1、1浅谈土(溶)洞处理技术摘要：本文论述了土（溶）处理的相关技术，介绍了相关项目土（溶）洞的处理方法。 关键词：土（溶）洞；处理技术；灌浆；检测 Abstract: This paper discusses the soil (karst) processing technologies, introduces the related project soil (solution) processing method of hole. Keywords: soil (karst) hole; processing technology; grouting; detection 中图分类号：TU7
2、4 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 什么是土（溶）洞 土洞是埋藏在岩溶地区可溶性岩层上覆土层里的空洞。当上覆有适宜被冲蚀的土体，其下又有排泄，储存冲蚀物的通道和空间，经地表水往下渗透或地下水位在岩土层交界附近做频繁升降，由于水对土层的潜蚀作用所产生的洞称为土洞。土洞继续发展，会造成地表塌陷。 溶洞是石灰岩的节理裂隙经流水的溶蚀作用，经过百万年、几百万年或者更久远的时间不断地溶蚀发育所形成的洞。由于地壳的升降运动，现在的溶洞、溶穴和溶沟有的出现在山上，有的埋藏于地下。 2土（溶）洞的处理方法 根据不同的土（溶）洞采取不同方案，主要的处理方法有：常规泥浆护壁方法、向孔内抛
3、填片石、回填素混凝土、压力注浆以及采用钢护筒跟进等不同施工工艺。 常规成孔方案 当土（溶）洞有填充物，是可塑或软塑的亚粘土，且土（溶）洞不漏水，这时不管土（溶）洞有多大也不管土（溶）洞垂直方向数量有多少，都可以不考虑土（溶）洞的存在，而按正常地质情况施工。 片石回填 采用正常成孔方法施工，当钻穿土（溶）洞漏浆时，反复投入黄土和片石，利用钻头冲击将黄土和片石挤入土（溶）洞和岩溶裂隙中，还可掺入水泥、烧碱和锯末，以增大孔壁的自稳能力。 、 1）掺加比例：有效利用片石，片石与粘土的比例为 3:7，参加水泥时，掺加比例为每米 2 包，掺加锯末时，掺加比例为粘土的 10%。 2）掺加方法：片石采用强度3
4、0MPa 石灰岩，石块粒径以 1550cm为宜。掺加粘土是采用水泥袋包装后投放效果更佳。水泥投放方法为以整袋投放为佳。掺加方法为：片石、粘土袋分层间隔掺加，回填高度为土（溶）洞顶板以上 1 米处。 3）施工注意事项：密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生，发生漏浆现象，立即处理。 34）主要适用范围及优势：适用于较小土（溶）洞（土（溶）洞高度小于 3 米） ，无填充物或半填冲，施工方法简单，造价较低。 素混凝土回填 采取正常成孔方法施工，当钻穿土（溶）洞漏浆时或遇到倾斜颜面时填入低标号混凝土，间隔一定时间后采用冲击钻成孔。 1）混凝土标号及配合比 混凝土可采
5、用 C20（C15、C10 也可）素混凝土，为尽快提高混凝土强度，节约施工时间，应在混凝土中掺加一定早强剂，提高素混凝土的早期强度。 2）掺加方法：对于倾斜岩面，为校正孔位，回填素混凝土应与斜岩面顶面平齐，对于土（溶）洞处，回填顶面高于土（溶）洞顶板 50cm。 3）施工注意事项：回填 48H 后回填混凝土强度达到 70%后，且应在桩基范围取芯检验填充效果，待土（溶）洞完全填充且强度达到后方可进行桩基施工。 4）主要适用范围及优势：适用于中、小土（溶）洞，有无填充物均可采用此方案。施工方法简单，造价相对较高。 注浆加固 就是通过对照地质柱状图，对桩穿过的土（溶）洞进行填充和加固。1）注浆孔布设
