淺談土洞、溶洞處理專項(xiàng)施工技術(shù)與監(jiān)理管理要點(diǎn)

摘 要：巖溶地區(qū)具有不可預(yù)見(jiàn)性，處理過(guò)程中存在很多問(wèn)題。尤其是土洞、溶洞處理對(duì)基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響，是建筑施工及監(jiān)理過(guò)程中存在的一個(gè)難點(diǎn)、重點(diǎn)。本文以大洋景苑小區(qū)項(xiàng)目為例，對(duì)土洞、溶洞處理方案的管理要點(diǎn)、施工及監(jiān)理過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題的處理以及土洞、溶洞專項(xiàng)工程的施工質(zhì)量及監(jiān)理控制要點(diǎn)進(jìn)行深度分析，以期為相關(guān)項(xiàng)目提供實(shí)踐參考。

關(guān)鍵詞：土洞；溶洞；施工技術(shù)；施工質(zhì)量；監(jiān)理管理要點(diǎn)文章編號(hào)：2095-4085（2024）10-0194-03

0 前言

在城市化快速推進(jìn)下，巖溶地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日益增多，建設(shè)過(guò)程中不可避免的會(huì)遇到土洞或溶洞。目前，溶洞處理專項(xiàng)施工技術(shù)與監(jiān)理管理方面仍存在許多困難和挑戰(zhàn)。因此，加強(qiáng)對(duì)土洞、溶洞專項(xiàng)施工技術(shù)的研究具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，其對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和環(huán)境保護(hù)都具有重要影響。

1 土洞、溶洞處理專項(xiàng)施工中常見(jiàn)的問(wèn)題

1.1 地質(zhì)勘查不全面

在進(jìn)行土洞、溶洞處理前，需要對(duì)地下情況進(jìn)行詳細(xì)的勘查，包括地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)、地下水等多個(gè)方面。然而，有些勘察單位往往只重視某些方面的勘查，而忽略了其他重要因素，這會(huì)導(dǎo)致后期的處理效果不盡如人意。有些勘察單位在進(jìn)行地質(zhì)勘查時(shí)，采用的方法不夠科學(xué)合理。例如，只是簡(jiǎn)單地進(jìn)行表層勘查，而未對(duì)深部進(jìn)行充分的探測(cè)，這樣就可能導(dǎo)致土洞、溶洞被遺漏，從而影響整個(gè)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作。

1.2 施工流程不科學(xué)

在土洞、溶洞治理過(guò)程中，缺乏科學(xué)、規(guī)范的施工流程，導(dǎo)致施工人員在實(shí)際作業(yè)中難以有效地控制風(fēng)險(xiǎn)，從而會(huì)對(duì)周圍環(huán)境和設(shè)施造成損害。

1.3 安全及質(zhì)量管理力度不足

土溶洞處理施工需嚴(yán)格遵循規(guī)范操作流程，確保施工質(zhì)量。然而有些施工單位在施工過(guò)程中質(zhì)量控制不夠精細(xì)，如操作不規(guī)范、材料選用不當(dāng)?shù)?，?dǎo)致施工后出現(xiàn)新的土溶洞或治理效果不佳。

2 土洞、溶洞專項(xiàng)施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 工程概況

為說(shuō)明土洞、溶洞專項(xiàng)施工技術(shù)要點(diǎn)及相關(guān)監(jiān)理管理，本文以大洋景苑小區(qū)土洞、溶洞專項(xiàng)施工工程為例。案例工程主樓及地下室局部樁基采用灌注樁，樁徑1 000mm，共計(jì)251根，持力層為中風(fēng)化石灰?guī)r或中風(fēng)化輝綠巖，樁端全斷面進(jìn)入持力層深度≥1.0m。本項(xiàng)目主要特點(diǎn)是溶洞面積大，存在串聯(lián)、多層、葫蘆狀溶洞。因溶洞大，導(dǎo)致泥漿流失速度快，加上溶洞頂卵石層較厚，很容易造成塌孔。灌注樁施工過(guò)程中容易形成孔內(nèi)急劇漏漿，導(dǎo)致塌孔，給施工帶來(lái)困難。

