浅谈土洞、溶洞处理专项施工技术与监理管理要点

摘 要：岩溶地区具有不可预见性，处理过程中存在很多问题。尤其是土洞、溶洞处理对基础稳定性的影响，是建筑施工及监理过程中存在的一个难点、重点。本文以大洋景苑小区项目为例，对土洞、溶洞处理方案的管理要点、施工及监理过程中常见问题的处理以及土洞、溶洞专项工程的施工质量及监理控制要点进行深度分析，以期为相关项目提供实践参考。

关键词：土洞；溶洞；施工技术；施工质量；监理管理要点文章编号：2095-4085（2024）10-0194-03

0 前言

在城市化快速推进下，岩溶地区的基础设施建设日益增多，建设过程中不可避免的会遇到土洞或溶洞。目前，溶洞处理专项施工技术与监理管理方面仍存在许多困难和挑战。因此，加强对土洞、溶洞专项施工技术的研究具有较强的现实意义，其对于基础设施建设和环境保护都具有重要影响。

1 土洞、溶洞处理专项施工中常见的问题

1.1 地质勘查不全面

在进行土洞、溶洞处理前，需要对地下情况进行详细的勘查，包括地质构造、岩土性质、地下水等多个方面。然而，有些勘察单位往往只重视某些方面的勘查，而忽略了其他重要因素，这会导致后期的处理效果不尽如人意。有些勘察单位在进行地质勘查时，采用的方法不够科学合理。例如，只是简单地进行表层勘查，而未对深部进行充分的探测，这样就可能导致土洞、溶洞被遗漏，从而影响整个的基础设施建设工作。

1.2 施工流程不科学

在土洞、溶洞治理过程中，缺乏科学、规范的施工流程，导致施工人员在实际作业中难以有效地控制风险，从而会对周围环境和设施造成损害。

1.3 安全及质量管理力度不足

土溶洞处理施工需严格遵循规范操作流程，确保施工质量。然而有些施工单位在施工过程中质量控制不够精细，如操作不规范、材料选用不当等，导致施工后出现新的土溶洞或治理效果不佳。

2 土洞、溶洞专项施工技术要点

2.1 工程概况

为说明土洞、溶洞专项施工技术要点及相关监理管理，本文以大洋景苑小区土洞、溶洞专项施工工程为例。案例工程主楼及地下室局部桩基采用灌注桩，桩径1 000mm，共计251根，持力层为中风化石灰岩或中风化辉绿岩，桩端全断面进入持力层深度≥1.0m。本项目主要特点是溶洞面积大，存在串联、多层、葫芦状溶洞。因溶洞大，导致泥浆流失速度快，加上溶洞顶卵石层较厚，很容易造成塌孔。灌注桩施工过程中容易形成孔内急剧漏浆，导致塌孔，给施工带来困难。

2.2 土洞、溶洞工程桩施工的主要施工工艺及流程

案例工程通过取样和实验室测试等方式对地下土壤进行分析，了解了土壤类型、含水量、密度、硬度等参数。并通过地质勘探手段，了解了工程区域的地质构造、岩石种类、结构形态和裂隙情况，据此可判断土、溶洞的形成机理和演化规律，从而为后续治理提供了依据。针对案例工程溶洞特点，按照溶洞高度可将其分为大溶洞、小溶洞，其中高度超过3m的为大溶洞，高度在3m以下的为小溶洞。按照溶洞垂直方向的数量可分为多个溶洞、串珠溶洞。基于此，技术人员经过综合研判后制定了两种施工方案，分别为正常冲进方案和在冲进过程中孔内或地表坍塌较为严重时使用钢护筒施工方案^［1］。

2.2.1 正常冲进方案

（1）准备工作。技术人员对桩基桩位地质和水文资料应进行详细了解，掌握溶洞出现的位置，并推断其大致范围、大小和充填情况。通过逐孔超前钻探取得的数据，制定每个溶洞桩基的合适施工方案和技术保障措施。此外，应单独列出每个墩位的地质柱状图，并根据施工过程中出现的溶洞位置推测其走向。然后，将这些信息传达给具体操作者、技术人员和作业队长，以确保相关人员都了解溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案等重要信息。另外，还需整理出成片的施工场地便于堆放材料；清理桩顶坡土来减轻荷；并在雨季施工时设置雨蓬，以确保便道畅通，方便及时撤离现场。

