溶洞桩基处理方法技术探讨

黄进国 厉洪宝 周红君 张传辉

中建新疆建工（集团）有限公司 广东东莞 523000

溶洞多见于我国云南、广西等富含石灰石地区。岩溶地区普遍呈现出岩层、土层无规律的突变现象，而且溶洞的形式多样且复杂程度不一。溶洞内部的填充物也不尽相同，部分溶洞内部就没有充填物，部分溶洞内部充填物多样复杂。因此在对岩层溶洞进行勘察施工的难度非常大，即使每桩一勘，也不能对溶洞的类型位置、数量大小等进行精确掌握。此外，岩溶地区还存在各种斜岩溶洞穿插出现、局部地下暗河出现等情况，明显增加了施工难度及施工风险。长期大量的施工实践中摸索积攒的施工经验可以对岩溶地区勘察施工进行有效指导，利于溶洞桩基施工的顺利进行。

1 钻机选型

溶洞区域的灰岩成分含量极多，而且大多选择端承桩样的溶洞桩基，需要将端承桩建设至坚硬岩层，因此回旋钻施工机型不适用于溶洞桩基。在溶洞区域进行桩基施工时，须采用大功率旋挖钻机，这样可以直接挖钻至坚硬岩层，进而确保端承桩施工的顺利、高质开展。在该过程中仍存在塌孔埋钻的施工风险，因此不适宜选用价格高昂的旋挖钻机机型。基于溶洞区域岩层复杂性及施工安全经济层面出发，大多采用冲击钻机进行溶洞桩基施工。此外，在溶洞发育良好的超长灌注桩施工环节，采用冲击钻机施工会出现效益低、卡钻、掉钻等不良施工情况，而且无法抵抗地下承压水对施工的影响，固该情况下，需要采用全套管全回转钻机进行施工，这样可以有效解决孤石、桩基垂直度、地下承压水等对施工的影响，推进溶洞桩基施工的可控、高效完成[1]。

2 各类大小溶洞处理技术

2.1 溶洞的分类

根据已掌握的地勘资料，将当前揭示的溶洞情况进行整理分析，确定溶洞的不同类型如下：

小型溶洞：单个高度H≤2m以内的填充式溶洞

（1）虽显示不只1个溶洞，但都小于2m且间隔距离大于2m以上。

（2）中型溶洞：单个溶洞高度2m＜H≤4m；或多个溶洞虽单个小于2m但属全空溶洞，或多溶洞间距较小（实际钻孔过程中将会被击穿形成一体溶洞）其累加溶洞达到2m以上。

（3）大型溶洞：单个溶洞高度4m＜H≤6m；或多个溶洞虽单个小于4m但属多溶洞间距较小，其累加溶洞达到4m以上。

（4）特大型溶洞：单个溶洞高度H＞6m，或单个小于6m但属多溶洞间距较小，其累加溶洞达到6m以上。

（5）虽地勘资料未揭示有溶洞，但其相邻桩揭示出中型以上溶洞的。在钻机钻进施工时同样极有可能击穿紧临溶洞而出现中型或大型溶洞的。

2.2 工程桩施工遇溶洞处理措施

2.2.1 工程桩施工中遇溶洞概况

根据地勘报告，将工程桩分为溶洞高度≤3及溶洞高度＞3m两种情况。

2.2.2 高度≤3溶洞处理措施

（1）采取正常成孔方法施工，在正钻进时密切注意护筒内泥浆面的水平位置变化情况，当泥浆面迅速下降时，首先要立即补充泥浆。

（2）当泥浆漏失现象全部消失后，转入正常钻进，如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。钻孔完成后使用C40p8水下混凝土进行浇筑。

（3）施工注意事项：密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生，发生漏浆现象，立即处理。

2.2.3 高度＞3m溶洞处理措施（素混凝土回填）

（1）采取正常成孔方法施工，当钻穿溶洞产生漏浆后填入C15素混凝土，间隔一定时间后采用旋挖成孔。

（2）混凝土回填高度为溶洞顶标高以上1m处，

（3）为尽快提高混凝土强度，节约施工时间，应在混凝土中掺加一定早强剂，提高素混凝土的早期强度[2]。

（4）回填过程中，观察混凝土液面是否有上升现象，若混凝土液面上升缓慢，采用分层回填的方式进回填，每隔45-min-60min回填一次素混凝土，直到素混凝土回填至溶洞顶标高以上1m处。

3 溶洞桩基施工注意事项

第一，岩溶地区地基正式施工前，施工企业应先将工程组织文件上报给相关单位，对项目施工内容进行全面审核，同时对岩溶地区地基处理系统进行分析，做好施工方案编制工作。第二，深入到岩溶施工现场进行深入的勘察。由于岩溶地区地下工程具有一定的隐蔽性，如果在桩基础施工时遇到溶洞会增加施工难度。同时，无论哪个施工环节出现误差都会导致漏浆、掉钻或塌孔等事故，直接影响工程建设质量，同时无法保证建筑物的安全性、稳定性，缩短建筑物的使用寿命。因此在进行岩溶地区桩基施工前应深入到施工现场充分的做好地质勘察工作，并掌握桩基基础施工时遇到溶洞的大小、规律及形态等。此外，还应从不同的角度对工程建筑范围内的适宜性、地基稳定性等进行评价，以此来制定出更加具体的、可行性强的处理措施，提高工程建设质量及建设效率，保证工程可以顺利完成。第三，在明确工程地质地形情况后安排开孔顺序，并做好技术交底工作。一般情况下，相关的技术人员应综合考虑岩面高低、溶洞大小及岩溶裂缝走向等，然后根据由深到浅、由多到少的原则来进行开孔作业，在进行特大型溶洞或地形比较复杂的溶洞施工时应与实际情况相结，制定出更有针对性的处理措施，同时还应保证施工材料是充足的。当溶洞形状相对复杂或层数相对较多时，需要综合分析地质钻孔资料，并合理的选择施工技术，从而提高施工质量及整体结构的安全性与稳定性，同时技术人员做好技术交底工作，确保工程可以顺利进行[3]。

4 结语

桩基施工工艺复杂，各个工程的地质、溶洞存在形式又各不相同，在处理溶洞时无完全相同的施工经验可参考。溶洞桩基施工时，需根据具体工程地质及不同类型的溶洞制定相应的施工方案，只有这样才能减少施工风险与难度。