浅谈建筑工程强岩溶地基的处理措施

本文通过对广州设计殿堂工程强溶岩地基处理案例，重点介绍不同岩溶地质下溶洞处理的四种有效措施。同时对强岩溶地基处理措施进行总结，形成有指导性的溶洞处理方案，为类似工程的岩溶处理提供一定的参考和依据。

1工程概况

广州设计殿堂项目场地内实施的超前钻钻孔共个，其中揭露有溶洞的钻孔有个，钻孔见洞率达75.9%，为强溶岩地基，且超前钻勘察范围内所有钻孔均遇地下水，富水性较强，岩溶水含水量丰富。本工程基础形式为钻孔灌注桩。

2溶洞处理的四种措施

本工程溶洞处理措施分为抛填黄泥片石、注单液浆、注双液浆及灌注低标号混凝土四种。洞高3m的溶洞，采用抛填黄泥片石处理；洞高≥3m的溶洞，采用注单液浆处理；当单液注浆量超过m3仍未注满或达不到注浆压力，采用水泥+水玻璃双液进行注浆；当局部溶洞裂隙异常发育，溶洞连通，或溶洞与地质报告不符时，在钻进过程中发现溶洞采用灌注低标号混凝土。

2.1注浆处理措施

2.1.1单液浆（水泥浆）处理

2.1.1.1注浆设备

单液浆注浆法使用的注浆工具为“塑料管”，管为内径48mm，注浆段为带射浆孔的袖阀管，注浆段以上为实管。袖阀管每隔50cm钻一组（4～8个孔）射浆孔，射浆孔呈梅花形布设，其外为长5～8cm的橡皮阀包裹。

注浆管构造示意图

2.1.1.2注浆参数

单液浆配比为水泥：水=1:0.7（质量比），水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。灌浆段分段长度为1.0～2.0m，开环压力为0.3MPa，灌浆压力0.2～0.6MPa，灌浆速度顶底界15～20L/min，其他部位20～30L/min。灌浆量通过搅拌桶容积，灌浆泵的灌浆压力和浆液流量来控制。终灌标准是在灌浆压力下，灌入量小于l～2/L稳压15min。

2.1.1.3注浆施工工艺

（1）施工流程

注浆施工工艺流程图

（2）施工工艺

1）测量放样

根据工程桩平面坐标测放揭露溶（土）洞的桩位，并以该孔位进行定位为注浆孔。

2）钻孔

选用XY-型钻机或履带式钻机，在桩心位置进行钻孔施工，钻孔深度为最下一层溶洞底部位置。注浆范围为地面标高处。

3）拌制浆液

根据预配置浆液的体积，按水灰比计算出所需的普通水泥和水的用量；在搅拌机内加入计算好的用水量（应提前标好画线），边搅拌边加入计算好的水泥用量，搅拌均匀后倒入储浆桶内备用。

4）灌浆

注浆采用采用BW-型注浆机注浆。

①注浆方式采取分段注浆工艺，即在注浆范围内由孔底自下而上进行注浆，每次注浆段长0.3～0.5m，注完第一注浆段后，提上然后进行第二注浆段的注浆；

②注浆过程中作好注浆工作记录表，注浆孔的注浆工作情况及注浆工序作业时间。注浆过程中随时分析和改进注浆作业。

5）施工质量控制措施：

材料要求：水泥受潮结块不得使用。水泥等材料的各项技术指标应符合现行国家标准，并应附有出厂合格证和试验报告。

浆体配合比：浆体应按试验确定的配合比，经计量后搅拌机充分搅拌均匀，并应在注浆过程中不停缓慢搅拌。

洞底注浆：应增加注浆量，尽可能使洞体底部形成一个整体。

洞顶注浆：为保证洞顶板的稳定性，洞顶板附近注浆时应适当增加注浆量。

注浆前应进行有效封孔，保证分段注浆时各段之间不窜浆。

2.1.2双液浆（水泥浆+水玻璃）处理

（1）对于单液浆注浆泵注的水泥浆超过m3，仍未注满或达不到注浆压力，则先报备设计，再采用水泥+水玻璃双液进行注浆。双液注浆通过袖筏管，将水泥+水玻璃混合浆液一次性充填到所需加固溶洞中。利用其迅速凝固的特点，从而阻断岩溶的连通通道，从而达到封堵的目的。由于水泥+水玻璃浆液的固结时间可以控制在一定范围之内，因此可以人为地控制浆液流动距离，又由于该浆液具有胶结性，因此可以与充填物和前期充填的浆液及砂浆连结成整体，从而达到封堵的施工目的。

