房屋建筑地基与基础工程岩溶溶槽处理研究

杨健

（广州粤嘉工程技术有限公司，广东 广州 510670）

0 引言

岩溶地貌主要分布在广西、贵州等区域，溶槽是较为典型的岩溶地貌。广东省广州市、清远市部分地区也存有岩溶地形。溶槽是由多个石灰岩组成，内含溶蚀力较强的水，存在一定的地质危害。施工期间，无法找出便捷的岩层处理方式，可能会降低施工速度，增加施工成本。为此，规范落实地基、岩溶的施工活动，用以保证工程安全，具有较高的施工价值。

1 工程概述

某项目所在地区具有岩溶地质特点，项目占地面积总数为6 万m2，施工面积合计25 万m2，共有6 栋楼，楼高介于55~62m 之间。案例项目所在区域岩溶发育较为完整，存在较多的岩溶地质问题，需有效制定工艺方案，保证施工质量。比如，在两个建筑之间的地下区施工时，含有多个溶槽。

2 溶槽区域基础施工方法

2.1 施工流程

图1 为案例项目结合溶槽区域特征给出的基础施工流程。

图1 案例项目结合溶槽区域特征给出的基础施工流程

2.2 前期勘测并细化工艺方案

2.2.1 清理碎石

案例项目现场发现溶槽问题后，须及时清除溶槽周边废土、碎石等材料，全面展现溶槽带，有效去除渣石。使用破碎设备，清除溶槽周边碎石，有效暴露溶槽状态，合理查看周边区域的孔位，查询案例项目所在区域的地质信息，重复核定溶槽带位置。建立多方主体的交流体系，有效交流溶槽问题，汇报交流结果，约定时间再次勘测，给出可行的溶槽处理方案[1]。

2.2.2 地质勘测

项目含有溶槽的位置，需用铁钎进行工程试探，通过视觉查看获得溶槽整体状况，检查结果如实反馈给参建各方。施工单位、建设单位及设计单位多个主体，需全面交流溶槽方位，准确设计现场基础交点，找出溶槽与基础的相互关系，使用结构图纸进行明确标注。标注结果传给设计单位，准确核实标注信息，将其作为施工结算的参考资料。案例项目进行地质勘测时，分别对基坑、项目四周路面进行地质勘测。地质勘测使用的勘测设备是“瞬态瑞雷波”，勘测深度为35m。现场勘测时，考量瞬态瑞雷波的技术操作特点，从多个视角全面进行勘测记录。现场勘测时，保证探测深度、探测结果的清晰性，完整记录勘探结果。依照瑞雷波勘测理念，解析现场勘测所得的各项数据。数据成像处理时，可准确划分波速变动区域，给出波速分级结果，以此保障清晰呈现断层破碎情况，准确查看岩溶裂隙问题，标注岩溶洞穴的具体方位，便于设计人员掌握溶槽规模。勘测资料与岩土属性对照结果如表1 所示，其中V 表示案例项目周边地质岩层的土体相速度。

表1 勘测资料与岩土属性匹配结果

现场勘测时，基坑位置尚未进行开挖施工，围护桩正处于施工状态，现场施工环境具有一定复杂性。结合现场施工情况，在围护桩施工区域内，以基坑长轴方向为准，平行设计五组测线，各测线间隔距离介于4.5~5.5m 之间。东向首个测线标注为1 号，逐一向西进行测线编号。案例项目施工期间，围护桩性能、浇筑质量等多种因素，可能对施工质量构成一定威胁。5 条测线的监测主体，以案例项目施工区域为主，测线覆盖区域的短边为20m。在现场施工、用料存放、设备运行等因素共同作用下，现有测线存在地质勘测盲点问题。尤其第5 条测线的勘测范围，仅是勘测厂区的南部，北边区域为勘测盲区。在基坑北部位置添加第6 个测线。

2.2.3 核对勘测结果

明确溶槽位置后，相关单位及时进行溶槽检查，分析溶槽的形成过程。地勘组织重新落实勘察工作，准确分析溶槽、围岩的持力情况，排查地下水的潜在可能性。准确分析地下水对建筑结构形成的不利作用，相应给出处理方案，交由设计组织细算参数，绘成结构项目的施工图纸。