6、：根据钻孔柱状图，找出最大土（溶）洞，如果土（溶）洞为连通土（溶）洞，只需对其中最大的土（溶）洞进行注浆加4固。 2）注浆压力控制：用注浆泵注浆，注浆压力不宜太大，控制在0.51.0MPa 范围，具体压力值现场试验确定。注浆速度为 1520L/min，其目的是使浆液渗透到填充物内（包含灌入的砂和碎石） ，然后固结。注浆时注浆管必须插入填充物底部，然后边注浆边缓慢上提，提管速度不宜太快。 3）施工注意事项：防止浆液流失太远造成浪费，采用间歇注浆方式，使得先注入浆液与沙子（或碎石）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和注浆压力控制值为止。注完一个孔后，继续对其余孔进行注浆，后注
7、浆压力必须调高，最后封孔。 4）主要适用范围及优势：多适用于小型（高度小于 1 米）或多层土（溶）洞（多层串珠状小土（溶）洞） ，也可用于各种有填充物的土（溶）洞，但造价较高。 钢护筒跟进加固 采用钢护筒跳进法：一面冲孔，一面接钢护筒，并且将其压到或震动下沉至已钻成的孔内。 1）钢护筒的选择：内护筒长度和内径的确定：护筒长度 L=（h+H）m（h 为超前钻确定的土（溶）洞高度，H 为土（溶）洞顶到地面加 30 厘米的高度） ；单层护筒内径大于桩直径 10cm，多层护筒最内层护筒内径大于桩直径 10cm，其外面一层护筒内径大于内层护筒外径 10cm，并以此类推。钢护筒孔径要准确，连接顺直，用卷扬
8、机成型。钢护筒要有一定的5刚度，单个大土（溶）洞用单层护筒，两个大土（溶）洞用双层护筒，并以此类推。 2）内护筒的沉放：当冲击穿过土（溶）洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻，说明顶部已成孔并且圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机（或桩机自生重量）把内护筒放入外护筒内沉至孔底，必要时用振动锤下沉。 3）主要适用范围及优势：适用于特大土（溶）洞高度大于 3 米)、无填充土（溶）洞、半填冲土（溶）洞或土（溶）洞上方有较厚的沙砾层时。 三、工程实例 （一）工程概况 某汽车配件公司四期工程位于广州市花都区，拟建建筑物为一栋单层钢结构厂房和一栋三层框架食堂及宿舍，
9、总建筑面积约 2 万平方米。工程地质勘察表明：场区范围内存在土洞、溶洞，其中土洞 7 个，洞高在 1.77.7m；溶洞 9 个，洞高在 0.724m，洞内大部分呈全充满状，少部分呈半充满状，在已探明的土（溶）洞中有部分存在漏水通道，溶洞的顶板厚度在 0.160.5m，洞内充填物为流塑可塑状粘性土。 （二）土（溶）洞处理施工方案 1、土（溶）洞处理方案 6（1）土洞周边漏水，应先做好堵漏，防止灌浆过程浆液流失； （2）承台范围土洞底部须采用强度较高的水泥浆，钻孔须避开桩位采用钢管或 PVC 管护壁成孔加压灌注水泥浆（水泥可采用普通硅酸盐水泥，水灰比为 0.5） ，灌注高度为 1m，水泥浆灌浆压力
10、采用 1.5Mpa。 （3）土洞其它部分充填可采用强度较低的水泥（砂）浆充填至土洞填满。 （4）施工过程应做好详细施工记录，注浆检验可采用钻取芯样观察注浆体的胶结情况。 2、施工思路 （1）土（溶）洞情况普查：首先围绕地质报告中的土（溶）洞位置展开对土（溶）洞有关情况的普查工作；普查孔孔间为 2.0m，孔深入岩3.0m，呈梅花状布置，往外扩至不再发现土（溶）洞为止（场区内） 。 具体要求是：土（溶）洞以 110mm 开孔，孔深钻至土（溶）洞底部并入岩层 3m，在出现溶（土）洞的钻孔中下 48mm 钢花管，开孔孔径为 1520mm，开孔距离为 400600mm，出浆孔应布置在钻孔的溶（土）洞段；
11、 （2）土（溶）洞灌浆管布置：在存在漏水通道的土（溶）洞周边的普查孔安装钢管，管底入岩 1.0m；其余的普查孔里也预埋钢管；在钢管之间钻孔中下袖阀管（管底到岩面） 。 （3）灌浆施工顺序：按照方案要求，灌浆施工先对存在漏水通道的土（溶）洞采用水泥系化学浆双液灌浆处理；在土（溶）洞周边的漏水7通道封堵后，再灌注单液水泥浆，对洞底往上洞高在 1.0m 范围的充填物流塑可塑粘性土进行加固；对洞高在 1.0m 以上范围的充填物流塑可塑粘性土灌注复合水泥砂浆进行加固，至地面出现返浆时止；袖阀管灌注复合单液水泥浆，对已充填水泥砂浆进行补充挤密 。 （4）灌浆压力 水泥砂浆的灌浆压力为 0.71.5MPa，
