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摘要：对于存在浅层溶洞的地方,其上部土层存在不稳定的隐患，易出现突然塌陷现象,为确保地基基础及建筑地面的稳定,必须对浅层溶洞进行处理，本文通过实际工程实例，对浅层溶洞勘探、设计、施工处理的原则、要点、方案进行分析，给出施工技术方案。
关健词：灌填注浆法，溶洞地基，地基处理
Abstract: for the existence of the shallow karst cave place, the upper soil has not the hidden trouble of the stable, easy to appear suddenly collapse phenomenon, in order to guarantee the foundation foundation and the building of the ground stability, of the shallow karst cave must process, this paper through the practical engineering examples, shallow karst cave exploration, design, and construction, the principle of treatment, main points and solutions are analyzed, and the construction technology solutions are given.
Keywords: irrigation fill grouting method, cave foundation, and the treatment of foundation
中图分类号：TU47文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
平顶山市商贸中心5#楼是一栋超高层建筑，地下室3层，地上33层，框筒结构，总建筑面积为27000平方米。主楼基底压力为936kPa，裙楼六层，地质勘察报告土层和各土層承载力为：
①层杂填土②层粉质粘土：fak=150kP③层含砂姜粉质粘土：fak=200kPa④层粘土：fak=300kPa⑤石灰岩：fak=1000kPa⑥石灰岩：fak=1500kPa
第⑤层为石灰岩，灰白色、青灰色。岩体为角砾钙质胶结而成，本层溶蚀现象发育，溶洞高度0.30～1.40m，属于岩溶化灰岩裂隙带。钻至该层顶部时，轻微漏泥浆，钻进该层后，严重漏泥浆，钻孔内不返泥浆，局部有掉钻现象，该层分布普遍，层位稳定，层顶埋深16.00～21.20m，厚1.00～8.30m。
第⑥层为石灰岩：青灰色、灰白色。微风化，岩体结构已部分破坏，构造层理不清晰，节理、裂隙发育。本层溶蚀现象发育，溶洞高度0.50～7.00m，属于岩溶化灰岩裂隙带。钻至该层顶部时，轻微漏泥浆，钻进该层后，严重漏泥浆，钻孔内不返泥浆，局部有掉钻现象，ZK6孔溶洞41.5 ～42.5m有填充，充填物为碎石，结构松散。
二、 溶洞处理设计方案
考虑场地土层土的物理、力学性质较好，因此基础设计拟采用钢筋混凝土筏基，并以第⑤层岩石层作为地基主要持力层，浅层溶洞的进行处理的目的在于防止地基基础及地面产生塌陷，而浅层溶洞与溶洞间具有连通性或水力联系，浅溶洞顶板往往较薄，溶洞洞体内部分为空洞，部分多为呈流塑（标贯自沉）软弱土体充填,该软弱土体为欠固结土体。据此,我们设计利用钻探机钻孔，先根据洞底的充填情况，采用具针对性的侧向花管喷射注浆法+直接压力灌浆充填法组合工艺处理。
三、溶洞处理施工工艺
由于有些溶洞洞内无充填或呈半充填状态，而有些溶洞洞内为流塑或软塑状土体充填；即使是洞内无充填的溶洞，其洞内液体多呈泥浆状，浆体比重较大，具较大的悬浮力，直接填料法难施工。因此，应根据钻探结果及设计要求，进行具体分析，按不同处理要求，采取不同的处理手段及施工顺序进行灌浆加固处理：
（一）、直接静压灌浆充填施工工艺（压密灌浆处理—工艺A）
1、高压侧向喷射洗孔注浆
钻机成孔（直接利用钻探钻孔）→下落高压注浆管→高压喷射浆（浆体水灰比约0.6～0.7）→喷嘴旋转及提升→提管至第一层洞体顶板上大于0.50m时停止喷浆→拔管→洗管。
2、直接压力灌浆充填
在已喷浆洗孔的孔内及时将注浆管下放至需处理的溶洞洞底→不提管直接通过高压浆泵由下至上压力反灌水泥砂浆（或混合浆体）→反灌法注浆至钻孔孔口冒出纯浆体→封孔压力注浆至灌浆压力达到约300～500kPa或地面土体出现冒浆时可停止灌浆。
灌浆过程采用主灌孔与观测孔结合，灌浆点按网格状放射线布置，灌浆点间距约1.5m，采用钻机成孔，成孔深度至洞底；灌浆孔控制范围系在灌浆孔灌浆时，边沿观测孔直接冒浆为主。如灌浆过程中出现耗浆量大或灌浆压力无法提升时，可能出现了漏浆现象，必须改用水泥化学浆灌浆堵封漏浆通道。
