溶洞预处理方案

3.溶洞预处理

本场地揭露有岩溶、土洞，岩溶发育，见洞率64.6%（岩溶强发育），洞高0.5~14.8m，平均洞高 3.24m，部分溶洞顶板厚度较薄，大部分溶洞具有充填物（半充填为主），充填物主要为软塑状的粘性土等。

在岩溶发育区，在一定条件下可能会发生地质灾害，造成地面塌陷或坍塌，严重威胁本工程及周边建筑物的安全，可能会给建筑物地基施工带来困难。溶洞及土洞的存在，对桩基施工有较大影响，若处理不当，可能造成地面沉陷和桩基陷落等事故，对工程设计与施工不利，应充分考虑溶洞与土洞对本工程的影响，有必要时对溶洞与土洞进行处理。

（1）对超前钻揭露的溶（土）洞预先按设计要求进行如下处理：

①对于全充填的土（溶）洞，当填充物位可塑或硬塑粘土时，不进行预处理。

②对半填和无充填的高度小于2.0米的土（溶）洞采用袖阀管注浆方法进行预处理。

③对全充填的高度大于2.0米的土（溶）洞，当填充物为软塑状粘土或松散粉砂时，采用袖阀管注浆方法进行预处理。

④对半充填和无充填的高度大于2.0米且不大于10米的土（溶）洞采用混凝土变压泵送混合砂浆和袖阀管注浆相结合的工艺进行处理。砂浆灌注完毕，拔注浆钢管，等砂浆有一定强度后，再钻袖阀管注浆孔进行袖阀管注浆。

⑤对于单层洞高或多层串珠状超过10米特大溶（土）洞，当填充物为半充填或无充填时，采用混凝土变压泵送混凝土和袖阀管注浆相结合的工艺进行处理。混凝土灌注完毕，拔注浆钢管，等混凝土有一定强度后，再钻袖阀管注浆孔进行袖阀管注浆。

⑥当砂层较厚，为防止溶洞冲破时走浆塌孔，应采用钢护筒配合施工，钢护筒壁厚12mm，直径为桩径D+0.2米，间隔1米设加劲肋。

（2）溶洞预处理技术要求

①每根灌注桩设置一个或以上超前钻钻孔，来探明桩基础下溶洞的分布区段。

②揭示有溶洞存在的区段，从桩中心布置检查注浆孔（排气孔由施工单位根据需要布置，不少于一个），每根已揭露有溶洞的桩暂定3个钻孔用于探查、注浆和排气。当注浆量大于20立方米时，应增加注浆孔对溶洞进行搜索；局部揭露大型溶（土）洞，在其周边按2×2米的方格网加密布设检查注浆孔，直至找不到溶洞为止。

③水泥：采用42.5号普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，受潮结块水泥不得使用。水泥等材料的各项技术指标应符合现行国家标准，并应附有出厂试验单和合格证。砂：采用中砂，砂的各项技术指标应符合现行国家标准。各种原材料送检合格后方可进场使用。

④填充材料：

a）泵送砼采用商品C15细石混凝土；

b）泵送混合砂浆采用商品 M10湿拌砂浆,注浆压力为3～10Mpa左右;

c）袖阀管注浆浆液质量配合比为水：水泥=1：1，注浆压力为0.4～1.0MPa 左右；

d）双液注浆配比：水泥浆液（A液）质量配合比为水：水泥=1：1，水玻璃溶液（B液）为水玻璃原液：水=1:1（体积比）,水玻璃波美度Be=38～43，两种浆液暂定A：B=1：1（体积比）；

e）袖阀管注浆所用水泥浆及双液浆配比可根据现场施工需要在配比波动范围内进行调配。

（3）注浆原则

①对于高度大于2.0m全充填的土（溶）洞，当填充物为软塑状或流塑状粘土或松散粉砂时，采用袖阀管注浆的工艺进行预处理。

②对半充填和无充填的高度小于2.0米的土（溶）洞采用袖阀管注浆。

③对半充填和无充填的高度大于2.0米且不大于10m的土（溶）洞采用混凝土变压泵送混合砂浆和袖阀管注浆相结合的施工工艺进行处理。混合砂浆灌注完毕，拔注浆钢管，等砂浆有一定强度后，再钻袖阀注浆孔进行袖阀管注浆。

