淺談樁基施工中溶洞處理技術

黃家權 鐘立強 劉穎 楊鼎 李厚波

摘要：針對樁基施工出現溶洞可能會造成的掉鉆、卡鉆、埋錘、梅花孔、漏漿、塌孔等事故，分析中國醫學科學院腫瘤醫院深圳醫院改擴建（一期）項目擴建醫技樓樁基施工中遇到的溶洞處理問題，提出了相應的處理措施以供參考。

關鍵詞：樁基施工;溶洞;處理措施

1.引言

我國巖溶發育地區比較廣泛，地質水文情況也極為復雜，因此建筑樁基施工中常常遇見隱蔽型巖溶型溶洞。它主要隱藏在地層中，由于水流沖刷等因素構造出了不同類型的風化及殘積土層，這給樁基施工帶來許多困難。而樁基施工中溶洞問題的處理對策，不僅直接影響到施工工期，同時對工程質量和造價也有相應的影響。因此，對于溶洞的處理是樁基施工中應慎重考慮的事情。

2.工程概況

中國醫學科學院腫瘤醫院深圳醫院改擴建（一期）項目位于深圳市龍崗中心城南區寶荷路113 號。擴建醫技樓建筑總高度 23m，地下三層（局部），地上四層，擴建總建筑面積為 29574 ㎡（其中地上面積為 18164 ㎡，地下面積為 11410 ㎡）。本工程灌注混凝土樁徑1.4～2.0m，樁長30～50m，最長達71m。根據鉆探揭露，場地內分布的地層自上而下有：雜填土層（Qml）、坡殘積層（Q4dl+el），下伏基巖為石炭系地層（C1），泥質粉砂巖、泥巖、石灰巖，地層中溶洞分布及大小不均。場地地下水主要賦存于雜填土①、粉質粘土②層中，其含水性、透水性一般，為弱透水層，屬孔隙潛水，具微承壓性;場地地下水主要接受大氣降水補給，徑流方向大體由南東向北西流，地下水位在44.14-44.84m。

3.溶洞分類

樁基現場施工時，若成樁過長中出現泥漿嚴重漏漿或澆灌混凝土出現嚴重滲漏，則初步可判定此樁所在部位存在溶洞情況。

1、按溶洞的大小分：a：小溶洞（洞高< 3m）。b：大溶洞（洞高≥3m）。

2、按洞內有無填充物分：a：有填充，已填漫，包括亞砂土和亞粘土充填，有可塑、軟塑和流塑之分。b：半填充，有一半左右填充。c：無填充物，為空洞。

3、按是否漏水分：a：全漏水，與其他溶洞相連。b：半漏水。c：不漏水。

4、按溶洞垂向數量分：a、單個溶洞。b：多個溶洞。

4.處理措施

根據本工程溶洞分布的具體情況，確定先采用沖擊鉆成孔，然后根據具體情況采用投放拋填物的方法處理溶洞。

4.1 常規成孔法（按照無溶洞地質考慮）

當溶洞內有充填物，是可塑或軟塑的亞粘土，并且溶洞不漏水，這時不管溶洞有多大，也不管溶洞垂向數量多少，都可以不考慮溶洞的存在，而按照正常的地質情況施工。采用沖擊鉆成孔，洞內的土質和溶洞外的土質沒有什么區別，可以按無溶洞的情況施工。

4.2 小溶洞處理方法

1、片石粘土筑壁法2：當溶洞內無充填或半充填，溶洞高度不大于3m以內，存在嚴重漏水，護筒內水頭高度不能保持時，可采用片石、粘土和水泥（按1m3：3m3：0.75t比例）回填沖擊，用0.5～0.8m小沖程，不循環泥漿干打幾分鐘，使回填物充分密實，再加漿提高水頭到正常高度，待水泥初凝具有一定強度，將漏漿處堵住后再使用小沖程繼續鉆進，形成人工泥石護壁。如此反復多次回填片石、粘土、水泥，反復沖擊直至形成泥石護壁并不再漏漿為止。粘土片石筑壁法施工時，鋼護筒必須預埋入不透水的亞粘土層上，這樣可以防止由于溶洞漏水，水頭高度急劇下降而造成孔口塌孔，保證鉆孔順利通過巖溶區。

