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摘要：岩溶是一种常见的地质现象，因岩溶造成的塌陷给人们生产和生活带了了极大的困扰。常规岩溶超前勘探并不能完全揭示工程施工范围内所有溶洞，一些未揭示的溶洞因没有得到处理，给工程施工带来了极大的安全隐患。本文结合实际案例详细介绍了常规超前勘探未揭示的溶洞在工程中的危害及其处理方案，本案例的经验为类似地段岩溶处理提供了一种新的参考依据。

关键词：岩溶 超前钻 注浆 冲击造壁

引言

地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用叫岩溶作用。这种作用及其所产生的地貌现象和水文地质现象的总称为岩溶，国际上统称卡斯特。岩溶在世界范围内分部及其广泛，从海平面几千米以下的地壳深处，到海拔五千米以上的高山区域均有发育。中国的岩溶分部之广泛，类型之多，为世界罕见。[1～4}岩溶对我国工程建设，人民生命财产造成了巨大影响，全国多地均发生过因岩溶造成道路塌陷，工程垮塌的事故。因此岩溶处理的效果对岩溶发育区域的国计民生至关重要。

工程概况

某在建工地位于岩溶强发育地段。该区域历史上多次发生岩溶塌陷事故。该城市历史上最大规模的岩溶塌陷就发生在本工程附近，塌陷区共形成22个陷坑，造成230间房屋倒塌或严重破坏，其中3栋完全陷入坑中。为减小施工及运营风险，武汉地铁5号线在改区段采用高行敷设。

根据详勘报告揭示，在灰岩地段共布置钻孔51个，其中有溶洞的钻孔10个，共揭露到溶洞16个，多为全充填，少数无充填，充填物为硬塑状褐色、黄褐色粉质黏土夹灰岩碎、块石。根据《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB50307-2012）条文说明中表11的规定，勘察场区属于岩溶中等发育区。钻孔揭露溶洞均出现漏浆现象，表明场地范围内灰岩中岩溶裂隙有一定连通性。

常规处理原则

根据详勘及施工勘察报告揭示，本地段岩溶区存在以下特征：

1、本地段溶洞数量多，且高度大。根据施工逐桩钻孔显示，钻孔见洞率约85%，最大溶洞高度达9米;

2、本地段溶洞上覆砂层，一旦溶洞顶板破裂，极易造成上覆砂层漏入溶洞内，从而引起地面塌陷。

（1）勘察阶段

a、详勘到施工岩溶处理间隔时间较长，为保证这期间地面稳定性，详勘采用一墩一孔布置;

b、岩溶场地上覆盖砂类土时，钻孔应全程跟管钻进至基岩面下，钻孔应及时注浆封孔。

（2）设计施工阶段

a、岩溶洞穴高度不大于1m且无填充和半填充溶洞，以及全填充溶洞（充填物强度较低的）均直接采用纯水泥浆进行静压式灌浆。

b、岩溶洞穴高度1m～3m且无填充溶洞和半填充溶洞，灌浆一般采用间歇式静压灌浆。

c、岩溶洞穴高高度3m～6m无填充溶洞和半填充溶洞，先投碎石（直径5mm～10mm），后采用注入水泥浆加固的方法。

d、施工勘察时，对桩径D≤1m的桩，采取一桩一孔进行勘察，对桩径D>1m的桩，采取一桩两孔布置进行勘察，必要时可增加勘探孔数量。

案例分析

本工程40#墩-5桩基（设计孔深58.1m）于年10月1日成孔至57m时开始漏浆，现场回填黏土至地面以下20m，回填后继续钻进，10月5日12：00终孔，随后14：00开始灌注混凝土，灌注至地面以下23.3m（75m³）时，在16：00混凝土面开始下降，下降至地面以下51m，过程伴随塌孔和地面塌陷，现场立即采用混凝土灌注塌陷部位至地面，23：00灌注完成。10月6日11：30再次塌陷，孔位处塌陷1.5m，孔位周边有空洞。

本工程14#墩-4桩基（设计孔深44.2m）：10月5日17：10终孔，21：00进行混凝土灌注，22：30混凝土灌注至地面以下9m（76m³）时，混凝土面开始下降，23：45时下降至地面以下29m，五分钟后继续测孔，下降至地面以下33m，孔位开始塌孔，十分钟后地面开始塌陷，塌陷范围18m*3m约54㎡。

根据现场施工勘察资料以及施工过程资料显示，事发14#墩桩基在桩基施工前已做2个超前勘探孔，40#墩桩基在桩基施工前已做3个超前勘探。施工单位已按照设计要求对溶洞进行处理并检验合格，因此可排除施工不当导致地面坍塌。根据事发施工过程，推测可能有两种情况：未探测的溶洞局部位于桩身范围内;未探测溶洞位于桩身范围以外，但距离桩身较近。

（1）因桩身直径较大，部分溶洞局部位于桩身以内，且与施工勘察探测到的溶洞不相通，因此在岩溶处理时就可能遗漏。在桩基成孔时到达该处时就会漏浆塌孔。如本工程40号墩-5号桩基。因该溶洞只有很小一部分位于桩身，因此塌孔后用粘土回填时就较容易将溶洞口堵住，后面可继续顺利成孔。但堵住溶洞口的粘土较为松散，后续再进行桩基混凝土浇筑时，因不能有效抵抗桩身混凝土自重产生的压力，从而导致混凝土冲破溶洞口的粘土，流入溶洞内，造成桩基混凝土流失，进而因塌孔引起道路塌陷。

（2）溶洞位于桩身范围以外，但溶洞距离桩身较近，如本工程14号墩-4桩基。此时桩基施工时可正常成孔，但在浇筑混凝土时，因桩身较长，混凝土自重较大，混凝土在自重压力下可冲破桩身与外侧溶洞间较薄的隔离层，流进桩身以外的溶洞内，从而造成桩混凝土面下降，进而导因塌孔导致道路塌陷。

处理方案

基于以上原因，该工程针对岩溶中等发育区段且未施工桩基的均采取如下处理方案：

（1）首先根据岩溶处理设计原则及方案，对施工勘察发现的溶洞进行处理。

（2）对于岩溶发育较复杂，且桩径较大的地段，适当增加施工勘察孔，将桩身范围内的所有溶洞都进行处理;

（3）对岩溶发育较复杂，且桩径较大的地段，除适当增加施工勘察孔外，在桩基进行成孔后，回填粘土加片石冲击造壁，确保局部位于桩身内或者距离桩身较近，且未探测到的溶洞在桩身混凝土浇筑过程中不会冲破桩身侧壁而流失。

小结

本工程根据以上改进的处理方案进行施工后，剩余桩基施工无一出现塌陷现象，因此本处理方案对岩溶发育区域大直径桩具有非常好的参考价值。

参考文献

[1]岩溶地区地下工程溶洞处理分析设计《城市建筑》韩晓鹏2021.18（30）

[2]地铁车站岩溶处理施工关键技术研究《智能城市》王振利2021.7（16）

[3]岩溶地区桥梁基础物探及注浆处理技术的应用《工程质量》胡华清2021.39（05）

[4]岩溶地区地铁深基坑围护结构钻孔灌注桩工艺《四川建材》陈桐民2021.47（05）