溶洞地區已施工工程樁樁底溶洞處理方案

王冠軍，余承清

廣州粵嘉工程技術有限公司，廣東 廣州 510000

溶洞具有形狀、尺寸、位置多樣的特征，灌注樁項目需進行一樁一孔的超前鉆，為既定樁位施工提供依據，但因超前鉆孔徑遠小于工程樁直徑，其揭露的溶洞情況與實際的溶洞存在偏差。對未采用溶洞預處理的樁位，如果抽芯檢測發現樁端持力層底部仍有未處理的溶洞，需對樁底進行處理。

1 場區溶洞情況及處理措施

項目擬建5棟高31層的商業住宅樓，占地面積約21000m2。場地設2層地下室。采用灌注樁基礎，持力層為中風化或微風化石灰巖層，勘察報告揭露溶洞見洞率為50%。超前鉆揭露溶洞頂板埋深13～22.5m，洞高為2.5～4.8m。溶洞按充填物狀態可分為以下兩種情況：全充填，充填黏性土、砂及少量碎石，漏水；半充填，有一半左右充填；無充填物，為空洞。按溶洞垂向數量分為單個溶洞、多個溶洞（串珠狀）。按溶洞大小分為大溶洞，洞高大于等于3m；小溶洞，溶高小于3m。綜合考慮質量及工期要求，施工方案針對溶洞的處理措施為不進行溶洞預填充處理，當樁基施工遇到溶洞，采取片石和黃泥（體積比為1∶1）進行回填反復沖孔，成孔后采用混凝土進行澆筑，遇洞填洞。

2 質量缺陷處理

該工程在施工過程中對發現的溶洞均進行混凝土灌注填充。施工完成后進行樁基礎檢測，抽芯檢測時出現問題樁。該樁樁徑為1.0m，抽芯樁長16.23m，樁身芯樣完整，樁端持力層以下0.95m遇到溶洞，溶洞埋深17.18m，溶洞高度為2.17m，無充填物，洞底為微風化炭質灰巖。抽芯孔洞出現大量持續上涌清水現象，為打穿溶洞頂板所釋放出來的承壓水。針對該樁情況，擬對底部溶洞采取灌注水泥漿。通過密實充填溶洞，達到提高樁端持力層的強度的目的。此次灌漿處理難點是如何保證在承壓水環境條件下將漿液注入溶洞，且填充密實達到設計強度要求。

3 溶洞注漿施工

（1）處理方式。為不損傷樁體，在該樁周圍均勻開4個孔，對角兩個一組為一序孔，另外兩個一組為二序孔。分別采用PVC管及PVC袖閥管壓力注漿的方法進行填充加固，溶洞填充均勻，加固位置可控性強，注漿壓力從低到高，間歇、反復壓漿。布孔圖如圖1所示，注漿管布置示意圖如圖2所示，袖閥管大樣如圖3所示。

圖1 布孔圖

圖2 注漿管布置示意圖

圖3 袖閥管大樣

（2）袖閥管施工工藝。鉆孔→預埋PVC管→澆注套殼料、下袖閥管及固管止漿→注漿→洗孔重復注漿→自檢→質量檢驗→清場、退場。①鉆孔施工。鉆機采用泥漿循環、護壁成孔和清孔，對于鉆進深度要穿過溶洞底巖層不少于3.0m，進入巖層時開始抽芯，以抽芯長度確定入巖深度。②澆注套殼料及止漿段。在孔內用套殼料填充，以防止注漿時返漿；因鉆孔破壞了溶洞承壓水頂板，孔口下1.0m段施作止漿段封堵，止漿段采用快干水泥封堵密實。③注漿材料。采用純水泥漿（42.5R水泥配置）、水玻璃、雙液漿、速凝劑。在正式注漿前，預先進行幾組注漿試驗，選擇最佳的施工參數。注漿體中純水泥漿液水灰比值為0.5，雙液漿的配置為水泥∶水∶水玻璃=50kg∶25kg∶1.8kg。④一序二序注漿。一序孔注漿的目的為大面積回填空洞，為保證漿液在承壓水狀態下不被水流從孔口噴出，一序注漿施工過程將二序注漿孔用悶蓋擰緊。待一序注漿完成后，擰開悶蓋，開始二序注漿孔注漿。⑤注漿壓力。為保證注漿達到密實，一序孔注漿采用純水泥漿作注漿材料，間歇注漿，壓力按0.5～1.0MPa控制，初始注漿時間控制在45min，若在45min內仍然不起壓，停止灌漿，間歇6h，再進行注漿。二序孔注漿采用雙液注漿，壓力按0.8～1.5MPa控制，漿液凝固時間在10～20s。⑥注漿終止標準和注漿量。當二序注漿孔灌注壓力穩定在1.5MPa（一序注漿孔為1.0MPa）持續20min，吃漿量變小（注入量小于15L/min）或孔口冒漿時即可終止注漿。結合臨近樁孔混凝土遇溶洞超灌混凝土方量狀況，并分析此次溶洞影響范圍，預估此次注漿水泥用量上下限范圍為50～80t，而實際上此次注漿水泥用量為65t。

4 質量控制措施

（1）鉆孔完成后安設注漿管時，注漿管應高出地面35cm，并旋緊上悶蓋，以防止水泥漿及其他雜物進入管內，影響注漿施工。

（2）水泥注漿量大于理論計算量上限的20%還沒有達到相關標準時，需及時分析其原因，分析是否出現了跑漿問題，如出現跑漿問題，及時采用雙液漿加速凝固。

（3）因被處理溶洞內有大量承壓水，因此充分利用原檢測抽芯孔。①注漿孔開孔過程中，為防止開孔過程泥漿噴出起不到護壁作用，抽芯孔暫不封堵，利用其持續排水用作泄壓孔。②為防止壓力注漿時水泥漿從抽芯孔噴出，在注漿孔注漿前，提前將抽芯孔用水泥漿封堵。③抽芯檢測為有損檢測，注漿處理完后利用原抽芯孔抽檢處理情況，避免對樁身造成進一步影響。

（4）嚴格按注漿參數進行施工，不得隨意更改。

（5）注漿過程中應做好詳細的注漿記錄，加強周邊環境巡視，并對漿液進行膠凝時間的測定，確保注漿施工效果及安全。

5 成樁質量及檢測

溶洞處理后，在原抽芯孔開孔進行復抽檢，所取填充注漿體芯樣完整，抗壓強度達到20MPa，滿足設計所提出的要求。此次抽芯將抽取芯樣的鉆孔深度延長至已處理溶洞底部3m，抽取結果為微風化，巖體完整且再無溶洞。經各責任主體單位共同驗收，確認該樁經此處理后可以投入使用，注漿施工取得了成功。

6 結束語

文章以商業住宅樓項目實際工程為例，針對樁基礎底部未填充處理下覆溶洞的處理方法，采用在原樁位上新增加鉆孔后進行袖閥管注漿，通過嚴格的工藝參數控制，對已施工的工程樁樁底溶洞進行后填充處理，取得了良好的加固效果，使得瀕臨廢棄的樁基礎實現了再利用，避免了因少數工程樁質量問題導致的補樁、加樁情況，以及增加檢測所帶來的工期損失、經濟損失，取得了經濟節約、避免浪費、處理周期短、質量可控的綜合效果。