2.3 岩石处理

对于部分位置的溶槽，运行挖掘机进行清理，配合人工同步清理。清理项目有碎石、填充土、废物等，使溶槽处于完整暴露状态。岩石破碎处理，主要使用挖掘机、风镐等工具，设备进场时工人需进行全面的工艺交底，严格参照施工图纸进行岩石施工，保证施工规范。岩石施工需参照设计规范，保证岩石破碎处理的完整性。在地勘组织作出深入勘测时，准确掌握溶槽发育方向，切实保证上覆基岩的平稳性，使岩石开挖至预期设定的高度[2]。

2.4 质量验收

挖至预期设定的高度后，击碎岩石，由质检单位检查基础施工情况，出具验收结果。打凿深度应达到设计规范，保证溶槽两侧岩层结构的完整性。相关单位需针对溶槽打凿问题，给出具体整改建议。进行必要的协商工作，给出有效方案，保证处理结果，切实保证基础工程的施工质量。

2.5 回填混凝土

打凿验收完成，有序落实混凝土回填操作，应选择C25 强度的混凝土，填筑高度等同于溶槽高度。积极利用分层振捣工艺，使各层振捣厚度小于500mm，保证振捣充分。规范确定回填用料数量，由参建各方确认回填方案，便于日后结算。

2.6 溶槽处治工艺

2.6.1 基坑外侧溶槽

案例项目施工期间，周边含有多个既有项目。勘测案例项目周边地质发现：岩溶主要分布在既有项目的周边。处治岩溶问题时，对周边建筑安全构成一定威胁。相关人员需制定可行的地基方案，保证溶槽处治效果。案例项目选择φ159 类型的钢管，使用6 个此种类型的钢管制成止沉桩。注浆选用素水泥浆，水泥型号选择PO42.5R。溶槽处置前期，需有效防护基坑四周岩溶水，选择四组钢化管进行设计，以此防止外部水渗入，保证溶槽处治的全面性。注浆孔位设计成“梅花形”，奇数设为a，偶数设为b，则灌注顺序为为a 排a 数孔，a排 b 数孔、b 排 a 数孔、b 排 b 数孔。

为有效防控注浆孔位置出现沉降问题，维持地基结构的平稳性。使用钻孔钻进形式进行钻孔施工，不可选择循环水钻孔方法。注浆灌孔使用的钻进设备为“90型潜孔设备”，孔径大小为48mm。保证孔位设计的准确性，相应调整设备安防方位、设备运行角度等参数，保持钻机放置平稳性。钻孔处理溶洞周边区域，继而向洞内进行间隔式钻孔。注浆选用的材料为“水泥+水玻璃”。水灰比：0.4~0.5，固相用料采取质量称量方式，称量偏差不可超过2%。水泥浆用料中，添加水玻璃的比例为2%。水玻璃用料模数介于2.5~3.3 之间。注浆泵需放置于制浆恰当方位，使用高压管路进行注浆[3]。

2.6.2 基坑内侧溶槽

使用瑞雷波勘测方法，全面测定较大面积的溶槽。初步检测可明确大溶槽的具体范围。如果溶槽位置有散水问题，需进行注浆封堵，预设排水节点，装设水压平衡装置。将溶槽内的各类散水，有效整合至水压平衡管中，管材以钢管为主，选择φ600 型号。采取水平帷幕注浆的工艺方案，有效改善溶槽四周结构性能。选择φ42 的灌浆钢化管，添加至基坑溶槽位置。在基坑底4m位置安放钢化管。采取梅花形布设方法，设计三排钢管。使用水泥与水相同配比的形式，制作水泥浆液，开展帷幕注浆活动，从中间向两侧逐一进行注浆。溶槽区域内采取竖向注浆方法。基坑两侧设立的桩基，应使用φ42 型号的钢化管。注浆完成后，查看水压平衡管情况。管内无水，证明溶槽处置成功。如果管内有水，需采取单孔注浆形式，进行注浆改善，直至管内无水。

