工程地上 19 层,地下 3 层,总建筑面积为 38532m.根据工程地质报告,场地地质含有石灰岩层,岩层内有溶洞,溶洞率达 6O%,而且洞与洞之间不排除连通的可能性,埋深 10.85-28.2m.二,CM 复合地基的实施(一)该工程
2、CM 复合地基施工方案该工程经设计方同意后并进行实施的方案是:C 桩(刚性桩)采用巾 600 长螺旋钻孔灌注桩,以石灰岩作为持力层,遇岩石即停.M 桩(亚刚性桩或柔性桩)采用巾 600 水泥搅拌桩,桩长 6m,持力层为粉土层,褥垫层为 2m 碎石垫层,其配合比为碎石:石屑:中粗砂:水:5:3:1:1,分层夯实.通过交叉布置 CM 桩及褥垫层 ,使桩和土共同作用并构成平面及竖向合理的刚度级配梯度,达到理想的协同工作应力状态.(二)采用合理的施工流程按照以往 CM 复合地基工艺要求 :“当 C 桩选用灌注桩时先施工 M 桩“.但在该工程中的 M 桩设计桩顶标高在地下室以下,假如先施工 M 桩,则需
3、要空桩 8米,M 桩施工后场地将被钻空多个土洞,使场地上部土层的承载力更小.C 桩桩机重达 4O 多吨,根本不能移动,更有倾覆的危险.根据实际情况并得到设计与监理的同意反转 CM 桩施工顺序 .(三)严格控制桩身长度和垂直度在该工程中溶洞埋深 10.8528.2m,C 桩设计直至石灰岩持力层(不穿透石灰岩洞),C 桩施工关键在于如何保证 C桩遇岩即停.C 桩在钻孔过程如顺利进行则表明未到达岩层,若难以钻入则可判断C 桩已到达岩石面层,此时必须停止向下钻,以有效地避开溶洞.1.在接近岩溶地段,应减慢钻进速度,加大泥浆密度的方法成孔.2.在钻孔施工时,孔内泥浆突然下沉140厂东科技总第 174 期
4、或孔内突然没了泥浆时,可判定为遇到溶洞了.3.一旦遇到溶洞,应及时向孔内投放粘土,水泥和片石,依靠长螺旋钻孔桩的冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙,保持孔内泥浆高度,使钻孔顺利进行.4.在溶洞,溶槽,溶沟中施工时,可采用预埋块石,保证钻头作业面强度均匀,减少成孔倾斜.M 桩设计入土桩长 6m,基本上不会到达岩层.M 桩施工过程中要在钻杆中做好明显的标记,严格控制桩长 L=6m.尽管或缩颈断桩,而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀,桩项浮浆过多或混和料离析现象,最终导致桩身强度不足.故本工程施工时,泵送量为 30mTh,塌落度为16-20em,拔管速率控制在 2.3-2.5m/rain.通过
5、现场施工员,质安员旁站,以拔管速率和混凝土的塌落度为主控指标进行监控,确保钻孔内混凝土料连续不发生断料现象.三,实施效果质量监督部门对我方施工的 CM 复合地基进行检测结果如表一.表一 CM 复合地基检测结果复合地基(整体荷载板静 C 桩(小应变检测)M 桩(抽芯检验 )荷检测)工程总量 460 根 559 根 3620m50 个检测点(每点检测数量 138 根 56 根2.7mx27m1占总量比例 3O%10%10%级别数曩比例 700kPa 以上 32 点桩身混凝土连续,完整,I 类桩 129 根 93.5%混凝土胶结良好,抽检 kPa11 点检测效果II 类桩 9 根 6.5%混凝土的抗
6、压强度代表 650600kPa5 点值均满足 C20 的要求.m 类桩 0 根 0.0%600550kPa2 点上述设计使得遇溶洞机率极小,但在实际施工过程中,M 桩仍有遇到钻杆钻进 5-6米就受阻,达不到设计桩长的情况.这是由于地质情况复杂,某些地方的基岩埋深太浅,此时必须补桩.该工程补桩原则是在距离设计桩位任意方向 1500mm 处重钻一根.在 CM 桩的施工过程中 ,除了保证其钻入桩身长度外,还必须严格调控桩机平整度和导向架的垂直度,保证 C,M桩的垂直度偏差不得超过 1%,桩位偏差不得大于 50ram.(四)确保桩身混凝土的泵送量与拔管速率的协调性当钻杆,钻头钻到设计深度后,一边泵送混凝土,一边拔管,拔管速率由泵送量决定.拔管速率太快可能导致桩径偏小经核定,该工程复合地基承载力为675kPa,满足上部结构设计所需的地基承载力400kPa,其安全系数已高于 1.6倍.而且沉降也小于设计允许沉降量50ram.C 桩和 M 桩共计 1019 根.其中遇溶洞桩数 8 根,遇溶洞机率为 O.79%1%.四,结束语该工程以合理的施工流程确保了 C桩和 M 桩的质量,再加上对桩间土承载力利用,通过三者形成的复合地基解决了溶洞地质地基的问题,是较为成功的工程实例之一.(作者单位: 广州市第三建筑工程有限公司)
