溶洞樁基處理方法技術(shù)探討

黃進(jìn)國 厲洪寶 周紅君 張傳輝

中建新疆建工（集團(tuán)）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(qū)。巖溶地區(qū)普遍呈現(xiàn)出巖層、土層無規(guī)律的突變現(xiàn)象，而且溶洞的形式多樣且復(fù)雜程度不一。溶洞內(nèi)部的填充物也不盡相同，部分溶洞內(nèi)部就沒有充填物，部分溶洞內(nèi)部充填物多樣復(fù)雜。因此在對巖層溶洞進(jìn)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(shù)量大小等進(jìn)行精確掌握。此外，巖溶地區(qū)還存在各種斜巖溶洞穿插出現(xiàn)、局部地下暗河出現(xiàn)等情況，明顯增加了施工難度及施工風(fēng)險。長期大量的施工實(shí)踐中摸索積攢的施工經(jīng)驗(yàn)可以對巖溶地區(qū)勘察施工進(jìn)行有效指導(dǎo)，利于溶洞樁基施工的順利進(jìn)行。

1 鉆機(jī)選型

溶洞區(qū)域的灰?guī)r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(shè)至堅(jiān)硬巖層，因此回旋鉆施工機(jī)型不適用于溶洞樁基。在溶洞區(qū)域進(jìn)行樁基施工時，須采用大功率旋挖鉆機(jī)，這樣可以直接挖鉆至堅(jiān)硬巖層，進(jìn)而確保端承樁施工的順利、高質(zhì)開展。在該過程中仍存在塌孔埋鉆的施工風(fēng)險，因此不適宜選用價格高昂的旋挖鉆機(jī)機(jī)型?；谌芏磪^(qū)域巖層復(fù)雜性及施工安全經(jīng)濟(jì)層面出發(fā)，大多采用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行溶洞樁基施工。此外，在溶洞發(fā)育良好的超長灌注樁施工環(huán)節(jié)，采用沖擊鉆機(jī)施工會出現(xiàn)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(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)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(jìn)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(shù)

2.1 溶洞的分類

根據(jù)已掌握的地勘資料，將當(dāng)前揭示的溶洞情況進(jìn)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(nèi)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?。▽?shí)際鉆孔過程中將會被擊穿形成一體溶洞）其累加溶洞達(dá)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(dá)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(dá)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(jī)鉆進(jìn)施工時同樣極有可能擊穿緊臨溶洞而出現(xiàn)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(jù)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(jìn)時密切注意護(hù)筒內(nèi)泥漿面的水平位置變化情況，當(dāng)泥漿面迅速下降時，首先要立即補(bǔ)充泥漿。

（2）當(dāng)泥漿漏失現(xiàn)象全部消失后，轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)，如此反復(fù)使鉆孔順利穿越溶洞。鉆孔完成后使用C40p8水下混凝土進(jìn)行澆筑。

（3）施工注意事項(xiàng)：密切注意觀察鉆機(jī)工作情況、周圍地表沉降和護(hù)筒內(nèi)水位變化，防止不正常情況發(fā)生，發(fā)生漏漿現(xiàn)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(dāng)鉆穿溶洞產(chǎn)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(biāo)高以上1m處，

（3）為盡快提高混凝土強(qiáng)度，節(jié)約施工時間，應(yīng)在混凝土中摻加一定早強(qiáng)劑，提高素混凝土的早期強(qiáng)度[2]。

（4）回填過程中，觀察混凝土液面是否有上升現(xiàn)象，若混凝土液面上升緩慢，采用分層回填的方式進(jìn)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(biāo)高以上1m處。

3 溶洞樁基施工注意事項(xiàng)

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

4 結(jié)語

樁基施工工藝復(fù)雜，各個工程的地質(zhì)、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(jīng)驗(yàn)可參考。溶洞樁基施工時，需根據(jù)具體工程地質(zhì)及不同類型的溶洞制定相應(yīng)的施工方案，只有這樣才能減少施工風(fēng)險與難度。