试析泡沫混凝土充填技术在复杂岩溶空洞地基处理中的应用

张贵章

摘   要：本文与工程案例相结合，进而根据现场溶洞的实际情况，应用了现代较为发达的泡沫混凝土材料来对复杂的岩溶洞进行适当的填充处理和有效的加固技术。将此种新型的处理方法与传统的水泥浆、符合浆注浆技术进行综合的全面对比和分析，通过注浆后的检测结果来证明泡沫混凝土技术的可行性与效果。由于泡沫混凝土能够大幅度降低工程的建筑成本，所以值得在业内进行推广和应用，也期望能够为具有相似类型的岩溶洞填充处理技术带来一定的借鉴意义。

关键词：泡沫混凝土填充技术  岩溶空洞地基  应用

中图分类号：TD823                               文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）08（b）-0056-02

近年来，越来越多的岩溶地区开始大兴土建工程，随之而来的岩溶空洞问题就成为了项目工程当中急需解决的重要问题，要着力加强对岩溶洞的地势情况与分布情况的精准探测，进而采取经济合理的可行性技术等地基处理措施，对于工程的建筑来说具有非常大的技术价值与社会意义。

1  工程概括

为了能够更好地体现出泡沫混凝土填充技术在复杂岩溶空洞地基处理中的应用，本次工程的选址在贵州安顺虹机厂内，工程共需要建造3栋大楼，分别为1～3号楼，需要在三栋楼中设置地下停车场，并且2楼需要建造展示厅，现在三栋大楼的基础已经采用PC管桩，而本次工程所需要做的就是对3栋楼地基处的溶洞进行处理。本次所建造工程的地质条件则相对较差，既有溶洞也有土洞，地基土层主要以中风化状态的破碎灰岩为主，并且溶洞和土洞分布在不同地层表面，使灰岩表面存在一定的高低落差，起伏不定，而且溶洞的形态结构也并不稳定。溶洞多为空洞，但是也有一些洞内存在一些填充物。

2  泡沫混凝土填充技术

2.1 处理方法

泡沫混凝土的填充处理应该安排到桩基施工之前，可以通过运用XY-150工程钻机进行钻进工作，其钻孔的直径应该保持为110mm，并且注浆所用的注浆管应该为不同大小。注浆所采用的材料為425普通硅酸盐水泥，MS-1型符合发泡剂，用水上不可以使用含酸性物质的水体，采用普通的自来水按照（350∶2.4∶175）kg/m3的比例进行调配即可。

2.2 施工顺序

2.2.1 布孔及定位放线

在进行布孔及定位的放线工作时应该以岩溶空洞的钻孔为中心，并且以正方形的结构来安排注浆孔的分布，这里应该注意每个钻孔之间距离的大小，钻孔之间距离的偏大，那么则会造成填充率的不足，钻孔之间距离偏小，那么则会增大钻孔所消耗的成本，所以在本次工程中则采用2m×2m的间距来进钻孔，如图1所示。

按照图1注浆孔分布图进行布孔、定位放线的工作，相关负责人应该对每个钻孔进行测量，其误差不应该超过2cm，最后经过反复的确认才能投入使用。

2.2.2 钻孔工序

根据上文中所提到的处理方法，在钻孔工序上则通过运用XY-150工程钻机进行钻进工作，在泡沫混凝土的注浆孔上进行引孔操作，钻孔的直径保持在110mm，所以注浆管管径大小则为110mm。在钻孔分别钻到岩溶空洞的顶部和底部时应该进行相应信息的记录，并于施工前所做的地质勘测报告进行比对，绘制钻孔工序的柱状图。

2.2.3 加工及填埋注浆管

注浆工序需要分成3次完成，并且需要采用大小不同的注浆管进行注浆工作。在第一次注浆中需要采用DN45φ50的焊接钢管，第二次和第三次注浆中所采用的则为DN20焊接钢管，注浆管被填埋到空洞部分时，应该对其进行加工。两种注浆管应该所填埋的位置应该要比岩溶空洞的洞底还要深500m左右，这里应该注意注浆管的下端应该是被压扁的，并且用粘性物质进行包裹[1]。大注浆管应该每隔20cm对管身进行钻孔，并打通两侧，同样小管也应该对管身进行钻孔，其相隔的距离则为40cm，且为单侧开孔。

