淺談人工挖孔樁溶洞探測及處理方法

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，由于橋址區地質條件多為溶洞、溶溝分布區，在挖進時經常遇到溶洞，發生護壁坍塌、人員墜落等潛在危險以及針對此情況，采取適當施工方案處理在挖孔過程中遇到的溶洞，將風險降低，以便能順利安全成孔。

關鍵詞：樁底物探；視電阻率測深法；高密度方法；溶洞處理方法

1 序言

在灰巖地區，盡管場地進行過詳細勘察，但由于巖基面起伏變化大，溶洞、裂隙發育程度不一，樁基設計過程中或進人樁基施工階段，落實到具體的某根樁，樁端之下是否隱伏溶洞，為此在基樁澆灌前，對每根人工挖孔嵌巖樁的樁端進行現場檢測，以判定樁端之下灰巖是否隱伏溶洞等不良地質情況，進而決定是否終孔、澆灌基樁，具有重要的現實意義。

2 物探方法介紹

2.1 視電阻率測深圖繪制

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

上述圖可以分析：圖2樁底灰巖完整反演高精度電測深視電阻曲線圖，其形態呈均勻增加，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深視電阻曲線圖，其形態呈“之”或折線型，梯度值出現突變現象，其斜率變化不一致。

該方法優點分析：受場地和外界條件影響小，不受地下水較多，灰巖裂隙和節理較發育等巖體自身條件的限制。恰恰補充了第一種方法。缺點分析：隨著人工挖孔樁埋深增加，對電測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，在此簡單介紹一下，該方法只是從宏觀方面掌握整個橋址區巖溶發育情況，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，當巖體中存在溶洞、斷層、破碎帶等滲水通道時，圖像中層狀特征遭到破壞，出現條帶狀或橢圓形低阻色塊，使得某些層位被錯開、拉伸發生畸變。這些地質信息為局部樁底物探綜合解釋奠定基礎。

3 溶洞處理方法

在挖孔樁施工過程中，由于橋址區地質條件多為巖溶、溶溝分布區，在挖進時經常遇到溶洞，發生護壁坍塌、人員墜落等潛在危險以及針對此情況，采取適當施工方案處理在挖孔過程中遇到的溶洞，將風險降低，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，最細的也在800毫米以上，能夠承載較少且壓力較大的結構主體，目前應用比較普遍。

3.1溶洞位于護壁部位

在施工過程中，常常遇到溶洞位于護壁位置，由于溶洞發育的方向不同，其處理的方法不同，溶洞在護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：

對于圖4水平走向溶洞，其處理方法比較簡單，主要采用的方法：在溶洞內部采用片石回填，外側護壁采用水泥砂漿砌筑10cm厚的擋墻，同時做好護壁，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量隱患。待護壁砂漿凝結24小時后，才能進行下一節施工。

對于圖5水平走向溶洞，這種類型溶洞對樁基和人員的安全較大，施工方法：采用鋼筋混凝土護壁，混凝土等級不得低于C20，厚度不得小于10cm，必要時可在護壁內沿豎向和環向配置直徑不小于6mm，間距為200mm鋼筋；護圈的壁厚不得小于20cm；相鄰護壁節間應用錨筋相連。護壁強度達5MPa后方可開挖下層土方。施工中按施工設計規定的層深，挖一層土方施做一層護壁，遇到溶洞時減少每節護壁的高度，嚴禁超規定開挖、后補做護壁的冒險作業。

3.2溶洞位于樁底部位

在挖孔樁施工過程中，由于橋址區地質條件多為溶洞、溶溝分布區，在挖進時經常遇到溶洞，溶洞的形態各異，如漏斗狀，串珠狀等，常見溶洞位于樁底部位，主要表現形式：

對于圖6水平走向溶洞，其處理方法比較簡單，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。在溶洞內部采用片石回填，外側護壁采用水泥砂漿砌筑擋墻，同時做好護壁，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量隱患。

對于圖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，將樁底開挖到新鮮、完整巖體為止。開挖時，對溶洞一側采用少炮眼，少炸藥等措施，防止護壁脫落，對已開挖的溶洞采用片石回填，外側護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：通過采用間歇注漿方式來防止漿液流失太遠所造成的浪費，使先注入的漿液和砂子初步達到膠結之后再進行注漿，并循環多次注漿，達到規定最小注漿量和注漿壓力控制值之時結束。