（二）、静压灌注水泥砂浆＋预埋管压力灌浆充填施工工艺
对揭露的大体积无充填或半充填溶洞，采用钻孔灌注水泥砂浆＋预埋管压力灌浆充填处理。
施工工艺顺序：预埋管→洗孔→预埋管压力注浆→灌注水泥砂浆充填→预埋管压力注浆
1、预埋管压力注浆（B工艺）
此工艺对于可能出现漏水现象的溶洞，或进行了注浆及充填处理，待浆体初凝及充填物沉积稳定后，洞体顶板底与注浆固结体顶面间出现脱空现象时需进行补浆处理的。施工工艺如下：
埋管: 钻孔顶部埋设一根1.5”钢管,埋置深度约2.0m，对相关邻近钻孔都进行预埋管处理。
孔排渣: 将压浆管下至旋喷桩桩顶,自上而下,采用高压水冲洗钻孔内沉积(沉渣)物进行排渣,直至反滤水变清为止。
放式注浆: 洗孔完成后,进行孔底灌注纯水泥浆,直至孔口排出水泥浆为止。
封闭式稳压注浆: 加接稳压循环装置,采用双向分流法，分灌浆压力段(一般分二个压力段),在相对稳定的压力驱动下,将高浓度的水泥化学浆（水灰比约0.6）注入岩体裂隙及溶洞。
拆管封孔: 当灌浆压力大于300kPa,而长时间(约10分钟)不进浆或进浆量很少时,应停止注浆,稍后拆除注浆管并封孔。
F、洗管：拆除注浆管后必须及时清洗注浆管及高压泵。
四、注浆效果检验
施工结束后7 天内我们用现场标贯试验进行验证，结果表明，溶洞内的砂石水泥浆体充填密实，此外，在注浆后28 天,我们还对处理的溶洞进行抽芯效果检验，从抽出的土芯看，灌填在溶洞内的水泥砂碎石浆体胶结良好,且具有一定的强度，完全满足作为地基下卧层的要求。目前建筑物已建成并投入使用近5 年，经过近5 年的长期变形观测，基础
下沉量及沉降差均满足规范要求，说明处理效果良好。
五、 结 论
(1) 在岩溶溶洞发育地区，基础设计时应详细查明场地的岩溶溶洞的发育情况，分布规律，并提出基础设计处理措施，必要时要求进行施工勘察。
(2) 灌填注浆法处理方案及使用材料可根据溶洞的大小、形态而定。
(3) 若采用灌填注浆法，为了使要溶洞顶部不出现“脱空”现象，建议进行二次灌浆。二次灌浆应在第一次灌浆初凝前完成，灌浆压力也宜比第一次稍大。
(4) 对于处理后的溶洞地基检测，建议采用现场标贯试验(处理后7 天内)及抽芯(处理后28 天)方法进行效果验证。
参 考 文 献
[1] 《地基处理手册》编写委员会. 地基处理手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1994
[2] 《岩土工程勘察设计与施工》编写委员会. 岩土工程勘察设计与施工[M]. 北京：地质出版社，1998
关健词：灌填注浆法，溶洞地基，地基处理
Abstract: for the existence of the shallow karst cave place, the upper soil has not the hidden trouble of the stable, easy to appear suddenly collapse phenomenon, in order to guarantee the foundation foundation and the building of the ground stability, of the shallow karst cave must process, this paper through the practical engineering examples, shallow karst cave exploration, design, and construction, the principle of treatment, main points and solutions are analyzed, and the construction technology solutions are given.
Keywords: irrigation fill grouting method, cave foundation, and the treatment of foundation
中图分类号：TU47文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
平顶山市商贸中心5#楼是一栋超高层建筑，地下室3层，地上33层，框筒结构，总建筑面积为27000平方米。主楼基底压力为936kPa，裙楼六层，地质勘察报告土层和各土層承载力为：
①层杂填土②层粉质粘土：fak=150kP③层含砂姜粉质粘土：fak=200kPa④层粘土：fak=300kPa⑤石灰岩：fak=1000kPa⑥石灰岩：fak=1500kPa
