淺談深基坑支護地下溶洞處理技術(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、微風化的灰?guī)r上。

（2）不良地質(zhì)。本工點屬覆蓋型巖溶，根據(jù)詳勘報告見可溶巖（灰?guī)r）鉆孔289個，揭露到溶洞的鉆孔有147個，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，并且漏水嚴重?？辈旖胰涮钊芏?0個，占全部溶洞的15.75%；半充填溶洞139個，占全部溶洞的54.72%；無充填溶洞75個，占全部溶洞的29.53%。揭露溶洞總進尺961.86m，充填總進尺約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%，巖溶強發(fā)育，以表層溶蝕發(fā)育為主要特點，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險時應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、混凝土等盡量填實洞穴，然后再下袖閥管進行注漿。②充填壓力需根據(jù)溶（土）洞的充填情況進行調(diào)整；未填充溶（土）洞采用水泥漿進行注漿充填，針對大型未充填的溶洞也可采用低標號素混凝土充填；對于全填充溶（土）洞若填充物為軟塑或流塑的，應進行處理。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狀況外、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)設定的安全限界時，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沉管及鉆孔埋管進行注漿。a.埋深較淺、圍巖為砂土層的土洞可采用振動沉管方式進行充填注漿； 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，再進行水泥漿壓密注漿。對于全填充溶洞，填充物采用標貫進行檢驗，標貫擊數(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行固結(jié)處理；固結(jié)注漿需采用“前進式”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級普通硅酸鹽水泥。注漿管應進入溶（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遵循：探邊界－注漿充填－注漿效果檢測。②應遵循分序隔注，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，注漿量已較多，壓力達不到設計要求時，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外殼，深度不小于6米。防止水泥漿從注漿管外冒出，達不到注水泥漿填充作用。

（2）在正式注漿前，應進行注漿試驗。根據(jù)設計要求的水泥用量等指標，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，漿液應連續(xù)攪拌，攪拌時間應大于2min。

（5）在注漿時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，清洗閥管并預開一次環(huán)，以待第二次再注。

注漿量：注漿時根據(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。注漿時再通過壓力表和漿液流量來控制注漿量。另外，通過計量現(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及樁基礎施工前，務必對地下溶洞的規(guī)模、位置進行“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，實施后方可進行基坑支護及樁基礎施工，已確?；蛹盎A穩(wěn)定性。