（2）双液浆注浆参数

双液浆配比为水泥：水：水玻璃=1：1.4:0.3（质量比），水玻璃模数m=2.4~3.4。

2.1.3注浆孔布置

注浆时应充分利用超前钻钻孔，以超前钻钻孔为基点，依次向外四周扩充2.0m×2.0m，探明的溶洞发育情况后，布置2.0×2.0m的补探孔直到确认该钻孔揭露不漏浆为止，补勘孔成孔直径mm，此孔即做为补充钻探孔，又可做为后期溶洞处理的注浆孔。钻孔钻穿溶洞并进入以下基岩不少于0.5m。

注浆孔平面布置图

2.1.4注浆范围

钻孔钻穿溶洞并进入以下基岩不少于0.5m。

2.1.5注浆顺序

先注周边溶洞，再注中间溶洞；多层溶洞，需先注下层溶洞，下层溶洞注满并稳压后再提管至上一层溶洞。

2.2抛填处理措施

单根桩长范围内溶洞洞高均小于3m时，在桩基施工过程中用抛填碎石黏土的方法进行处理，碎石、黏土及混凝土投入量按实际取。

（1）对块石的要求：石料应选用硬质岩石，强度在30～60Mpa范围之内，节理裂隙不发育，尺寸不大于40cm，自然级配。

（2）粘土应选用优质粘土（含砂率≯5％，塑性指标17-25％），并将粘土装入编织袋内备用，必要时准备水泥。

（3）土石比例，土：石=:1:2（体积比），如若需要应加入适量水泥（水泥按每米两包投放）。

（4）施工过程中如遇到土洞溶洞，大部分情况下，泥浆将会流失，在这种情况下立即向孔内抛填黄泥及块石，因此，在桩基施工过程中，施工现场必须备有足够的应急物资（至少一部装载机及大量的黄泥片石、水泥等材料），一旦发现孔内泥浆下降情况，立即向桩孔内集中回填黄泥片石，然后低锤密击使块石向四周挤压，增强孔壁，同时控制好泥浆的密度。

（5）回填高度应在洞顶板以上1～1.5为宜，再多则效果下降，每冲进0.5m就要向孔内补填块石和粘土。

（6）钻孔过程中应保持护壁泥浆高度并调整好泥浆浓度。

（7）遇到易坍塌的覆盖层同时坍塌情况发生时，应立即采用抛填片石和粘土，下部以抛片石为主，上部按比例抛土石，回填到塌方部位。

（8）在填土石的过程中有加稻草等物的经验。

2.3灌注低标号混凝土

2.3.1施工原则

注浆处理可以处理绝大部分溶洞，但是对于局部溶洞裂隙异常发育，溶洞连通，或溶洞与地质报告不符时，在钻进过程中发现溶洞可采用该处理措施。

2.3.2施工参数

（1）混凝土强度：C20早强水下混凝土，和易性好，粗骨料含量较多，具有较好的流动性；

（2）采用冲击钻机反复冲击，冲锤直径小于孔径mm左右。

2.3.3施工工艺流程

（1）钻孔成孔过程中遇到溶洞，旋挖钻机移位至下一根桩，留出工作面；

（2）采用吊机起吊冲击钻机至孔口处，并保证钻机平稳；

（3）孔内浇灌素混凝土，浇灌数量根据超前钻地质报告结合溶洞大小确定，一般为溶洞体积的1.5倍左右，且保证浇灌至溶洞顶部以上不小于2m；

（4）每浇灌一车，采用冲击钻机反复冲击，将混凝土挤入周边溶洞内；

（5）当溶洞范围周边孔壁基本为混凝土填充时，停止冲击钻进，待15-24小时后采用旋挖钻机继续钻进成孔。

3结语

用于强岩溶地基处理的措施较多，施工现场实施时，要根据实际情况，选择合理的处理措施，保证地基基础的稳定性，保证建筑物的安全性，延长建筑物的使用寿命，避免因地基基础等问题带来的工程事故。