2.2 土洞、溶洞工程樁施工的主要施工工藝及流程

案例工程通過(guò)取樣和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試等方式對(duì)地下土壤進(jìn)行分析，了解了土壤類型、含水量、密度、硬度等參數(shù)。并通過(guò)地質(zhì)勘探手段，了解了工程區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、巖石種類、結(jié)構(gòu)形態(tài)和裂隙情況，據(jù)此可判斷土、溶洞的形成機(jī)理和演化規(guī)律，從而為后續(xù)治理提供了依據(jù)。針對(duì)案例工程溶洞特點(diǎn)，按照溶洞高度可將其分為大溶洞、小溶洞，其中高度超過(guò)3m的為大溶洞，高度在3m以下的為小溶洞。按照溶洞垂直方向的數(shù)量可分為多個(gè)溶洞、串珠溶洞?；诖耍夹g(shù)人員經(jīng)過(guò)綜合研判后制定了兩種施工方案，分別為正常沖進(jìn)方案和在沖進(jìn)過(guò)程中孔內(nèi)或地表坍塌較為嚴(yán)重時(shí)使用鋼護(hù)筒施工方案^［1］。

2.2.1 正常沖進(jìn)方案

（1）準(zhǔn)備工作。技術(shù)人員對(duì)樁基樁位地質(zhì)和水文資料應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)了解，掌握溶洞出現(xiàn)的位置，并推斷其大致范圍、大小和充填情況。通過(guò)逐孔超前鉆探取得的數(shù)據(jù)，制定每個(gè)溶洞樁基的合適施工方案和技術(shù)保障措施。此外，應(yīng)單獨(dú)列出每個(gè)墩位的地質(zhì)柱狀圖，并根據(jù)施工過(guò)程中出現(xiàn)的溶洞位置推測(cè)其走向。然后，將這些信息傳達(dá)給具體操作者、技術(shù)人員和作業(yè)隊(duì)長(zhǎng)，以確保相關(guān)人員都了解溶洞的位置、大小、充填情況以及應(yīng)采取的施工方案等重要信息。另外，還需整理出成片的施工場(chǎng)地便于堆放材料；清理樁頂坡土來(lái)減輕荷；并在雨季施工時(shí)設(shè)置雨蓬，以確保便道暢通，方便及時(shí)撤離現(xiàn)場(chǎng)。

（2）機(jī)械和材料準(zhǔn)備。需選擇適當(dāng)?shù)你@機(jī)機(jī)型，并備足處理溶洞所需的材料，包括泥土、片石、麻袋、袋裝水泥等。為確保施工中形成良好的護(hù)壁，應(yīng)將泥漿比重控制在1.3左右。并根據(jù)泥漿入孔位置調(diào)整黏度，比如接近溶洞底層的黏度控制為28s以下，19s以上；一般地層控制在22s以下，16s以上。

應(yīng)備好足夠的溶洞處理材料，如泥土、水泥、片石等。其中水泥選擇P.0.42.5的硅酸鹽水泥；片石為強(qiáng)度在30MPa以上的石灰?guī)r，粒徑控制在10cm以上，50cm以下。同時(shí)，需預(yù)先準(zhǔn)備處理溶洞所需的機(jī)械設(shè)備，并在成孔時(shí)采用枕木或鋼板穩(wěn)固地基，以防止溶洞鉆探引發(fā)塌陷導(dǎo)致機(jī)械和人員損傷。還應(yīng)根據(jù)已補(bǔ)勘的柱狀圖及施工中溶洞出現(xiàn)的位置制定施工工藝流程。

