淺談喀斯特地質條件下溶洞及事故樁處理方法

摘 要：介紹喀斯特地質條件下溶洞的處理方法，以及經過樁基檢測出不合格樁的處理方法。

關鍵詞：喀斯特地質；溶洞處理；樁基處理

我國疆土幅員遼闊、地大物博，含有各種地基，廣東、廣西尤以喀斯特地基為主，地基中含有大量溶洞，樁基施工過程中經常會出現漏漿現象，樁基成樁后又經常出現樁身中夾有泥塊、氣泡、蜂窩現象，更有甚者出現斷樁現象，進而導致樁基檢測不合格，本文簡要介紹了溶洞的處理方法，以及樁基檢測不合格樁的處理方法，望可與同行工程技術人員共同探討。

我司施工的廣東云浮青洲水泥有限公司4500T/D熟料新型干法水泥生產線熟料庫位于廣東省云安縣六都鎮冬城，建筑物為圓筒筒倉，直徑60m，用地面積2826m2，地基中含有大量溶洞，為典型的喀斯特地基，基礎采用沖孔灌注混凝土樁基礎，設計為145根，樁徑分別為1.3米和1.5米，非入巖樁身長度，直徑1.3米樁有效樁長≥51米，直徑1.5米樁有樁長≥60米，入巖樁進入中風化巖石深度為1倍樁徑，單樁設計承載力分別為10165KN和14000KN。 下面結合該工程施工過程中出現的具體問題，來淺談下喀斯特地質條件下溶洞及事故樁處理方法。

一、溶洞處理方法

（一）、溶洞處理分類

本場地基巖主要為頁巖及白云質灰巖，地質條件較為復雜，深部巖石多呈層疊現象，且風化程度不均，全風化、強風化地層中夾雜微風化巖。中—微風化巖中夾有強風化巖等，巖性差別大，風化裂隙正為發育，在地下水作用下，導致巖洞及土洞不良地質較為發育，土、溶洞大小不一，分布無明顯規律，在樁基沖孔成樁施工中造成漏水、漏漿現象較嚴重。樁基礎在沖樁時需做好土、溶洞及風化裂隙的注漿（或水泥）堵漏加固工作，不同溶洞處理方法不同，由易到難可分為如下四種：

1、當沖孔作業時出現漏漿現象，報監理、業主代表現場確定，當確認為是溶洞時，采用粘土法處理溶洞。

2、當采取了以上黏土法填充溶洞無效時，采用粘土、片石、水泥混合材料法處理溶洞。

3、當采取了以上混合材料法處理溶洞無效時，采用混凝土材料填充溶洞。

4、當采取了以上3條措施填充溶洞仍然無效時，采用鋼護筒跟進法。

二、溶洞處理的具體做法

分別介紹以上四種具體做法如下：

（1）、紅粘土法

發生漏漿確定為溶洞時，先用紅粘土填充，填充深度和次數視現場實際情況而定，以達到止住漏漿為止。

（2）、片石、粘土、水泥混合材料填充法

填充材料：片石、粘土、水泥。

體積配合比：片石：粘土：水泥=1：1：0.1。

材質要求：片石尺寸不大于20cm×20cm；粘土選用為當地粘性較高的紅色粘土；選用42.5#普通水泥。

計量器具：鋼制無底方形漏斗，方形漏斗尺寸為：1000×1000×500。

工藝要求：當出現溶洞時，按配合比拌勻材料，填充一層，采用鉆頭沖擊一遍，盡量使片石和粘土保持密實。直至填充至溶洞頂部1～2m。溶洞填充完成后，向鉆孔內注入稠度較大的泥漿，使其自然浸入片石縫隙內，然后采用鉆頭沖擊，使片石和粘土擠入溶洞內，形成泥石護壁。在鉆頭沖擊過程中，若再次發生漏漿，可按上述方法再次填充。

（3）、 灌注低標號混凝土法

對于較大的溶洞，尤其是半填充或無填充溶洞，在采用填粘土和片石的方法難以成孔時，這時可用灌注低標號混凝土（可用C20）的方法進行處理。

施工準備和開孔方法同填充粘土和片石方法，為節約混凝土灌注量，可先填充粘土和片石，反復沖擠，待溶洞填注基本飽滿時，再灌低標號混凝土至溶洞頂1m 以上，待混凝土達到一定強度后再繼續沖孔。