12、袖阀管灌浆压力为0.51.0Mpa，双液灌浆压力为 0.51.0Mpa，单液水泥浆灌浆压力控制在 1.5 Mpa，具体根据灌浆情况由现场进行调整控制。 （5）终灌标准 钢管灌浆结束标准：通过灌浆压力和灌浆流量双参数控制，在0.71.5MPa 的灌浆压力下，注入量26L/min，稳压 5min。 袖阀管灌浆结束标准：通过灌浆压力和灌浆流量双参数控制，在0.51.0MPa 的灌浆压力下，注入量810L/min，稳压 5min。 3、材料选择 （1）水泥：采用 P.C32.5R 水泥。 （2）砂：为质地坚硬的天然砂，粒径不宜大于 2.0mm。 （3）粉煤灰：为精选的粉煤灰，煤失量要小于 8%。 （4
13、）水：须达到自来水的标准或不含腐蚀性物质的水质要求。 （5）化学浆：首选硅酸钠（俗称水玻璃） ，要求模数宜为2.43.0，浓度宜为 3045 波美度。 （6）膨润土：塑性指数不宜小于 14，粘粒（粒径小于 0.005mm）含8量不宜低于 25%，含砂量不宜大于 5%，有机物含量不宜大于 3%。 4、浆液配比（重量比） 复合水泥砂浆配比配方一：水：水泥：砂：膨润土：减水剂=（0.51）:1:（1.53.5）：（.030.07）：（0.5%1%） 单液水泥浆配比配方二：水：水泥=0.51 复合单液水泥浆液配方三：水水泥：膨润土粉煤灰=（1.01.5）1（0.10.2）（0.20.4） 双液速凝浆配
14、方四：水：水泥：水玻璃=(0.51.0):1:(10%30%) 浆液材料配比根据现场实际施工情况，进行适当的调整以满足不同部位、不同条件下的工艺与设计要求。 （1）配方一：复合水泥砂浆主要用在土（溶）洞岩面 1.0m 以上部分的充填处理。 （2）配方二、单液水泥浆主要用在土（溶）洞岩面至洞高 1.0m 范围内的部分加固处理，要控制好水泥浆的水灰比。 （3）配方三：复合单液水泥浆液主要用于土（溶）洞灌注砂浆后进行补灌或挤密灌浆。 （4）配方四：双液速凝浆主要用于堵截土（溶）洞的漏水通道。 （三）施工工艺 1、施工工艺流程 土（溶）洞钻孔普查下灌浆管堵漏灌浆充填注浆袖阀管补9充灌浆 2、施工工艺
15、（1）土（溶）洞钻孔普查：以探明的土（溶）洞孔为中心，普查孔孔间按 2.0m 间距定位，孔深入岩 3.0m，呈梅花状布置，往外扩至不再发现土（溶）洞为止（场区内） 。 （2）下灌浆管：在已探明的土（溶）洞里埋设注浆钢管，管底需入岩 1.0 m 以上。 （3）堵漏灌浆：在该点的土（溶）洞情况探明后，对存在漏水通道的即可进行堵漏灌浆处理。 （4）灌注水泥浆或复合水泥砂浆：在堵漏施工完成后，按施工方案要求分别先后灌注水泥浆或复合水泥砂浆。 （5）袖阀管补充灌浆：在步骤（4）完成后，在砂浆孔之间布置袖阀管注浆孔进行补充、挤密灌浆。 （四）检测方法 灌浆施工属于隐蔽性工程，灌浆结束后，应进行检测以便了解
16、灌浆效果。灌浆效果的检测方法包括：标准贯入法、抽芯检测等。对土（溶）洞处理后的检测标准以标贯为主，标准贯入法可检测灌浆后土（溶）洞充填效果，洞内原有填充物在处理以后的检测标贯值应大于周边土的相应标贯值；抽芯检测为辅，可以了解土（溶）洞灌浆后充填物的胶结情况、充填的饱满程度和漏水通道的堵塞情况，检测土（溶）洞填充的密实性。 10对检测后发现尚未达到设计要求的土（溶)洞可继续进行灌浆处理，直至满足设计要求止。 参考文献 1优喜雅土洞、溶洞地质处理方案 ，广东省机电建筑设计研究院 2011.8.25； 2某汽车配件四期工程岩土工程勘察报告 ，广东有色工程勘察设计院 2011.5.12； 3 广东省标准建筑地基基础检测规范 4 建筑地基处理技术规范 （JGJ79-2002）