（3）施工中的工作重點(diǎn)應(yīng)放在沖破至洞室頂部大約1m的環(huán)節(jié)上，此時(shí)應(yīng)以小沖程方式施工，要確保沖程的垂直距離不會(huì)超過(guò)1.5m，主要是防止在沖進(jìn)過(guò)程中突然擊穿溶洞，從而引起卡鉆的狀況。如果在沖進(jìn)過(guò)程中，孔壁有漏漿現(xiàn)象出現(xiàn)，則需立即使用大功率泥漿泵對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)漿補(bǔ)水處理，并確保及時(shí)提升沖擊錘，以避免其被覆蓋。在進(jìn)入溶洞區(qū)域時(shí)，要使用大型挖掘機(jī)將預(yù)先做好的黃土、石片和全袋水泥混合物以1∶1∶1（體積比，其中水泥應(yīng)按照1t重量進(jìn)行計(jì)算）的比例傾倒進(jìn)鉆孔里，每次的回填層應(yīng)在超出洞頂10∽15m的按洞室規(guī)模來(lái)設(shè)定。在傾倒混合物后，要觀察孔內(nèi)泥漿是否會(huì)持續(xù)下降。沒(méi)有下降現(xiàn)象時(shí)，就要采用小沖程沖擊，讓沖錘破碎黏土和石片，并推到洞室內(nèi)壁形成保護(hù)；如果泥漿一直下降，就要繼續(xù)傾倒石片、黃土和水泥的混合物。在鉆孔過(guò)程中，如果再次沖擊至洞室的空位時(shí)出現(xiàn)泥漿快速下降，說(shuō)明洞室空間可能較大。為了提高堵洞固結(jié)力，需在黃土石片混合物中加入20%的包裝水泥，并一袋一袋地傾倒進(jìn)去。完成傾倒后，利用沖錘將孔底的石片、黃土和水泥混合物沖混，反復(fù)的回填沖孔3次，待6∽8h后，便可按照常規(guī)施工方法進(jìn)行沖擊。如在施工過(guò)程中再次發(fā)現(xiàn)孔壁存在漏漿狀況，就要按照以上的方式再進(jìn)行一次，直到穿越洞室達(dá)到設(shè)計(jì)的孔底高程^［2］。

2.2.2 鋼護(hù)筒方案

鋼護(hù)筒施工是在案例工程沖進(jìn)過(guò)程中，孔內(nèi)或地表坍塌較為嚴(yán)重時(shí)使用的備選方案。針對(duì)土、溶洞處理專項(xiàng)施工技術(shù)要點(diǎn)中的鋼護(hù)筒施工，需注意以下幾個(gè)方面。

（1）鋼護(hù)筒制作。內(nèi)鋼護(hù)筒應(yīng)采用壁厚12mm的鋼板，在加工廠采用機(jī)械集中卷制加工制作，焊縫全部為雙面坡口。單層護(hù)筒內(nèi)徑需大于樁直徑10cm；多層護(hù)筒則需在最內(nèi)側(cè)保證內(nèi)徑大于樁直徑10cm，外層護(hù)筒內(nèi)徑大于內(nèi)層護(hù)筒外徑10cm，并以此類推。

（2）鋼護(hù)筒制作完成后，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行使用。在鉆進(jìn)過(guò)程中，需先埋設(shè)外護(hù)筒，并嚴(yán)格控制護(hù)筒位置偏差不超過(guò)5cm，位置（如圖1）。將鉆頭正常鉆進(jìn)至雜填土層下方約2m處，再采用振動(dòng)錘，先將內(nèi)鋼護(hù)筒分節(jié)打入土層中，然后再進(jìn)行沖擊成孔。在下沉鋼護(hù)筒的施工過(guò)程中，需確保振動(dòng)錘平穩(wěn)，夾住內(nèi)鋼護(hù)筒頂部，以避免因偏心而導(dǎo)致護(hù)筒偏斜。同時(shí)，還需采用水平尺嚴(yán)格控制各節(jié)護(hù)筒連接的垂直度，力求鋼護(hù)筒完全垂直入土。若發(fā)現(xiàn)有偏斜趨勢(shì)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行糾正，以確保鋼護(hù)筒的垂直度?？墒褂矛F(xiàn)場(chǎng)吊錘控制鋼護(hù)筒的垂直度，或?qū)㈤L(zhǎng)度為100mm的鋼板焊接到外護(hù)筒中。可在鋼板兩側(cè)預(yù)留20mm的調(diào)節(jié)空間，以此確保護(hù)筒下沉的垂直度。