2、溶洞層數較多，為串珠狀，溶洞位置勘測準確，溶洞大于0.5m小于3m，土層中有較厚的砂層，溶洞漏漿會引起坍方的情況下，采用預先壓注水泥漿，待水泥漿壓注工作完成24小時后開始鉆進。壓注時壓力控制不大于0.4Mpa，并直到穩定兩秒后再進行下一個孔的注漿，或相鄰孔冒漿為止。

4.3 大溶洞處理方法

當遇到大溶洞時（洞高≥3m），在采用片石、粘土和水泥回填仍不能產生有效護壁時，采用與樁身同等級混凝土進行灌注填充，待36小時并保證能形成有效護壁后再重新鉆進。

4.4 砼澆筑過程問題處理方法

在工程樁混凝土澆筑過程中，如出現一般混凝土流失問題，則繼續澆筑混凝土，直至工程樁澆筑完成，過程中應通知監理到場見證確實。如出現嚴重混凝土流失問題，則停止施工，及時通知監理、地勘及設計單位到現場勘查，并給出處理方案。

5.施工中常見問題及處理

1、坍孔

1）坍孔的預防：坍孔的預防在于“常看，常補“常看就是要求各地層地質情況做到心數有數，隨時注意鉆進情況，隨時觀察水位情況。“常補”就是當鉆進松散粉砂土或者流砂中時，要及時補充較大的比重，粘度的泥漿，甚至可補充投入參有片石或卵石的粘土，此外，要有專人負責補水，以保證鉆孔內必要的水頭高度

2）坍孔后的處理

處理方法同第5.2 節“小溶洞處理方法”

2、斜孔

1）擴孔糾編法：此方法適合于潛孔階段中（一般不超過10m）鉆孔已偏斜嚴重的情況下，采取加長粗徑鉆具，并使用比原鉆具直徑至少大一級的鉆具，從孔口或者從孔口管底部位置擴下去，可以擴大處理符合要求的鉆機，矯正鉆機的方向，防止繼續鉆進中該孔偏斜嚴重發生的情況出現。

2）短鉆具法：在松軟巖層或者厚度大的覆蓋層中鉆進時，當鉆孔產生一定偏斜后，可利用較短的粗徑鉆具進行矯正，因為在上述地質條件下鉆孔，孔徑一般比較大，而短鉆具在較大孔徑內較易改變方向。主要通過用輕壓力滿轉速的操作方法，鉆具會因自重垂向鉆進。

3）換徑法：主要用比原正常鉆具小一級或者兩級直徑長度短于1.5m的鉆具鉆進。因為短細的鉆具可在較大的孔徑內接近垂直狀態。

4）掃孔法：在某一灌漿段鉆孔結束時進行孔斜測量，發現偏斜超過允許值情況下，先補進行糾偏處理，按正常程序繼續灌漿，當快要結束時，用比例為0.5（或者0.6）：1的濃漿置換出孔內稀漿，并待凝24—28小時后掃孔（用鉆具掃除孔壁和孔底的障礙物）。

5）補孔法：在灌漿施工中，當發現鉆進孔偏斜嚴重時，為防止嚴重的孔斜對灌漿質量產生影響，可在該孔附近補貼新的漿孔，一般與原灌漿孔的距離不大于50cm此方法用于淺孔階段中較嚴重的偏斜情況下。

3、漏漿

1）在沖擊成孔中，由于有的溶洞與地下暗河或其他溶洞相同，泥漿迅速流走，水頭高度急劇下降，造成漏漿，施工時要在孔邊備足一定數量的片石和粘土，一旦出現漏漿，要及時回填片石、粘土沖擊造壁，并馬上補水，防止水頭高度繼續下降。

2）意外跑漿：地質資料揭示無溶洞或只有很小的溶洞，但突然發生跑漿，估計是擠破了旁邊大溶洞的洞壁，或小溶洞與旁邊的大溶洞是相連的。采取投放片石、粘土，整袋水泥堵塞起到護壁作用后再重新鉆孔。

6.結語

由于溶洞具有不可預見性、復雜性、危險性等特點，因此在溶洞處理過程中應結合工程及現場實例并選用經濟、合理、有效的處理措施，以保證工程質量和施工安全，保證工期，降低造價。

參考文獻：

[1]橋梁樁基溶洞處理，《建筑發展導向》劉文杰、馬斌斌

[2]樁基施工過程中溶洞處理方法探討，《交通與路建》劉丹、張琦、張志中

[3]《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》，GB50202-2018