桩基工程中处理地下溶洞的技术探讨

舒洪勇++吴淼康++向丽++计江丽

摘 要：在浙北湖州地区，部分场地不良地质的岩溶强发育，存在较多的地下溶洞，为保证桩基质量，一般采用一桩一探方式，勘察出的溶洞大概尺寸大小和洞内的填充物的情况，然后根据不同情况对溶洞采用抛填法、灌浆法、灌注混凝土填充法、套放大小钢护筒法等处理方法。本文总结了对溶洞采用水泥粉煤灰注浆法对岩溶治理的经验，达到了工程设计要求桩基地下持力层保证一定厚度完整基岩的规定，从而保证了钻孔桩的工程质量，确保建筑物的安全。本文供各位从事工程建设的技术人员参考。

关键词：岩溶； 勘察； 隐患； 基岩； 成桩； 注浆； 质量； 安全

1.工程概况

长兴御龙湾小区工程，位于湖州市长兴县，用地面积67600㎡，共有11幢32～33高层和8幢16～18高层。由浙江省工程物探勘察院进行了地质勘察，在岩溶勘察中，发现下部岩溶发育，为防止场地不良地质对建筑工程质量产生安全隐患，设计要求进行治理，保证高层钻孔桩的工程质量，以达到桩基地下持力层保证4米以上完整基岩的工程设计要求。

2.溶洞发育关系密切的⑨层地质情况

⑨-0层，溶洞（Qch）：灰黄、棕红色，以粉质粘土为主，软可～硬可塑，局部含少量碎石，碎石成份为溶蚀后的灰岩碎块，为溶洞堆积物，漏浆严重，局部为空洞。层面标高-44.70～-24.10m，厚度0.20～4.90m。

⑨-1层，全风化石灰岩（C2h）：灰黄色，硬可塑，刀切面较粗糙，见氧化铁斑点，原岩已完全风化成土状，干强度较高，韧性较高。

⑨-2层，强风化石灰岩（C2h）：灰色，块状构造，岩石风化强烈，节理裂隙极发育，局部有溶蚀现象，岩芯呈碎块状，手可掰开。局部夹有中风化岩块。

⑨-3层，中风化石灰岩（C2h）：灰～灰白色，块状构造，岩石风化强烈，节理裂隙极发育，裂隙面见褐红色渲染，局部见有溶蚀现象，局部见5～30cm厚的方解石脉，岩芯呈短柱状或长柱状，锤击声催。

3.地下溶洞发育概况与危害性

场地底部基岩为石灰岩，石灰岩溶蚀现象局部较发育，在-44.70～-24.10m（黄海标高）之间分布有较多溶洞，钻探时第四系地层与灰岩层接触处和溶洞处漏水漏浆现象极严重，且分布有丰富的岩溶水，在其渗流作用下，岩溶土洞有坍塌造成上部桩基承载力安全系数严重不足，沉降不均匀等情况，更有可能出现桩基失稳，承载力缺失，从而影响建筑物使用安全的隐患。

4.岩溶勘察及溶洞加固方案

1）施工现场准备，施工场地应平整以利设备安置，设备进场前水电安装应到位，以利于施工用水用电。

2）岩溶勘察成孔工艺，钻孔开孔直径为φ108mm，钻孔超过粉质土层后下入110套管，钻至土层后变径为φ91mm钻进，采用优质泥浆或水泥浆护壁。若发现溶洞，则停止钻孔并进行注浆，注浆满后继续钻孔直至进入中风化灰岩6.0m后未发现溶洞，方可终孔停钻。

3）注浆工艺，注浆孔要求在孔内下入注浆管至溶洞底部上0.5m左右，采用循环注浆方式，详见溶洞注浆施工流程：钻机就位→钻孔配制注浆液→埋设注浆管→注浆→止浆封孔。

4）钻孔方式，采用跳孔施钻，施工时首先在两侧进行注浆，然后再在中线进行；在两侧进行注浆时，也必须采用间隔注浆的方法，以提高注浆效果。禁止全部钻完后再注浆。止浆采用似法兰盘简易止浆法或止浆塞、套管等方法止浆。

5）为增加浆液的和易性和水泥砂浆的早期强度，可在浆液中掺入适量的减水剂和早强剂，若遇空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙处，吃浆量较大时，视具体情况可采用间歇注浆。

6）注浆时采用浆液浓度先稀后稠的方法，注浆开始时要定时观测泵的吸浆量和泵压，记录注浆过程发生的各种现象，收集原始数据，并根据实际情况调整注浆量和浆液浓度，注浆过程中若出现地表裂隙大量跑浆时，应采用间歇式注浆，或减少泵量及采取地一充填裂隙的措施，阻止浆液从地面大量流失。

7）注浆孔堵塞，在结束注浆后及时清理设备、管道，拔出注浆管，用水泥纯浆将注浆孔全部堵塞好。

8）施工记录，统计好注浆施工中的各项数据，出现与设计有出入情况及时上报，一个区域的注浆作业完成后，清理好现场，搞好环境卫生。安全转移设备到下一个施工区域，进行下一步的施工作业。

5.注浆材料控制标准

1）水泥，注浆用水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥标号为325普通硅酸盐水泥，水泥不超过出厂日期3个月，受潮、结块者不得使用，水泥的各项指标符合国家标准，并附有出厂报告；

2）粉煤灰，用尽量磨细，其细度不粗于同时使用的水泥，烧失量小于3%。

3）水灰比可采用0.4～0.5，水泥中可掺入12-14%的粉煤灰，以其膨胀性提高充填效果。

4）水泥（砂浆）注入量，以灌满岩溶洞穴为准，若有多层溶洞发育则应自上而下分层灌满。

6.单孔注浆结束标准

1）控制孔口压力，孔口终压为0.3～0.4MPa，并根据孔口附近出现冒浆、串浆时可以结束灌浆；

2）达到设计灌浆压力，吸浆量小于5L/min，并稳定10min视为结束。对因发生孔口管内/外冒浆而非正常结束的注浆孔，应视其原因，在附近重做或结合检查孔补注浆。

7.岩溶勘察及溶洞加固的效果

1）勘察质量满足相应的规范规程及设计施工要求。达到桩基地下持力层保证4米以上完整基岩的工程设计要求。

2）灌浆井及观测、注浆井施工满足业主、设计、监理及总包方的质量、安全、进度要求。

3）注浆加固设计达到了预期效果，溶洞处理后满足了钻孔灌注桩施工的要求，没有出现塌孔或混凝土大量超灌的情况，达到了工程安全的目标。

4）经加固后，加固段的溶洞、溶隙得到了充分的填充加固，加固形成的复合地基岩土桩端承載力不小于2500KPa。

8.地下溶洞处理的效果检验方法

采用岩芯钻探进行取芯观测，并同时辅助用简易水文地质抽水试验测定加固后的复合地基岩土的渗透系数，数量可取5-10只钻孔，当复合地基岩土芯样的单轴抗压强度大于5Mpa，或渗透系数小于E-4cm/s级以下（弱透水性）时，可以达到预期目标。

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【文章编号】1627-6868（2017）05-0042-02