淺談人工挖孔樁溶洞探測(cè)及處理方法

陳定濤

（廣東核力工程勘察院，廣東 廣州 510800）

摘要：在挖孔樁施工過程中，由于橋址區(qū)地質(zhì)條件多為溶洞、溶溝分布區(qū)，在挖進(jìn)時(shí)經(jīng)常遇到溶洞，發(fā)生護(hù)壁坍塌、人員墜落等潛在危險(xiǎn)以及針對(duì)此情況，采取適當(dāng)施工方案處理在挖孔過程中遇到的溶洞，將風(fēng)險(xiǎn)降低，以便能順利安全成孔。

關(guān)鍵詞：樁底物探；視電阻率測(cè)深法；高密度方法；溶洞處理方法

1 序言

在灰?guī)r地區(qū)，盡管場(chǎng)地進(jìn)行過詳細(xì)勘察，但由于巖基面起伏變化大，溶洞、裂隙發(fā)育程度不一，樁基設(shè)計(jì)過程中或進(jìn)人樁基施工階段，落實(shí)到具體的某根樁，樁端之下是否隱伏溶洞，為此在基樁澆灌前，對(duì)每根人工挖孔嵌巖樁的樁端進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，以判定樁端之下灰?guī)r是否隱伏溶洞等不良地質(zhì)情況，進(jìn)而決定是否終孔、澆灌基樁，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 物探方法介紹

2.1 視電阻率測(cè)深圖繪制

高分辨率直流電測(cè)深方法是利用對(duì)稱四極裝置，用兩個(gè)供電電極向地下供電，兩個(gè)測(cè)量電極在供電電極中間位置進(jìn)行觀測(cè)，然后不斷的改變供電電極距來控制勘探深度。由淺入深，了解一個(gè)測(cè)點(diǎn)地下介質(zhì)電阻率的垂向變化。其野外測(cè)試簡(jiǎn)易布置圖（如圖所示）

上述圖可以分析：圖2樁底灰?guī)r完整反演高精度電測(cè)深視電阻曲線圖，其形態(tài)呈均勻增加，梯度值變化大致不變，其斜率不變，圖3樁底存在溶洞反演高精度電測(cè)深視電阻曲線圖，其形態(tài)呈“之”或折線型，梯度值出現(xiàn)突變現(xiàn)象，其斜率變化不一致。

該方法優(yōu)點(diǎn)分析：受場(chǎng)地和外界條件影響小，不受地下水較多，灰?guī)r裂隙和節(jié)理較發(fā)育等巖體自身?xiàng)l件的限制。恰恰補(bǔ)充了第一種方法。缺點(diǎn)分析：隨著人工挖孔樁埋深增加，對(duì)電測(cè)深視電阻值影響越大，另外受樁徑的影響，樁徑越小，野外施工難以展開。

2.2 高密度電法

高密度電法只是輔助方法，在此簡(jiǎn)單介紹一下，該方法只是從宏觀方面掌握整個(gè)橋址區(qū)巖溶發(fā)育情況，第四系覆蓋層的厚度，較大溶洞、溶槽、軟弱夾層的分布，埋深和特征，當(dāng)巖體中存在溶洞、斷層、破碎帶等滲水通道時(shí)，圖像中層狀特征遭到破壞，出現(xiàn)條帶狀或橢圓形低阻色塊，使得某些層位被錯(cuò)開、拉伸發(fā)生畸變。這些地質(zhì)信息為局部樁底物探綜合解釋奠定基礎(chǔ)。