（2）机械和材料准备。需选择适当的钻机机型，并备足处理溶洞所需的材料，包括泥土、片石、麻袋、袋装水泥等。为确保施工中形成良好的护壁，应将泥浆比重控制在1.3左右。并根据泥浆入孔位置调整黏度，比如接近溶洞底层的黏度控制为28s以下，19s以上；一般地层控制在22s以下，16s以上。

应备好足够的溶洞处理材料，如泥土、水泥、片石等。其中水泥选择P.0.42.5的硅酸盐水泥；片石为强度在30MPa以上的石灰岩，粒径控制在10cm以上，50cm以下。同时，需预先准备处理溶洞所需的机械设备，并在成孔时采用枕木或钢板稳固地基，以防止溶洞钻探引发塌陷导致机械和人员损伤。还应根据已补勘的柱状图及施工中溶洞出现的位置制定施工工艺流程。

（3）施工中的工作重点应放在冲破至洞室顶部大约1m的环节上，此时应以小冲程方式施工，要确保冲程的垂直距离不会超过1.5m，主要是防止在冲进过程中突然击穿溶洞，从而引起卡钻的状况。如果在冲进过程中，孔壁有漏浆现象出现，则需立即使用大功率泥浆泵对其进行补浆补水处理，并确保及时提升冲击锤，以避免其被覆盖。在进入溶洞区域时，要使用大型挖掘机将预先做好的黄土、石片和全袋水泥混合物以1∶1∶1（体积比，其中水泥应按照1t重量进行计算）的比例倾倒进钻孔里，每次的回填层应在超出洞顶10∽15m的按洞室规模来设定。在倾倒混合物后，要观察孔内泥浆是否会持续下降。没有下降现象时，就要采用小冲程冲击，让冲锤破碎黏土和石片，并推到洞室内壁形成保护；如果泥浆一直下降，就要继续倾倒石片、黄土和水泥的混合物。在钻孔过程中，如果再次冲击至洞室的空位时出现泥浆快速下降，说明洞室空间可能较大。为了提高堵洞固结力，需在黄土石片混合物中加入20%的包装水泥，并一袋一袋地倾倒进去。完成倾倒后，利用冲锤将孔底的石片、黄土和水泥混合物冲混，反复的回填冲孔3次，待6∽8h后，便可按照常规施工方法进行冲击。如在施工过程中再次发现孔壁存在漏浆状况，就要按照以上的方式再进行一次，直到穿越洞室达到设计的孔底高程^［2］。

2.2.2 钢护筒方案

钢护筒施工是在案例工程冲进过程中，孔内或地表坍塌较为严重时使用的备选方案。针对土、溶洞处理专项施工技术要点中的钢护筒施工，需注意以下几个方面。

（1）钢护筒制作。内钢护筒应采用壁厚12mm的钢板，在加工厂采用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口。单层护筒内径需大于桩直径10cm；多层护筒则需在最内侧保证内径大于桩直径10cm，外层护筒内径大于内层护筒外径10cm，并以此类推。

（2）钢护筒制作完成后，运至施工现场进行使用。在钻进过程中，需先埋设外护筒，并严格控制护筒位置偏差不超过5cm，位置（如图1）。将钻头正常钻进至杂填土层下方约2m处，再采用振动锤，先将内钢护筒分节打入土层中，然后再进行冲击成孔。在下沉钢护筒的施工过程中，需确保振动锤平稳，夹住内钢护筒顶部，以避免因偏心而导致护筒偏斜。同时，还需采用水平尺严格控制各节护筒连接的垂直度，力求钢护筒完全垂直入土。若发现有偏斜趋势，应及时进行纠正，以确保钢护筒的垂直度。可使用现场吊锤控制钢护筒的垂直度，或将长度为100mm的钢板焊接到外护筒中。可在钢板两侧预留20mm的调节空间，以此确保护筒下沉的垂直度。

3 监理对于土洞、溶洞处理方案的管理要点及常见问题的处理

3.1 土洞、溶洞处理方案的管理要点

土洞、溶洞处理过程中监理管理是一项重要而复杂的任务。在施工开始前，项目监理应审查的监理管理要点包括以下几个方面：施工单位编制的《土洞、溶洞专项施工方案》是否按要求进行审批；是否按专家论证意见进行修改；安全措施是否到位；是否满足强制性规范的要求。符合要求的应审批，审批合格后应并报建设单位批准。

