淺談深基坑支護(hù)地下溶洞處理技術(shù)

李旭慜

廣州建筑工程監(jiān)理有限公司 廣東 廣州 510000

1 工程概況

場區(qū)工程地質(zhì)、氣象與水文地質(zhì)

（1）地形、地貌。廣州市地處珠江三角洲，地貌單元為沖積平原，局部形成基巖剝蝕臺(tái)地。地表形態(tài)大體平坦。場址所在場地為珠江三角洲沖洪積平原地貌。本站覆蓋層發(fā)育特征是沖洪積砂層發(fā)育，多直接覆蓋在中、微風(fēng)化的灰?guī)r上。

（2）不良地質(zhì)。本工點(diǎn)屬覆蓋型巖溶，根據(jù)詳勘報(bào)告見可溶巖（灰?guī)r）鉆孔289個(gè)，揭露到溶洞的鉆孔有147個(gè)，見洞率約50.87%，線巖溶率為15.68%。結(jié)合區(qū)域巖溶現(xiàn)象的地質(zhì)成因分析，沿線在勘探深度內(nèi)的溶蝕現(xiàn)象以表層豎向溶蝕發(fā)育為主，局部發(fā)育溶蝕深槽，下部溶蝕發(fā)育較差，但規(guī)律性較差，基本上呈無序狀，很不穩(wěn)定。在垂向規(guī)模方面，本次揭露溶洞高度在0.1～27.2m，平均洞高3.90m。在揭露的洞體中最大高度達(dá)27.2m，溶洞高度變化大，無規(guī)律。

勘察揭露巖溶洞隙大部分呈半充填或全充填狀態(tài)，充填物主要為流塑、軟塑狀黏性土，局部為可塑狀粉質(zhì)黏土或充填泥沙，鉆探過程中表現(xiàn)為漏水，地層軟弱，鉆具自重下沉等現(xiàn)象，部分鉆孔揭露巖溶無充填物為空洞，在鉆探中出現(xiàn)掉鉆現(xiàn)象，并且漏水嚴(yán)重。勘察揭全充填溶洞40個(gè)，占全部溶洞的15.75%；半充填溶洞139個(gè)，占全部溶洞的54.72%；無充填溶洞75個(gè)，占全部溶洞的29.53%。揭露溶洞總進(jìn)尺961.86m，充填總進(jìn)尺約346.06m，溶洞充填率0%～96%，平均充填率35.98%。

綜上所述，場區(qū)二疊系棲霞組石灰?guī)r地層見洞率為50.87%，巖溶強(qiáng)發(fā)育，以表層溶蝕發(fā)育為主要特點(diǎn)，分布規(guī)律性差，形態(tài)規(guī)模各異，巖溶洞體充填差，多呈未充填、半充填狀，處于充填狀態(tài)的充填物工程性質(zhì)軟弱，易被水流沖蝕，充填率35.98%，多屬于不穩(wěn)定洞體，對基坑穩(wěn)定性很不利[1]。

2 巖溶地基處理方法

（1）對于巖面上覆砂層或溶洞洞徑較大探邊施工易引起地面塌陷風(fēng)險(xiǎn)時(shí)應(yīng)采用邊探邊注漿的處理方式。

（2）溶（土)洞采用充填注漿的方法進(jìn)行處理：①對于洞徑較大的半充填或無充填溶洞采用注漿法與充填法相結(jié)合，即鉆孔作為投料孔先投入砂礫碎石、水泥砂漿、混凝土等盡量填實(shí)洞穴，然后再下袖閥管進(jìn)行注漿。②充填壓力需根據(jù)溶（土）洞的充填情況進(jìn)行調(diào)整；未填充溶（土）洞采用水泥漿進(jìn)行注漿充填，針對大型未充填的溶洞也可采用低標(biāo)號(hào)素混凝土充填；對于全填充溶（土）洞若填充物為軟塑或流塑的，應(yīng)進(jìn)行處理。③充填注漿需邊注漿邊摸查溶（土）洞的規(guī)模及處理后的狀態(tài)摸查方法：根據(jù)注漿量及注漿孔所檢測到的溶（土）洞洞徑、初步估算溶（土）洞的規(guī)模后再向周邊布設(shè)檢查孔，檢查孔采用2m間距梅花形布置。檢查孔需注意檢查溶洞的延展?fàn)顩r外、尚需檢查注漿充填狀況，發(fā)現(xiàn)注漿不飽滿的需利用檢查孔繼續(xù)注漿。④規(guī)模較大的溶洞、其范圍已超出結(jié)構(gòu)設(shè)定的安全限界時(shí)，可先在安全限界鉆孔、采用速凝漿控制邊界、減少注漿的范圍及注漿量，合理布置排氣孔。如圖示。⑤充填注漿需根據(jù)溶（土）洞所處的深度、地層條件分別采用振動(dòng)沉管及鉆孔埋管進(jìn)行注漿。a.埋深較淺、圍巖為砂土層的土洞可采用振動(dòng)沉管方式進(jìn)行充填注漿； b.溶洞需采用先成孔、后埋入注漿管、并注意封閉溶洞頂板及注漿管與孔壁間的間隙后才能注漿。c.對于高度大于等于3m無填充溶、土洞和半填充溶、土洞（含特大溶洞），先采用雙液漿注漿，再進(jìn)行水泥漿壓密注漿。對于全填充溶洞，填充物采用標(biāo)貫進(jìn)行檢驗(yàn)，標(biāo)貫擊數(shù)大于10擊的可不用處理。

