浅谈深基坑支护地下溶洞处理技术

李旭慜

广州建筑工程监理有限公司 广东 广州 510000

1 工程概况

场区工程地质、气象与水文地质

（1）地形、地貌。广州市地处珠江三角洲，地貌单元为冲积平原，局部形成基岩剥蚀台地。地表形态大体平坦。场址所在场地为珠江三角洲冲洪积平原地貌。本站覆盖层发育特征是冲洪积砂层发育，多直接覆盖在中、微风化的灰岩上。

（2）不良地质。本工点属覆盖型岩溶，根据详勘报告见可溶岩（灰岩）钻孔289个，揭露到溶洞的钻孔有147个，见洞率约50.87%，线岩溶率为15.68%。结合区域岩溶现象的地质成因分析，沿线在勘探深度内的溶蚀现象以表层竖向溶蚀发育为主，局部发育溶蚀深槽，下部溶蚀发育较差，但规律性较差，基本上呈无序状，很不稳定。在垂向规模方面，本次揭露溶洞高度在0.1～27.2m，平均洞高3.90m。在揭露的洞体中最大高度达27.2m，溶洞高度变化大，无规律。

勘察揭露岩溶洞隙大部分呈半充填或全充填状态，充填物主要为流塑、软塑状黏性土，局部为可塑状粉质黏土或充填泥沙，钻探过程中表现为漏水，地层软弱，钻具自重下沉等现象，部分钻孔揭露岩溶无充填物为空洞，在钻探中出现掉钻现象，并且漏水严重。勘察揭全充填溶洞40个，占全部溶洞的15.75%；半充填溶洞139个，占全部溶洞的54.72%；无充填溶洞75个，占全部溶洞的29.53%。揭露溶洞总进尺961.86m，充填总进尺约346.06m，溶洞充填率0%～96%，平均充填率35.98%。

综上所述，场区二叠系栖霞组石灰岩地层见洞率为50.87%，岩溶强发育，以表层溶蚀发育为主要特点，分布规律性差，形态规模各异，岩溶洞体充填差，多呈未充填、半充填状，处于充填状态的充填物工程性质软弱，易被水流冲蚀，充填率35.98%，多属于不稳定洞体，对基坑稳定性很不利[1]。

2 岩溶地基处理方法

（1）对于岩面上覆砂层或溶洞洞径较大探边施工易引起地面塌陷风险时应采用边探边注浆的处理方式。

（2）溶（土)洞采用充填注浆的方法进行处理：①对于洞径较大的半充填或无充填溶洞采用注浆法与充填法相结合，即钻孔作为投料孔先投入砂砾碎石、水泥砂浆、混凝土等尽量填实洞穴，然后再下袖阀管进行注浆。②充填压力需根据溶（土）洞的充填情况进行调整；未填充溶（土）洞采用水泥浆进行注浆充填，针对大型未充填的溶洞也可采用低标号素混凝土充填；对于全填充溶（土）洞若填充物为软塑或流塑的，应进行处理。③充填注浆需边注浆边摸查溶（土）洞的规模及处理后的状态摸查方法：根据注浆量及注浆孔所检测到的溶（土）洞洞径、初步估算溶（土）洞的规模后再向周边布设检查孔，检查孔采用2m间距梅花形布置。检查孔需注意检查溶洞的延展状况外、尚需检查注浆充填状况，发现注浆不饱满的需利用检查孔继续注浆。④规模较大的溶洞、其范围已超出结构设定的安全限界时，可先在安全限界钻孔、采用速凝浆控制边界、减少注浆的范围及注浆量，合理布置排气孔。如图示。⑤充填注浆需根据溶（土）洞所处的深度、地层条件分别采用振动沉管及钻孔埋管进行注浆。a.埋深较浅、围岩为砂土层的土洞可采用振动沉管方式进行充填注浆； b.溶洞需采用先成孔、后埋入注浆管、并注意封闭溶洞顶板及注浆管与孔壁间的间隙后才能注浆。c.对于高度大于等于3m无填充溶、土洞和半填充溶、土洞（含特大溶洞），先采用双液浆注浆，再进行水泥浆压密注浆。对于全填充溶洞，填充物采用标贯进行检验，标贯击数大于10击的可不用处理。

（3）溶沟、溶槽及破碎带采用注浆法进行固结处理；固结注浆需采用“前进式”或“后退式”“间歇式”分段注浆，注浆深度需从地铁结构底板上3m至地铁结构底板下不少于5m。如溶沟、溶槽规模较大，且发育有承压水，采用三轴搅拌桩格栅式分块加固封底。

（4）注浆材料采用双液浆和水泥浆，溶洞外围可用双液浆封闭，内部采用水泥浆，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。注浆管应进入溶（土）洞底部以下不小于0.5m。注浆管采用Φ48×4.5PVC管。

3 溶（土）洞处理施工注浆顺序

岩溶地区的注浆顺序直接影响溶（土）洞和岩溶裂隙的灌注密实度和注浆的浆液流失，注浆顺序宜按下列流程。

①溶（土）洞处理的施工顺序应遵循：探边界－注浆充填－注浆效果检测。②应遵循分序隔注，小洞先外后内，大洞先内后外，先大后小，先下后上，注浆压力先小后大。若在周边孔注第一次浆时，注浆量已较多，压力达不到设计要求时，可间隔注浆，隔一跳一。

注浆工艺：

（1）注浆前1至2天必须在注浆管与土层交接部位用草带或其他材料打底+水泥浆封堵形成一个外壳，深度不小于6米。防止水泥浆从注浆管外冒出，达不到注水泥浆填充作用。

（2）在正式注浆前，应进行注浆试验。根据设计要求的水泥用量等指标，最终确定控制注浆压力、水泥用量、配合比、注浆次数等施工参数。

（3）注浆浆液采用水泥浆，采用水泥为42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为1.0～1.5。用BW150型注浆泵注浆，浆液现场用LJ-300型搅浆桶搅拌；浆液须在搅拌均匀过筛后倒入泥浆池再注浆，注单液浆采用分层注浆，先注下层溶洞，下层溶洞注满并稳压后再提管至上一层溶洞，直至注满。

（4）在注浆压注过程中，浆液应连续搅拌，搅拌时间应大于2min。

（5）在注浆时泵压力表上观测注浆压力，开环压力0.3Mpa，终止注浆压力1.0Mpa，稳压30～60分钟后，清洗阀管并预开一次环，以待第二次再注。

注浆量：注浆时根据搅拌桶的容积和浆液流量确定注浆量，在搅拌桶中配好浆液、测定体积后再将浆液输入注浆池中，注浆池直接与注浆泵相连。注浆时再通过压力表和浆液流量来控制注浆量。另外，通过计量现场水泥用量，也是掌握注浆量的有效措施。

4 结束语

溶岩地带的基坑支护及桩基础施工前，务必对地下溶洞的规模、位置进行“一桩一孔”及“一墙两孔”的超前钻详探，并根据钻探分析资料确定溶洞处理方案，实施后方可进行基坑支护及桩基础施工，已确保基坑及基础稳定性。