溶洞樁基處理方法技術探討

黃進國 厲洪寶 周紅君 張傳輝

中建新疆建工（集團）有限公司 廣東東莞 523000

溶洞多見于我國云南、廣西等富含石灰石地區。巖溶地區普遍呈現出巖層、土層無規律的突變現象，而且溶洞的形式多樣且復雜程度不一。溶洞內部的填充物也不盡相同，部分溶洞內部就沒有充填物，部分溶洞內部充填物多樣復雜。因此在對巖層溶洞進行勘察施工的難度非常大，即使每樁一勘，也不能對溶洞的類型位置、數量大小等進行精確掌握。此外，巖溶地區還存在各種斜巖溶洞穿插出現、局部地下暗河出現等情況，明顯增加了施工難度及施工風險。長期大量的施工實踐中摸索積攢的施工經驗可以對巖溶地區勘察施工進行有效指導，利于溶洞樁基施工的順利進行。

1 鉆機選型

溶洞區域的灰巖成分含量極多，而且大多選擇端承樁樣的溶洞樁基，需要將端承樁建設至堅硬巖層，因此回旋鉆施工機型不適用于溶洞樁基。在溶洞區域進行樁基施工時，須采用大功率旋挖鉆機，這樣可以直接挖鉆至堅硬巖層，進而確保端承樁施工的順利、高質開展。在該過程中仍存在塌孔埋鉆的施工風險，因此不適宜選用價格高昂的旋挖鉆機機型。基于溶洞區域巖層復雜性及施工安全經濟層面出發，大多采用沖擊鉆機進行溶洞樁基施工。此外，在溶洞發育良好的超長灌注樁施工環節，采用沖擊鉆機施工會出現效益低、卡鉆、掉鉆等不良施工情況，而且無法抵抗地下承壓水對施工的影響，固該情況下，需要采用全套管全回轉鉆機進行施工，這樣可以有效解決孤石、樁基垂直度、地下承壓水等對施工的影響，推進溶洞樁基施工的可控、高效完成[1]。

2 各類大小溶洞處理技術

2.1 溶洞的分類

根據已掌握的地勘資料，將當前揭示的溶洞情況進行整理分析，確定溶洞的不同類型如下：

小型溶洞：單個高度H≤2m以內的填充式溶洞

（1）雖顯示不只1個溶洞，但都小于2m且間隔距離大于2m以上。

（2）中型溶洞：單個溶洞高度2m＜H≤4m；或多個溶洞雖單個小于2m但屬全空溶洞，或多溶洞間距較小（實際鉆孔過程中將會被擊穿形成一體溶洞）其累加溶洞達到2m以上。

（3）大型溶洞：單個溶洞高度4m＜H≤6m；或多個溶洞雖單個小于4m但屬多溶洞間距較小，其累加溶洞達到4m以上。

（4）特大型溶洞：單個溶洞高度H＞6m，或單個小于6m但屬多溶洞間距較小，其累加溶洞達到6m以上。

（5）雖地勘資料未揭示有溶洞，但其相鄰樁揭示出中型以上溶洞的。在鉆機鉆進施工時同樣極有可能擊穿緊臨溶洞而出現中型或大型溶洞的。

2.2 工程樁施工遇溶洞處理措施

2.2.1 工程樁施工中遇溶洞概況

根據地勘報告，將工程樁分為溶洞高度≤3及溶洞高度＞3m兩種情況。

2.2.2 高度≤3溶洞處理措施

（1）采取正常成孔方法施工，在正鉆進時密切注意護筒內泥漿面的水平位置變化情況，當泥漿面迅速下降時，首先要立即補充泥漿。

（2）當泥漿漏失現象全部消失后，轉入正常鉆進，如此反復使鉆孔順利穿越溶洞。鉆孔完成后使用C40p8水下混凝土進行澆筑。

（3）施工注意事項：密切注意觀察鉆機工作情況、周圍地表沉降和護筒內水位變化，防止不正常情況發生，發生漏漿現象，立即處理。

2.2.3 高度＞3m溶洞處理措施（素混凝土回填）

（1）采取正常成孔方法施工，當鉆穿溶洞產生漏漿后填入C15素混凝土，間隔一定時間后采用旋挖成孔。

（2）混凝土回填高度為溶洞頂標高以上1m處，

（3）為盡快提高混凝土強度，節約施工時間，應在混凝土中摻加一定早強劑，提高素混凝土的早期強度[2]。

（4）回填過程中，觀察混凝土液面是否有上升現象，若混凝土液面上升緩慢，采用分層回填的方式進回填，每隔45-min-60min回填一次素混凝土，直到素混凝土回填至溶洞頂標高以上1m處。

3 溶洞樁基施工注意事項

第一，巖溶地區地基正式施工前，施工企業應先將工程組織文件上報給相關單位，對項目施工內容進行全面審核，同時對巖溶地區地基處理系統進行分析，做好施工方案編制工作。第二，深入到巖溶施工現場進行深入的勘察。由于巖溶地區地下工程具有一定的隱蔽性，如果在樁基礎施工時遇到溶洞會增加施工難度。同時，無論哪個施工環節出現誤差都會導致漏漿、掉鉆或塌孔等事故，直接影響工程建設質量，同時無法保證建筑物的安全性、穩定性，縮短建筑物的使用壽命。因此在進行巖溶地區樁基施工前應深入到施工現場充分的做好地質勘察工作，并掌握樁基基礎施工時遇到溶洞的大小、規律及形態等。此外，還應從不同的角度對工程建筑范圍內的適宜性、地基穩定性等進行評價，以此來制定出更加具體的、可行性強的處理措施，提高工程建設質量及建設效率，保證工程可以順利完成。第三，在明確工程地質地形情況后安排開孔順序，并做好技術交底工作。一般情況下，相關的技術人員應綜合考慮巖面高低、溶洞大小及巖溶裂縫走向等，然后根據由深到淺、由多到少的原則來進行開孔作業，在進行特大型溶洞或地形比較復雜的溶洞施工時應與實際情況相結，制定出更有針對性的處理措施，同時還應保證施工材料是充足的。當溶洞形狀相對復雜或層數相對較多時，需要綜合分析地質鉆孔資料，并合理的選擇施工技術，從而提高施工質量及整體結構的安全性與穩定性，同時技術人員做好技術交底工作，確保工程可以順利進行[3]。

4 結語

樁基施工工藝復雜，各個工程的地質、溶洞存在形式又各不相同，在處理溶洞時無完全相同的施工經驗可參考。溶洞樁基施工時，需根據具體工程地質及不同類型的溶洞制定相應的施工方案，只有這樣才能減少施工風險與難度。