2.2.4 制作泡沫混凝土

在本次工程的泡沫混凝土制作工艺中，采用425普通硅酸盐水泥、MS-1型复合发泡剂以及自来水，进行泡沫混凝土的制备，值得注意的是在制备泡沫混凝土时，为了提高泡沫混凝土的不散性，可以添加一定量的纤维素醚以此来提高泡沫混凝土的粘稠度[2]。并且在制备泡沫混凝土过程中，应该根据其物理力学的指标进行合理的调制，指标如表1所示。

具体的制备工艺是，先将发泡剂填水进行稀释，在将稀释液发泡形成泡沫，然后则需要将泡沫和混凝土进行搅拌，形成多孔型轻质现浇的混凝土，通过高压输送设备进行运输，从而实现浇筑。

2.2.5 灌注泡沫混凝土

在进行泡沫混凝土的灌注中，应该注意以下的问题，在进行第一次灌注时，应该先向大注浆管中注入清水，其目的是为了将包裹在管身表面的胶纸冲散，当胶纸被冲掉以后，则可以向注浆管中灌注泡沫混凝土，压入的压力为1～2MPa，如果在灌注的过程中出现了进浆量偏大的情况，那么则可以调整压入的压力，对压力进行适当的降低，如果实在难以控制则可以采用间歇性灌注方式进行泡沫混凝土的灌注。当注浆管的孔口出现反浆情况时，则停止灌注工作。第二次的灌注，应该是第一次灌注结束两天以上后，在原本的灌孔处用小管进行灌注，同样在灌注之前需要压入清水冲开管身表面的胶纸，然后再向注浆管中灌注泡沫混凝土，当灌注泡沫混凝土的压力上升到2～4MPa时，则停止灌注工作。第三次的灌注，则是第二次灌注结束后两天左右开始工作，操作流程基本一致，只需要记住在灌注泡沫混凝土压力上升到4～6MPa时，则停止灌注工作[3]。

3  与其他方案的对比

在实际工作中填充处理的技术有很多种，如上文中提到的泡沫混凝土填充处理，还有符合浆液填充处理、纯水泥浆液填充处理等方式。本文就以上述3种方式进行对比。这时则需要对各填充处理方案进行质量的检查，本次检查主要以检查钻孔为主，采用钻探取芯的方式对岩溶空洞的填充效果进行检测。本次检测数量为钻孔数量的1%，分别对3种填充技术下的钻芯进行了测试，测试结果如表2所示。

通过表2可以看出，泡沫混凝土填充方案具有成柱状好、完整性高、坚硬程度强的特点，并且其对环境并没有影响，最重要的是，通过泡沫混凝土填充技术所填充的岩溶空洞其地基的承载力相比其他两种填充方式更大。

4  结语

岩溶地基所具有的最大缺点就是缺少稳定性，也正因如此给工程的建设带来了非常大的安全隐患，传统的水泥浆注浆技术具有高成本低效率的特点，而复合浆液填充技术的成本过高利用率较低，同时也污染了环境。本文所采取的泡沫混凝土材料以及使用技术进行地基回填，不仅在一定程度上降低了成本，且具有高质量、高充填率、操作简单、安全等优势。通过实验检测所得出的结果均符合行业内的标准，且填充的质量都高于设计的要求，在一定程度上为岩溶地区的地基处理提供了相应的经验和借鉴。

参考文献

[1] 罗承浩.泡沫混凝土充填技术在复杂岩溶空洞地基处理中的应用[J].福建建设科技，2018（6）：45-48.

[2] 黄鹏，简文彬，洪儒宝，等.覆盖型岩溶土洞泡沫混凝土复合地基模型试验研究[J].水利与建筑工程学报，2018，16（6）：45-49.

[3] 黄智国.岩溶地区桩基施工中的溶洞地基处理分析[J].西部资源，2019（4）：97-98.