3.2 施工及监理过程中常见问题的处理

（1）塌孔、漏浆。塌孔通常由于地层不稳定、地下水的冲刷以及施工过程中的压力调整不当等因素导致。若在施工过程中遇到塌孔，应立即停止施工，进一步分析原因。然后以分段、分层、逐步回填的方式进行处理，要确保回填材料与旁边土壤的紧密度一致。根据地质条件，施工过程中需增强对地层的监测，尤其是频繁发生塌孔的区域。漏浆主要由于孔壁破裂或灌浆压力过大引起。此类问题发生时，首先需降低灌浆压力。然后，可采用压力低、浆液密度高、结块时间长的特殊浆液进行灌填，以补充漏浆部位的体积，并尽可能防止进一步的漏浆。此外，提前做好浆液的稀、膏、稠三阶段管理，并进行二次、多次灌浆，可以更好的处理漏浆问题。在处理这些问题过程中，监理需要持续对施工过程进行综合监控，以确保各项处理措施得以有效执行。监理应详尽记录问题及处理措施，并以此构建问题数据库，以备日后查阅。处理这些问题需要高度的技术专业知识和现场处理经验。只有确保每个环节合理操作，遵守科学的施工规程，才能在问题出现时及时有效地进行处理，并减少此类问题的发生。同时，提前的预防措施和规划也是防止这类问题的关键。

（2）斜孔。斜孔问题在勘探及钻孔过程中比较常见。斜孔会导致项目成本增加、出现工程质量问题，甚至可能影响到工程的安全。

1）预防斜孔出现。实施精细化设计、双向勘探以及制定有效的操作规程是避免斜孔出现的关键。钻孔过程中应严格进行质量控制，并对钻机设备和钻头进Q行及时维护和更换，可减少斜孔的出现。

2）发现斜孔后的处理。一旦发现孔体出现偏斜，应马上停止钻孔，要确保工程人员的安全。然后进行孔深的测量和偏斜程度的判定。测量可以通过蛇眼相机、激光测斜仪等设备完成。如果发现偏斜严重，应考虑采用定向钻孔重新定位孔身。

3）斜孔修复和回填。如果孔身偏斜并不严重，可考虑通过增加注浆量和加厚孔壁的方式尝试修复。如果这些努力无法有效矫正偏斜，就需要对斜孔进行回填，并在适当的位置重新钻孔。

4）斜孔的监理。监理过程中，应定期进行斜孔的识别和监测，这也是预防和提早发现问题的关键步骤。此外，监理人员还需对施工过程中的斜孔进行严格的登记、跟踪，以此来评估工程质量，进而为之后的类似工程提供经验^［3］。

（3）卡钻、埋钻。为预防卡钻、埋钻，施工过程中需对钻进参数（旋转速率、推进速率）进行适时的调整来应对不同地层，且钻具的材料和结构要适应现场地质条件。一旦发生卡钻情况，首先采取停车反转的操作，并适当增加回转力；若无法解决，可以尝试采用反冲和振动等方法。在释放的过程中，应做好防止锚索钻杆等钻机严重反冲的保护措施。若仍无法释放，需采用机械或化学助剂等方式解卡。如果发生了埋钻，不要立即停止泵送，以防止淤泥在钻具周围迅速固化，造成更严重的堵塞。此时可以适当提高钻具的旋转速度和提升速度，同时逐步增大泵送功率。如果此办法无效，就需使用具备高水射流清洗功能的复合钻头。在监理过程中，应制定严格的标准和处理流程，针对卡钻和埋钻出现的可能性及其成因进行定时、定点检查和监测，以确保施工过程在可控范围内。同时，还要及时向施工组织提供专业的技术支援和建议，以便出现问题时，能快速准确地找出解决方案^［4］。

4 结语

综上所述，本文为土洞、溶洞处理施工技术及监理工作提供了一定的参考和指导，有助于更好地保护城市基础设施和环境资源。未来，还将继续深入研究土洞、溶洞处理技术与监理管理方面的问题，以期为相关行业的发展做出更大的贡献。

参考文献：

［1］邓启君.CFG桩在处理砂层、土溶洞中的应用［J］.城市建设理论研究（电子版），2023（28）：142-144.

［2］饶斌.岩溶地区某工程土（溶）洞注浆处理与检测［J］.福建建材，2023（4）：71-72，76.

［3］王余廷.多溶洞地质条件下码头工程钻孔灌注桩施工技术［J］.珠江水运，2022（20）：81-83.

［4］莫运明.岩溶区溶洞及土洞对建筑物地基稳定性影响的处理方法探讨［J］.企业导报，2011（11）： 253-254.