3 監(jiān)理對(duì)于土洞、溶洞處理方案的管理要點(diǎn)及常見(jiàn)問(wèn)題的處理

3.1 土洞、溶洞處理方案的管理要點(diǎn)

土洞、溶洞處理過(guò)程中監(jiān)理管理是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的任務(wù)。在施工開(kāi)始前，項(xiàng)目監(jiān)理應(yīng)審查的監(jiān)理管理要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：施工單位編制的《土洞、溶洞專項(xiàng)施工方案》是否按要求進(jìn)行審批；是否按專家論證意見(jiàn)進(jìn)行修改；安全措施是否到位；是否滿足強(qiáng)制性規(guī)范的要求。符合要求的應(yīng)審批，審批合格后應(yīng)并報(bào)建設(shè)單位批準(zhǔn)。

3.2 施工及監(jiān)理過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題的處理

（1）塌孔、漏漿。塌孔通常由于地層不穩(wěn)定、地下水的沖刷以及施工過(guò)程中的壓力調(diào)整不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致。若在施工過(guò)程中遇到塌孔，應(yīng)立即停止施工，進(jìn)一步分析原因。然后以分段、分層、逐步回填的方式進(jìn)行處理，要確?；靥畈牧吓c旁邊土壤的緊密度一致。根據(jù)地質(zhì)條件，施工過(guò)程中需增強(qiáng)對(duì)地層的監(jiān)測(cè)，尤其是頻繁發(fā)生塌孔的區(qū)域。漏漿主要由于孔壁破裂或灌漿壓力過(guò)大引起。此類問(wèn)題發(fā)生時(shí)，首先需降低灌漿壓力。然后，可采用壓力低、漿液密度高、結(jié)塊時(shí)間長(zhǎng)的特殊漿液進(jìn)行灌填，以補(bǔ)充漏漿部位的體積，并盡可能防止進(jìn)一步的漏漿。此外，提前做好漿液的稀、膏、稠三階段管理，并進(jìn)行二次、多次灌漿，可以更好的處理漏漿問(wèn)題。在處理這些問(wèn)題過(guò)程中，監(jiān)理需要持續(xù)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行綜合監(jiān)控，以確保各項(xiàng)處理措施得以有效執(zhí)行。監(jiān)理應(yīng)詳盡記錄問(wèn)題及處理措施，并以此構(gòu)建問(wèn)題數(shù)據(jù)庫(kù)，以備日后查閱。處理這些問(wèn)題需要高度的技術(shù)專業(yè)知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)處理經(jīng)驗(yàn)。只有確保每個(gè)環(huán)節(jié)合理操作，遵守科學(xué)的施工規(guī)程，才能在問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)及時(shí)有效地進(jìn)行處理，并減少此類問(wèn)題的發(fā)生。同時(shí)，提前的預(yù)防措施和規(guī)劃也是防止這類問(wèn)題的關(guān)鍵。

（2）斜孔。斜孔問(wèn)題在勘探及鉆孔過(guò)程中比較常見(jiàn)。斜孔會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目成本增加、出現(xiàn)工程質(zhì)量問(wèn)題，甚至可能影響到工程的安全。

