溶洞处理

名苑星河湾三期商住楼

溶洞处理方法

1 工程概况

名苑星河湾三期商住楼拟建场地，西侧约40m为淡水河，东南北三侧为已建的6~23层商住楼，间距约14~16m。该商住楼地下一层，地上由A、B、C、D、E栋塔楼组成，其中A、C栋23层，B、D、E栋17层，均为剪力墙结构。

2 工程地质及水文地质条件

根据岩土工程勘察报告反映，该场地地基条件复杂，场地覆盖层主要为第四系冲积地层，主要为人工填土、冲积淤泥、粉质粘土、粉砂及残积粉质粘土等，厚度变化较大；揭露基岩分为石灰系灰岩，局部为砂页岩、炭质灰岩，按岩性、岩石风化程度、岩石溶蚀程度、破坏程度分为强风化砂页岩、岩溶化灰岩、微风化灰岩。该场地溶洞、岩溶化灰岩极为发育，具有分布面积广、溶洞洞高大小不一、溶洞层数多、洞底出露高程变化大及溶洞连通性强的特点。

该场地地下水以第四系孔隙潜水为主，局部具弱承压性，含水层主要由第四系松散层构成，主要赋存在第四系冲积的粉细砂层中，主要接受地表水体及大气降水的渗入补给，沿淡水河或低洼处自然迳流、排泄。岩溶水的补给来源主要是大气降水和地表水的渗入，少量是相邻含水层的侧向、垂直补给，排泄方式主要为侧向迳流，沿淡水河及岩溶侵蚀基准面排泄。

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3 基础形式选择

考虑上部荷载较大，对地基承载力要求较高，而本场地上部土层变化大，承载力普遍较低，故不适合作为天然地基基础持力层；如采用浅基础形式，必须进行复合地基加固，例如选用CFG桩加固地基后，采用筏片基础，则承载力提高要求较大，而本工程下部土层存在软弱层，要满足承载力及沉降要求，需要CFG桩桩长较长，但场地揭露基岩面深浅不一，个别钻孔基岩面埋深只有11~15m，扣除地下室高度及筏板厚度后桩长太短，不能满足要求，另外由于局部溶洞较浅，顶壁较薄，如采用CFG桩，则大部分竖向荷载直接传至溶洞顶壁，则安全性不能得到充分保证。综合考虑，本工程采用冲孔灌注桩基础，以完整的微风化灰岩作为桩端持力层，要求桩端完整微风化岩层厚度达到5倍桩径要求，并不小于5m。施工时应以超前钻报告作为参考，并结合现场岩样终孔。

4 冲孔桩施工要求及注意事项

冲孔桩采用冲击反循环成孔施工方法，施工工艺主要由以下几点控制：

1）施工参数

（1）上部土层采用小冲程（0.4~0.6m），中高频率（约60次/min），排渣管底口距孔底0.6m；

（2）强风化岩采用大冲程（0.8~1.2m），中低频率（约45次/min）；排渣管底口距孔底0.4m；

（3）基岩采用大冲程（1.0~1.5m），低频率（约40次/min）；排渣管底口距孔底0.3m；

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以上参数仅作为参考，在保证对周围民居不造成过大的震动及噪音影响，同时又能满足施工进度的要求下，具体由试桩决定。施工机械的选择，由施工单位确定。

2）泥浆护壁要求

（1）施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上；

（2）在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土；

（3）灌注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25；含砂率不得大于8%；黏度不得大于28s；

（4）在容易产生泥浆渗漏的土层中应采用维持孔壁稳定的措施。

3）成孔深度及允许偏差控制

（1）终孔时必须保证桩端进入持力层的设计深度；

（2）当桩端岩面较倾斜时，桩端进入持力层的最小深度应≥300mm；（3）桩径允许偏差±50mm；

（4）垂直度允许偏差1%；

（5）桩位允许偏差：

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a 1~3根桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础中的边桩，当d≤1000mm时为d/6且不大于100mm；当d>1000mm时为（100+0.01H）mm；

b 条形桩基沿轴线方向和群桩基础的中间桩，当d≤1000mm时为d/4且不大于150mm；当d>1000mm时为（150+0.01H）mm；

4）成孔质量控制

（1）开孔时，加黏土块夹小片石低冲程高频率反复冲击造壁；孔内泥浆面保持稳定；

（2）每进入4~5m，应验孔一次；

（3）进入基岩后，非桩端持力层每进入300~500mm和桩端持力层每进入100~300mm，应清孔取样一次，并做记录；

（4）进入基岩后，当发现成孔偏移时，应回填片石至偏孔上方300~500mm处，重新冲孔；

5）清孔要求

终孔后，换用干净泥浆继续循环30min，直至孔底沉渣厚度≤50mm。

6）水下混凝土浇灌

必须严格按照《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008执行。

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7）溶洞处理

如果溶洞顶壁厚度能够满足≥3d，且≥5m的要求，则不用冲穿溶洞，桩端进入持力层满足要求，可以终孔；否则必须冲穿溶洞，直至下部完整基岩厚度能够满足要求为止。

（1）溶洞分类

根据地质结构和溶洞的情况及发育情况，溶洞可分为以下几种类型：

a 按溶洞的大小分

①小溶洞（溶洞高度＜3m）；

②较大溶洞（3m≤溶洞高度≤6m）；

③大溶洞（溶洞高度＞6m）。

b按溶洞填充状态分

① 填充溶洞：洞内充填流塑-软塑状粘性土，部分为砂土、碎屑或见溶蚀残留岩块等；

② 无填充溶洞：洞内无填充物即空洞。

c按是否漏水分

① 漏水溶洞：溶洞洞壁存在裂隙，有渗漏水现象；

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②不漏水溶洞：溶洞完整，无渗漏水现象。

d按溶洞垂向个数分

①单个溶洞：桩基范围内仅有一层溶洞；

②多层溶洞：桩基范围内有多层溶洞。

钢护筒基岩钢护筒溶洞D2=D+20cmD1=D2+20cm桩基终孔标高

图1 护壁成孔示意图

（2）溶洞处理方法

a 对小溶洞和较大有填充溶洞可采用抛填粘土块及片石的方法，当冲孔至溶洞顶壁时，一般泥浆会全部或部分流失，严重时会造成塌孔，这时可用片石加粘土块按照1:1体积比

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回填，亦可适当加入水泥，回填一层，冲击一遍，使片石、粘土密实，直至回填至溶洞顶2m，再次注入稠度较大的泥浆冲孔，重复以上步骤至不再漏浆。

b 对半填充、无填充的较大溶洞，当采用抛填粘土和片石难以成孔或成孔后浆水下降，挤垮孔壁的，可采用先抛粘土和片石后再灌低标号砼的方法，即先用抛填法，待溶洞较饱满时，再灌低标号砼以达到节约砼灌注量，在灌注后需注意，应在砼达到70%强度后方可继续冲孔。

c 对无填充、或流塑充填物的较大和大溶洞，可优先采用钢护筒跟进法，如图1所示，即一边冲孔，一边接钢护筒，将其振动下沉至孔内或溶洞内，以阻断溶洞内流塑充填物及水的流动，达到防止塌孔和节约灌注量的目的。

综上所述，对溶洞的处理，施工队必须充分分析地基地质情况及周边环境，在有溶洞的冲孔桩施工时，应充分做好切实可行的施工方案及事故处理措施。

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