第⑤层为石灰岩，灰白色、青灰色。岩体为角砾钙质胶结而成，本层溶蚀现象发育，溶洞高度0.30～1.40m，属于岩溶化灰岩裂隙带。钻至该层顶部时，轻微漏泥浆，钻进该层后，严重漏泥浆，钻孔内不返泥浆，局部有掉钻现象，该层分布普遍，层位稳定，层顶埋深16.00～21.20m，厚1.00～8.30m。
第⑥层为石灰岩：青灰色、灰白色。微风化，岩体结构已部分破坏，构造层理不清晰，节理、裂隙发育。本层溶蚀现象发育，溶洞高度0.50～7.00m，属于岩溶化灰岩裂隙带。钻至该层顶部时，轻微漏泥浆，钻进该层后，严重漏泥浆，钻孔内不返泥浆，局部有掉钻现象，ZK6孔溶洞41.5 ～42.5m有填充，充填物为碎石，结构松散。
二、 溶洞处理设计方案
考虑场地土层土的物理、力学性质较好，因此基础设计拟采用钢筋混凝土筏基，并以第⑤层岩石层作为地基主要持力层，浅层溶洞的进行处理的目的在于防止地基基础及地面产生塌陷，而浅层溶洞与溶洞间具有连通性或水力联系，浅溶洞顶板往往较薄，溶洞洞体内部分为空洞，部分多为呈流塑（标贯自沉）软弱土体充填,该软弱土体为欠固结土体。据此,我们设计利用钻探机钻孔，先根据洞底的充填情况，采用具针对性的侧向花管喷射注浆法+直接压力灌浆充填法组合工艺处理。
三、溶洞处理施工工艺
由于有些溶洞洞内无充填或呈半充填状态，而有些溶洞洞内为流塑或软塑状土体充填；即使是洞内无充填的溶洞，其洞内液体多呈泥浆状，浆体比重较大，具较大的悬浮力，直接填料法难施工。因此，应根据钻探结果及设计要求，进行具体分析，按不同处理要求，采取不同的处理手段及施工顺序进行灌浆加固处理：
（一）、直接静压灌浆充填施工工艺（压密灌浆处理—工艺A）
1、高压侧向喷射洗孔注浆
钻机成孔（直接利用钻探钻孔）→下落高压注浆管→高压喷射浆（浆体水灰比约0.6～0.7）→喷嘴旋转及提升→提管至第一层洞体顶板上大于0.50m时停止喷浆→拔管→洗管。
2、直接压力灌浆充填
在已喷浆洗孔的孔内及时将注浆管下放至需处理的溶洞洞底→不提管直接通过高压浆泵由下至上压力反灌水泥砂浆（或混合浆体）→反灌法注浆至钻孔孔口冒出纯浆体→封孔压力注浆至灌浆压力达到约300～500kPa或地面土体出现冒浆时可停止灌浆。
灌浆过程采用主灌孔与观测孔结合，灌浆点按网格状放射线布置，灌浆点间距约1.5m，采用钻机成孔，成孔深度至洞底；灌浆孔控制范围系在灌浆孔灌浆时，边沿观测孔直接冒浆为主。如灌浆过程中出现耗浆量大或灌浆压力无法提升时，可能出现了漏浆现象，必须改用水泥化学浆灌浆堵封漏浆通道。
（二）、静压灌注水泥砂浆＋预埋管压力灌浆充填施工工艺
对揭露的大体积无充填或半充填溶洞，采用钻孔灌注水泥砂浆＋预埋管压力灌浆充填处理。
施工工艺顺序：预埋管→洗孔→预埋管压力注浆→灌注水泥砂浆充填→预埋管压力注浆
1、预埋管压力注浆（B工艺）
此工艺对于可能出现漏水现象的溶洞，或进行了注浆及充填处理，待浆体初凝及充填物沉积稳定后，洞体顶板底与注浆固结体顶面间出现脱空现象时需进行补浆处理的。施工工艺如下：
埋管: 钻孔顶部埋设一根1.5”钢管,埋置深度约2.0m，对相关邻近钻孔都进行预埋管处理。
孔排渣: 将压浆管下至旋喷桩桩顶,自上而下,采用高压水冲洗钻孔内沉积(沉渣)物进行排渣,直至反滤水变清为止。
放式注浆: 洗孔完成后,进行孔底灌注纯水泥浆,直至孔口排出水泥浆为止。
封闭式稳压注浆: 加接稳压循环装置,采用双向分流法，分灌浆压力段(一般分二个压力段),在相对稳定的压力驱动下,将高浓度的水泥化学浆（水灰比约0.6）注入岩体裂隙及溶洞。
拆管封孔: 当灌浆压力大于300kPa,而长时间(约10分钟)不进浆或进浆量很少时,应停止注浆,稍后拆除注浆管并封孔。
F、洗管：拆除注浆管后必须及时清洗注浆管及高压泵。
四、注浆效果检验
施工结束后7 天内我们用现场标贯试验进行验证，结果表明，溶洞内的砂石水泥浆体充填密实，此外，在注浆后28 天,我们还对处理的溶洞进行抽芯效果检验，从抽出的土芯看，灌填在溶洞内的水泥砂碎石浆体胶结良好,且具有一定的强度，完全满足作为地基下卧层的要求。目前建筑物已建成并投入使用近5 年，经过近5 年的长期变形观测，基础
下沉量及沉降差均满足规范要求，说明处理效果良好。
五、 结 论
(1) 在岩溶溶洞发育地区，基础设计时应详细查明场地的岩溶溶洞的发育情况，分布规律，并提出基础设计处理措施，必要时要求进行施工勘察。
(2) 灌填注浆法处理方案及使用材料可根据溶洞的大小、形态而定。
(3) 若采用灌填注浆法，为了使要溶洞顶部不出现“脱空”现象，建议进行二次灌浆。二次灌浆应在第一次灌浆初凝前完成，灌浆压力也宜比第一次稍大。
(4) 对于处理后的溶洞地基检测，建议采用现场标贯试验(处理后7 天内)及抽芯(处理后28 天)方法进行效果验证。
参 考 文 献
[1] 《地基处理手册》编写委员会. 地基处理手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1994
[2] 《岩土工程勘察设计与施工》编写委员会. 岩土工程勘察设计与施工[M]. 北京：地质出版社，1998