（4）、鋼護筒跟進法

在溶洞較大，洞內無填充或有流塑充填物，漏水嚴重或與暗河連通時，采取上述方法無效時，可采取鋼護筒跟進法施工。就是一面沖孔、一面接高護筒，并將其振動下沉至已鉆成的孔內或溶洞內，用以阻斷溶洞內流塑充填物或水的流動，便于沖孔施工。其中內護筒內徑和長度按一下方法確定：

a、內護筒內徑的確定。現場根據樁孔穿過大溶洞的數量，確定內護筒級數，每增加一級，內護筒內徑增加0.2m，最小一級內護筒直徑大于樁徑0.2m。為保證內護筒的剛度，防止受壓變形，鋼護筒采用10mm 鋼板卷制。下沉內護筒時，由大到小，分級逐次下沉進行。先鉆大孔，下沉大護筒，再鉆小孔、下沉小護筒。

b、內護筒長度的確定。護筒長度L=h+3（m）（h為地質實際的溶洞高度），如果內護筒太長可分節下沉，在孔口焊接連接。

三、施工要求

1、在沖孔作業時發現漏漿現象，及時報告監理和業主，在征得監理和業主同意后可按以上要求處理。

2、在處理溶洞時須有施工員、質檢員在現場指揮和指導工人作業，同時做好處理溶洞的施工記錄，相關資料及時報送監理、甲方進行簽證。

3、安全方面，溶洞處理方法實施過程中，在工程人員查看樁孔溶洞或作業人員往樁孔內投料前，必須將提起后的樁錘剎緊和鎖定。溶洞周圍用警戒線圍封，禁止無關人員出入。

（二）事故樁處理方法

施工完成熟料庫樁基后，業主委托有資質的檢測單位對所有樁基做了靜載、高應變、低應變及聲測檢測，并對有懷疑的樁身進行了鉆芯取樣。由于地質條件復雜及施工中多種不利因素影響，最后檢測結果判定有12根樁為Ⅲ類樁（事故樁），根據質量缺陷出現在樁身的不同位置，可采用一下兩種方法處理：

一、質量缺陷出現在樁身0～5m位置樁

其中5根樁在樁身0～5米以內夾有氣孔、蜂窩、斷樁等現象。該種樁采用開挖、接樁處理方法：

1、用挖掘機將樁身周邊土方挖到需處理樁身部位，坡底工作面1.2-1.5米，滿足破樁、清渣施工要求。

2、用風鎬將斷樁部位以上部位混凝土全部鑿去，直達斷樁部位，將斷樁部位樁頭清理干凈。

3、將鋼筋調直，重新綁扎，并支設加固模板。

4、用比原標號提高一個等級砼澆筑，完成對事故樁的處理。

特點：本辦法能滿足各類斷樁事故的處理，適應面廣，成功率高，可靠性強。

二、質量缺陷出現在樁身5m以下位置樁

另外7根樁在樁身5米以下有氣孔、蜂窩，斷樁現象，采取“壓漿置換法”進行處理，具體做法如下：

1、在樁頂鉆孔、達到事故部位以下30-40cm，1.3m樁徑鉆孔4個，1.5m樁徑鉆孔5個，孔徑采用Φ110mm，三角形或十字對角形分布。

2、在樁頂鉆孔完成后，在孔內放置一根DN25PVC管，長度與孔身相同，在斷樁部位及上下1米范圍內沿管身周邊分3個方向鉆直徑5mm排水孔，縱向間距150mm，交錯布置。用于PVC管內清水在高壓作用下，呈噴射狀沖刷孔內樁身浮漿。再將一根長度2米DN25PVC管放在孔的上部，作為排水管用。

3、用高標號水泥漿將洞口封閉，并在PVC管上安裝控制閥。一個單向閥，一個放空閥。單向閥用于注漿使用，放空閥用于清孔置換排漿。

4、作業孔完成后分別在每個孔內用高壓水（壓力3MPa）沖洗斷樁部位，如條件準許，可將壓力加大以達到將斷樁部位低膠結，低強度凝固物排離樁位，分別分孔注水、分孔排渣，待返出水中無沙粒，進水與出水清度基本相同時，停止注水。

5、沖洗完后須安裝控制閥，待壓力2-5MPa，從一孔單向閥注漿，其它孔放空閥打開，等那個放空閥開始出漿便關閉那個放空閥，直至所有放空閥全部關閉，壓力達到2MPa以上時注漿視為結束，注漿水灰比為1：1。注漿水泥漿凝固強度大于混凝土強度一個等級。

特點：該方案處理技術復雜，工藝要求高，在工藝技術達不到時不宜采用此方法。

事故樁經以上方法處理后，經檢測合格。但是，預防質量問題的出現才是我們保證工程質量的首選方案。事故處理、事故修補只是不得已的方案，確保工程質量，防止工程質量事故的發生是每個工作人員的職責。