④对半充填或无充填的单层洞高或多层串珠状超过10m特大溶洞，采用混凝土变压泵送素砼和袖阀管注浆相结合的工艺进行处理。砼灌注完毕，拔泵送钢管，等砼有一定强度后，再钻袖阀注浆孔进行袖阀管注浆。

⑤袖阀管和花管注浆时，当注浆量超过预估溶洞体积的2倍或单孔一次注浆量超过20m³应改用双液注浆并通知设计单位。

⑥根据项目地质超前钻资料揭露溶洞分布及性质情况，本项目预估溶洞预处理注浆总量约68000m³，其中双液浆约占总量的15%；对个别采用注商品M10湿拌砂浆和注C15细石混凝土用量预估：商品M10湿拌砂浆约35000m³，C15细石混凝土约850m³；注浆后在工程桩冲孔过程中尚存在较大的地质不确定因素,水泥2500吨、C15细石混凝土约500m³.

（4）注浆孔深

参照图中所示溶洞深度范围。

（5）工艺参数

①泵送混合砂浆：注浆采用Φ150×5.0钢管（厚），从最下层溶洞洞底以上500mm处开始注浆，钻孔孔径为：168mm；

②袖阀管注浆采用PVC袖阀管Φ48（需满足施工压力需求），采用地质钻机钻至钻至最下层溶洞底，钻孔孔径为110mm；

③排气孔采用PVC排水管，管直径为75mm(在溶洞部位每隔20cm对开2个直径为2～3cm孔洞)采用地质钻机钻穿溶洞顶部，钻孔孔径为110mm；

④泵送素砼：泵送采用Φ150×5（厚）钢管，钻孔孔径为168mm，从最下层溶洞洞底以上500mm处开始浇注。

（6）泵送砂浆施工质量控制措施

①混合砂浆严格按配合比经计量后搅拌均匀；

②每孔的灌注量在3～10MPa左右的压力下，注不进为止。

（7）袖阀管注浆施工质量控制措施

①浆体应按照试验确定的配合比，经计量后用搅拌机充分搅拌均匀。并应在注浆过程中不停缓慢搅拌。

②注浆速度：洞体底部和顶部注浆速度宜为8～15L/min，其它位置宜为15～30L/min。

③分段注浆：分段注浆间距不得大于1.0m，宜为0.3～0.5m。

④洞底注浆：应增加注浆量，尽可能使洞体底部形成一个整体。

⑤洞顶注浆：灌注砂浆充填时，在洞顶附近难以充填密实，可能形成空腔，

注浆时应适当增加注浆量，并详细记录注浆情况。

⑥注浆前应进行有效封孔，保证分段注浆时各段之间不窜浆。

⑦溶洞处理时应遵循先外围后内部、先下部后上部，隔一跳一的施工顺序。

⑧为防止浆液流失造成浪费，应采用间歇注浆方式，间歇时间≥6h，使得先注入浆液初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定的注浆量与注浆压力控制值位置。注完一个孔后，继续对其余孔进行注浆，后注浆压力必须调高，最后封孔。

⑨注浆浆液配比应通过现场试验确定。注浆质量检测应通过钻芯法进行，检测数量暂按需要进行溶洞预处理桩数的10%。

⑩本工程岩溶发育，存在较厚砂层，施工单位应做好抢险预案、安全教育与抢险材料准备，遇突发性泥浆漏失，宜采用袋装片石、黄泥填土，紧急情况急需回填时，可就近取材。