2.7 溶槽塌陷问题的防治工艺

2.7.1 防治方法

（1）前置支护小导管。使用小导管，能够提前处理软弱围岩，给出有效支护。小导管具有较强的锚杆支护、浆液运送功能。施工完成后，使隧道环向、围岩组合成拱圈，保证富水黏土层的整体加固质量。此种防治工艺表现出操作简便、地层影响不大、成本经济等特点[4]。

（2）帷幕注浆工艺。帷幕注浆的施工主体是“隧道全断面”。在地基周边建立完整帷幕结构，以此保证支护效果。注浆帷幕的单次注浆段，等同于洞径的3~5倍。地基施工时，止浆墙等同于洞径1.5 倍大小，能够有效防止溶槽塌陷问题。

2.7.2 塌陷防治问题

案例项目使用小导管进行溶槽防治，以此防范溶槽出现塌陷问题。在实际施工期间，支护效果欠佳，地表沉降量较高，甚至有支护结构脱节现象，严重威胁工程安全性。结合现场勘测结果，小导管支护主要用于溶槽表现较为明显的位置。选用红黏土进行填充，此用料具有含水量较高的特点。锚杆、小导管的施工方位有偏差，无法有效展现悬吊、销钉的功能。水泥浆液灌入地层后，短时间出现土体劈裂问题。浆泡会增加建筑下沉的可能性，土料凝结时段内，各组导杆难以建成平稳浆脉，浆液填充比例不高，无法施工成平稳性较强的加固结构。

案例项目进行水平、地表两项钻孔发现，支护失效范围并未发现有红黏土。如果破裂区域以洞轴方向进行延伸，劈裂长度将会大于小导管支护范围，极易引起支护失效问题，支护结构倒塌后，红黏土涌出，形成施工风险。由此发现：小导管具有较强的支护能力，对于软弱围岩施工具有较多要求；帷幕注浆表现出强度高、支护范围大、防水性能优异等特点，工艺流程相对复杂，造价更高。为此，对于小范围溶槽，可使用小导管进行地基改善。对于大范围溶槽，可选择帷幕注浆法，保障溶槽处理质量[5]。

2.7.3 溶槽支护建议

溶槽带的土岩结构具有多变性，存在一定塌陷风险。为此，房建项目进行地基改善时，应融合差异性设计思想。结合溶槽地质可能发生的塌陷问题，参照安全施工、成本控制理念，给出精细化工艺规划建议，提升小导管、注浆防护的规范性。溶槽塌陷过程，拱区具有一定支护功能。为此，应封闭处理软塑红黏土，积极回避掉块、涌泥等问题。地表塌陷过程，土体结构平稳性不强，施工区域的地基承载项目各项荷载，可选择具有较高刚度的支护形式，积极应对溶槽问题。确定注浆参数时，参数设计如表2 所示。

表2 注浆参数

房建项目施工时，管线穿越溶槽时，会遇见平稳性较差的红黏土，需适当调高注浆压力，保证注浆孔的连接效果，增加浆脉平稳性，以此发挥基础工程的支护功能。浆液扩散半径r 值，等同于注浆管间隔长度的0.7倍。每组注浆管线的灌入量q，计算方法如式（1）所示。

式中：r——浆液扩散半径，m；L——注浆管线大小，m；n——岩层孔隙比例，%；p——浆液填充有效性的比例，%；Ψ——注浆损耗系数。注浆用料主要选择“水泥双玻璃”类型，添加一定比例的缓凝剂，制成双液浆。此种用料具有一定流动性，可有效控制凝固时间。案例项目选择双液浆进行灌注，水玻璃用量大约为30~35Be。实际施工时，注浆压力调整至终压时，需进行为期10min 的稳压处理。注浆完成，采取钻孔采样检测方式，要求灌溉成功率达到80%。

3 结语

综上所述，岩溶地质结构较为复杂，建筑期间会遇见多种地质问题，还包括落水洞、洼地等。应对各类施工问题，积极处理，有效改善基础质量，争取获取优异的施工收益，保证岩溶区域房建项目安全性。