1）預(yù)防斜孔出現(xiàn)。實(shí)施精細(xì)化設(shè)計(jì)、雙向勘探以及制定有效的操作規(guī)程是避免斜孔出現(xiàn)的關(guān)鍵。鉆孔過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，并對(duì)鉆機(jī)設(shè)備和鉆頭進(jìn)Q行及時(shí)維護(hù)和更換，可減少斜孔的出現(xiàn)。

2）發(fā)現(xiàn)斜孔后的處理。一旦發(fā)現(xiàn)孔體出現(xiàn)偏斜，應(yīng)馬上停止鉆孔，要確保工程人員的安全。然后進(jìn)行孔深的測(cè)量和偏斜程度的判定。測(cè)量可以通過(guò)蛇眼相機(jī)、激光測(cè)斜儀等設(shè)備完成。如果發(fā)現(xiàn)偏斜嚴(yán)重，應(yīng)考慮采用定向鉆孔重新定位孔身。

3）斜孔修復(fù)和回填。如果孔身偏斜并不嚴(yán)重，可考慮通過(guò)增加注漿量和加厚孔壁的方式嘗試修復(fù)。如果這些努力無(wú)法有效矯正偏斜，就需要對(duì)斜孔進(jìn)行回填，并在適當(dāng)?shù)奈恢弥匦裸@孔。

4）斜孔的監(jiān)理。監(jiān)理過(guò)程中，應(yīng)定期進(jìn)行斜孔的識(shí)別和監(jiān)測(cè)，這也是預(yù)防和提早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的關(guān)鍵步驟。此外，監(jiān)理人員還需對(duì)施工過(guò)程中的斜孔進(jìn)行嚴(yán)格的登記、跟蹤，以此來(lái)評(píng)估工程質(zhì)量，進(jìn)而為之后的類似工程提供經(jīng)驗(yàn)^［3］。

（3）卡鉆、埋鉆。為預(yù)防卡鉆、埋鉆，施工過(guò)程中需對(duì)鉆進(jìn)參數(shù)（旋轉(zhuǎn)速率、推進(jìn)速率）進(jìn)行適時(shí)的調(diào)整來(lái)應(yīng)對(duì)不同地層，且鉆具的材料和結(jié)構(gòu)要適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件。一旦發(fā)生卡鉆情況，首先采取停車反轉(zhuǎn)的操作，并適當(dāng)增加回轉(zhuǎn)力；若無(wú)法解決，可以嘗試采用反沖和振動(dòng)等方法。在釋放的過(guò)程中，應(yīng)做好防止錨索鉆桿等鉆機(jī)嚴(yán)重反沖的保護(hù)措施。若仍無(wú)法釋放，需采用機(jī)械或化學(xué)助劑等方式解卡。如果發(fā)生了埋鉆，不要立即停止泵送，以防止淤泥在鉆具周圍迅速固化，造成更嚴(yán)重的堵塞。此時(shí)可以適當(dāng)提高鉆具的旋轉(zhuǎn)速度和提升速度，同時(shí)逐步增大泵送功率。如果此辦法無(wú)效，就需使用具備高水射流清洗功能的復(fù)合鉆頭。在監(jiān)理過(guò)程中，應(yīng)制定嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和處理流程，針對(duì)卡鉆和埋鉆出現(xiàn)的可能性及其成因進(jìn)行定時(shí)、定點(diǎn)檢查和監(jiān)測(cè)，以確保施工過(guò)程在可控范圍內(nèi)。同時(shí)，還要及時(shí)向施工組織提供專業(yè)的技術(shù)支援和建議，以便出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，能快速準(zhǔn)確地找出解決方案^［4］。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文為土洞、溶洞處理施工技術(shù)及監(jiān)理工作提供了一定的參考和指導(dǎo)，有助于更好地保護(hù)城市基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境資源。未來(lái)，還將繼續(xù)深入研究土洞、溶洞處理技術(shù)與監(jiān)理管理方面的問(wèn)題，以期為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

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