某花园位于龙岗中心城，总用地面积150442.6㎡，总建筑面积287980㎡，二期14～22栋为9～18层的中高层住宅楼，上部为剪力墙结构、一层地下车库（互相连通式）。其中22栋原设计采用冲（钻）孔灌注桩桩基，因冲（钻）孔过程中出现土洞及岩溶等不良地质情况，造成施工难度大、工期长、费用高。经组织几次专家论证后，决定先对场地溶槽、溶洞及土洞等进行地基处理后，并将基础改为“CFG刚性桩+筏板”的复合地基基础。

 

　　该场地长约120m宽约70m，面积约8400㎡。因场地属龙岗区典型的“溶槽、土洞及岩溶较发育——发育”不良地质状况。在现状条件下，以及地下水条件变化的情况下，土洞均会继续发展，甚至会有加快发展的可能，对建筑物基础施工造成较大困难，同时造成地基基础无法满足设计承载力要求，对基础受力产生不利影响。

 

　　2不良地质情况

 

　　根据场地岩土工程详细勘察报告中已揭露的岩溶溶槽、溶洞及土洞情况：

 

　　（1）场地内有两条溶槽：1号溶槽位于场地西南部，沿北-南西方向延伸，宽约6～20m，沟底距地面约48～64m，岩石溶蚀深度约20～40m；2号溶槽位于东部，沿北-南东方向延伸，规模较小，宽约2～8m，沟底距地面约48～53m，溶蚀深度约20～28m，在北西端与1号溶槽交汇。

 

　　（2）通过2个勘察钻孔发现的2个溶洞为：溶洞埋深-43m左右，洞高1.1～3.7m且洞内充填有流塑～硬塑状粉质粘土；

 

　　（3）通过13个勘察钻孔发现的13个土洞为：土洞最大埋深-76.1m、最小埋深-24.8m，最大洞高10.5m、最小洞高1.1m，所有土洞内均充填有流塑～软塑状粉质粘土。

 

　　（4）已发现的2个溶洞和13个土洞中，除1个土洞埋深为-24.8m外，其它土洞溶洞埋深均深于-25m以下。

 

　　3岩溶探测

 

　　经专家论证提出，再对地表25m以内范围的土层进行“地质雷达详探”，只有通过详探作出结论，才能为下一步的场地地基加固处理提供可靠依据，进行详探的最好方法是“地质雷达探测法”。

 

　　3.1重新进行“地质雷达探测”的主要任务

 

　　在上述15个勘察钻孔已发现2个溶洞、13个土洞的基础上，进一步查明场地内土洞和溶洞的发育状况（范围）。并重点查明埋深25m以内的“浅层土洞”的分布、大小及发育规律，为场地地基处理与基础设计与施工提供必要条件。

 

　　3.2“地质雷达探测”的成果与结论

 

　　业主方委托了“深圳市中大地质技术有限公司”进行场地地质雷达探测，通过对雷达剖面图的反复处理、对比分析后，最后确定出10个“异常点”，并采用钻孔对10个异常点进行了检验对比。地下25m以内探明的溶洞、土洞及“砾石集合体”如下：

 

　　（1）距21栋住宅楼2m处的“溶洞”1个，宽×高分别为9×3m，地下埋深-21.5m，洞内充填物为“砾石夹粘土”；

 

　　（2）距21栋和14栋1m处的“土洞”2个，宽×高分别为6×3m和6×2.5m，地下埋深分别为-16m和-22.3m，洞内充填物为“软～流塑状粘土”；

 

　　（3）其它8个异常情况的钻孔结果均为“砾石集合体”（偶有砂岩孤石），地下埋深-7～-20.5m不等，“异常地质体”的宽×高约为6×4m～22×5m不等。

 

　　4岩溶场地地基处理的特点与难点

 

　　4.1地基加固处理的特点

 

　　通过场地岩土工程勘察及地质雷达探测情况分析，该场地约8400㎡区域内分布有溶槽、溶洞、土洞约20处，属龙岗区典型的“溶槽、土洞及岩溶较发育——发育”不良地质状况，场地地基加固处理的方案必须先进、可靠且易操作。

 

　　4.2地基加固处理的难点

 

　　（1）加固处理后必须堵塞土（岩）层中的“连通性裂隙”，以阻断地下水的渗流通道；

 

　　（2）加固处理后对已存在的土洞、溶洞必须充填密实；

 

　　（3）加固处理全过程的每一环节都因“隐蔽性强”，必须由监理旁站监控并对真实数据记录的签认；

 

　　（4）加固处理后的钻孔检查（即效果复查）是必须的过程，通过钻孔检查对场地处理做出权威性的结论意见；

 

　　（5）对土洞岩溶不良地质场地的详勘和填灌加固处理工程是一项技术难度高、设备和工艺新的工作，亦没有专门的规范规程作依据，又鉴于项目工期紧迫，不容许出现返工或试验不成功再反复的拖延过程。为此，此项工作从始至终必须主动聘请有经验的专家进行及时论证和指导，避免走弯路而延误进度。

 

　　5岩溶场地地基处理方案与质量监控重点

 

　　5.1场地地基加固的目标

 

　　因拟建场地属两个溶槽的周边地带，是典型的土洞发育不良地质状况，必须对土洞进行混合料充填并同时封堵地下水渗流通道，才能确保达到建筑物安全的场地条件。

 