（3）溶溝、溶槽及破碎帶采用注漿法進(jìn)行固結(jié)處理；固結(jié)注漿需采用“前進(jìn)式”或“后退式”“間歇式”分段注漿，注漿深度需從地鐵結(jié)構(gòu)底板上3m至地鐵結(jié)構(gòu)底板下不少于5m。如溶溝、溶槽規(guī)模較大，且發(fā)育有承壓水，采用三軸攪拌樁格柵式分塊加固封底。

（4）注漿材料采用雙液漿和水泥漿，溶洞外圍可用雙液漿封閉，內(nèi)部采用水泥漿，水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。注漿管應(yīng)進(jìn)入溶（土）洞底部以下不小于0.5m。注漿管采用Φ48×4.5PVC管。

3 溶（土）洞處理施工注漿順序

巖溶地區(qū)的注漿順序直接影響溶（土）洞和巖溶裂隙的灌注密實(shí)度和注漿的漿液流失，注漿順序宜按下列流程。

①溶（土）洞處理的施工順序應(yīng)遵循：探邊界－注漿充填－注漿效果檢測。②應(yīng)遵循分序隔注，小洞先外后內(nèi)，大洞先內(nèi)后外，先大后小，先下后上，注漿壓力先小后大。若在周邊孔注第一次漿時(shí)，注漿量已較多，壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可間隔注漿，隔一跳一。

注漿工藝：

（1）注漿前1至2天必須在注漿管與土層交接部位用草帶或其他材料打底+水泥漿封堵形成一個(gè)外殼，深度不小于6米。防止水泥漿從注漿管外冒出，達(dá)不到注水泥漿填充作用。

（2）在正式注漿前，應(yīng)進(jìn)行注漿試驗(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求的水泥用量等指標(biāo)，最終確定控制注漿壓力、水泥用量、配合比、注漿次數(shù)等施工參數(shù)。

（3）注漿漿液采用水泥漿，采用水泥為42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為1.0～1.5。用BW150型注漿泵注漿，漿液現(xiàn)場用LJ-300型攪漿桶攪拌；漿液須在攪拌均勻過篩后倒入泥漿池再注漿，注單液漿采用分層注漿，先注下層溶洞，下層溶洞注滿并穩(wěn)壓后再提管至上一層溶洞，直至注滿。

（4）在注漿壓注過程中，漿液應(yīng)連續(xù)攪拌，攪拌時(shí)間應(yīng)大于2min。

（5）在注漿時(shí)泵壓力表上觀測注漿壓力，開環(huán)壓力0.3Mpa，終止注漿壓力1.0Mpa，穩(wěn)壓30～60分鐘后，清洗閥管并預(yù)開一次環(huán)，以待第二次再注。

注漿量：注漿時(shí)根據(jù)攪拌桶的容積和漿液流量確定注漿量，在攪拌桶中配好漿液、測定體積后再將漿液輸入注漿池中，注漿池直接與注漿泵相連。注漿時(shí)再通過壓力表和漿液流量來控制注漿量。另外，通過計(jì)量現(xiàn)場水泥用量，也是掌握注漿量的有效措施。

4 結(jié)束語

溶巖地帶的基坑支護(hù)及樁基礎(chǔ)施工前，務(wù)必對地下溶洞的規(guī)模、位置進(jìn)行“一樁一孔”及“一墻兩孔”的超前鉆詳探，并根據(jù)鉆探分析資料確定溶洞處理方案，實(shí)施后方可進(jìn)行基坑支護(hù)及樁基礎(chǔ)施工，已確保基坑及基礎(chǔ)穩(wěn)定性。