3 溶洞處理方法

在挖孔樁施工過程中，由于橋址區(qū)地質(zhì)條件多為巖溶、溶溝分布區(qū)，在挖進(jìn)時(shí)經(jīng)常遇到溶洞，發(fā)生護(hù)壁坍塌、人員墜落等潛在危險(xiǎn)以及針對(duì)此情況，采取適當(dāng)施工方案處理在挖孔過程中遇到的溶洞，將風(fēng)險(xiǎn)降低，以便能順利安全成孔。人工挖孔樁： 樁孔采用人工挖掘方法進(jìn)行成孔，然后安放鋼筋籠，澆注混凝土而成的樁。人工挖孔樁一般直徑較粗，最細(xì)的也在800毫米以上，能夠承載較少且壓力較大的結(jié)構(gòu)主體，目前應(yīng)用比較普遍。

3.1溶洞位于護(hù)壁部位

在施工過程中，常常遇到溶洞位于護(hù)壁位置，由于溶洞發(fā)育的方向不同，其處理的方法不同，溶洞在護(hù)壁位置主要有以下兩種方式，即垂直走向溶洞和水平走向溶洞，具體見圖：

對(duì)于圖4水平走向溶洞，其處理方法比較簡(jiǎn)單，主要采用的方法：在溶洞內(nèi)部采用片石回填，外側(cè)護(hù)壁采用水泥砂漿砌筑10cm厚的擋墻，同時(shí)做好護(hù)壁，該措施防止在灌注過程中混凝土流失造成樁基有潛在的質(zhì)量隱患。待護(hù)壁砂漿凝結(jié)24小時(shí)后，才能進(jìn)行下一節(jié)施工。

對(duì)于圖5水平走向溶洞，這種類型溶洞對(duì)樁基和人員的安全較大，施工方法：采用鋼筋混凝土護(hù)壁，混凝土等級(jí)不得低于C20，厚度不得小于10cm，必要時(shí)可在護(hù)壁內(nèi)沿豎向和環(huán)向配置直徑不小于6mm，間距為200mm鋼筋；護(hù)圈的壁厚不得小于20cm；相鄰護(hù)壁節(jié)間應(yīng)用錨筋相連。護(hù)壁強(qiáng)度達(dá)5MPa后方可開挖下層土方。施工中按施工設(shè)計(jì)規(guī)定的層深，挖一層土方施做一層護(hù)壁，遇到溶洞時(shí)減少每節(jié)護(hù)壁的高度，嚴(yán)禁超規(guī)定開挖、后補(bǔ)做護(hù)壁的冒險(xiǎn)作業(yè)。

3.2溶洞位于樁底部位

在挖孔樁施工過程中，由于橋址區(qū)地質(zhì)條件多為溶洞、溶溝分布區(qū)，在挖進(jìn)時(shí)經(jīng)常遇到溶洞，溶洞的形態(tài)各異，如漏斗狀，串珠狀等，常見溶洞位于樁底部位，主要表現(xiàn)形式：

對(duì)于圖6水平走向溶洞，其處理方法比較簡(jiǎn)單，主要采用的方法：將溶洞直接挖穿，建議施工單位將樁底開挖到新鮮、完整巖體為止。在溶洞內(nèi)部采用片石回填，外側(cè)護(hù)壁采用水泥砂漿砌筑擋墻，同時(shí)做好護(hù)壁，該措施防止在灌注過程中混凝土流失造成樁基有潛在的質(zhì)量隱患。

對(duì)于圖7水平走向溶洞，主要采用的方法：建議施工單位邊開挖邊探測(cè)，將樁底開挖到新鮮、完整巖體為止。開挖時(shí)，對(duì)溶洞一側(cè)采用少炮眼，少炸藥等措施，防止護(hù)壁脫落，對(duì)已開挖的溶洞采用片石回填，外側(cè)護(hù)壁采用水泥砂漿砌筑擋墻，并灌注混凝土。注漿施工所需注意的事項(xiàng)：通過采用間歇注漿方式來防止?jié){液流失太遠(yuǎn)所造成的浪費(fèi)，使先注入的漿液和砂子初步達(dá)到膠結(jié)之后再進(jìn)行注漿，并循環(huán)多次注漿，達(dá)到規(guī)定最小注漿量和注漿壓力控制值之時(shí)結(jié)束。