　　5.2场地地基加固设计方案

 

　　针对22栋（15～18层住宅楼）场地25m以内存在“岩溶溶槽”和溶洞、土洞的不良地质条件，经专家论证后，业主委托铁科院（深圳院）设计了“高压泵灌注塑性混合料”的场地地基加固方案。

 

　　（1）主要灌注充填基岩面以上（场地内-25m以上）的“土洞”；

 

　　（2）土洞灌注材料采用塑性混凝土；

 

　　（3）使用三重管护壁成孔施工工艺，在较高灌注压力下，将填料充填土洞中的空洞、挤密加固松软土体，同时堵塞“连通性裂隙”，阻断渗流通道；

 

　　（4）终止灌注压力取10～15MPa（通过试灌试验确定，实际采用18～20MPa）；

 

　　（5）加固灌注施工采用300型钻机成孔，高压泵灌注塑性混合料。

 

　　5.3场地加固灌注的方法和监控措施

 

　　（1）“试灌”工作监控：进场3台套300型钻机、3台350型混凝土拌和机、1台HDP60A大型混凝土输送泵及其它配套设备。

 

　　先安排“试灌”，确定灌注材料的和易性、可灌性和分段注压力值、终压力值等技术参数。

 

　　根据现场塑性材料的试配结果，每立方塑性灌注材料配合比为：水泥：250KG；石粉：1500KG；水：520KG。

 

　　现场进行了试灌，检查材料的可灌性，确定分段终注压力为18～20MPa。

 

　　（2）灌注顺序的合理安排：因场地地层中的两条溶槽的延伸长度无法估算，决定在填注较大的土洞前，应先在每条溶槽的端部形成一道“帷幕墙”，然后再灌注中间部分的土洞，以达到控制灌注量的目的。

 

　　（3）灌注孔的成孔作业监控：为防止塌孔，采用三重管护壁成孔工艺，开孔套管采用Φ140地质管，下至孔内-1.5m深（作孔口护管），第二重套管采用Φ114地质管，下至孔内-25～-30m深，第三重套管（钻具）采用Φ89地质管，一直钻到基岩面（-32m深），同时也用作塑性混凝土的灌注管。

 

　　（4）灌注塑性混凝土过程监控

 

　　①塑性混凝土输送：采用高压混凝土输送泵送料，每小时理论输送混凝土量60㎡，最大泵送压力30MPa，输料管径Φ148。

 

　　②注水贯通：督促承包方先提升Φ89地质钻管1m左右，上口与Φ148的混凝土输送管口相接，先向孔内注水，监理旁站见证通水后，方准灌注混凝土；

 

　　③提管作业监控：待输送泵达到预先试灌的压力值（18MPa）后，向上提Φ89地质钻管1.5m继续灌注，直至上部较好地层。终压力值为20MPa；

 

　　④顶部封孔监控：当整个钻孔灌注混凝土完成后，对顶部未灌孔的空孔段用石粉渣填满。

 

　　6场地加固后的效果检测

 

　　6.1场地加固后的检测孔安排

 

　　该场地约8400㎡地基加固处理后，在大致位于4个灌注充填孔的中间部位，由业主（设计、监理参加）指定3个检测钻孔位置，要求从30m以上深度全部取芯，并每间隔2m进行一次“标准贯入试验”。

 

　　6.2钻孔检验结论

 

　　（1）场地加固灌注前，因土洞较发育，经常会发生钻孔漏水、孔壁坍塌或掉钻现象。经灌注充填后的3个检测钻孔无一出现以上不良现象，且施工过程中，在已灌注的钻孔附近再钻探时，亦很少再发生不良现象；

 

　　（2）抽芯钻孔良好：根据对3个检测孔的取样，钻孔取芯均能见到不同厚度的塑性混凝土，混凝土芯样完整，并与周围土体胶结良好。

 

　　各孔取样情况列表如下：

 

　　7结束语

 

　　通过对该场地钻探检测结果分析可得出结论：

 

　　（1）在检测钻探过程中不再发生漏水、塌孔及掉钻现象，这表明：通过混凝土灌注填充，地下水的径流通道已得到有效遏制，集中排泄通道被堵塞，明显控制了大量地下水的活动性；

 

　　（2）根据抽芯检验情况，钻孔内均能见到不同厚度的塑性混凝土材料，并与周围土体胶结良好，这表明：地下土洞已得到有效填充；

 

　　（3）根据在三个钻孔内对30m以下的土层按深度间隔2m进行的标准贯入试验结果表明：加固区软弱地层得到了一定程度的挤密加固，土的力学性质得以明显改善。

 

　　结果表明，该项目场地地基经过塑性混凝土材料充填灌注后，加固区域同的土洞已得到有效填充、地下水的径流通道已得到有效遏制、土体的力学性质得到了明显改善。因此，此次岩溶溶槽、溶洞及土洞场地地基处理是有效的，改善了地下水集中渗流的条件，防止了土洞进一步的发展。经灌注加固后的场地是稳定的，不良地质现象完全消除，已适宜建筑，为场地基础设计与施工提供了必要条件，满足基础受力要求。

 

　　参考文献：

 

　　[1]马健生.溶洞地区冲孔桩施工技术问题实例[J].建筑技术开发，2003年第30卷第8期.

 

　　[2]廖利群.岩溶地区基础设计与地基处理实例[J].山西建筑，2006年21期.