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浅谈人工挖孔桩溶洞探测及处理方法

范文

陈定涛

（广东核力工程勘察院，广东广州 510800）

摘要：在挖孔桩施工过程中，由于桥址区地质条件多为溶洞、溶沟分布区，在挖进时经常遇到溶洞，发生护壁坍塌、人员坠落等潜在危险以及针对此情况，采取适当施工方案处理在挖孔过程中遇到的溶洞，将风险降低，以便能顺利安全成孔。

关键词：桩底物探；视电阻率测深法；高密度方法；溶洞處理方法

1 序言

在灰岩地区，尽管场地进行过详细勘察，但由于岩基面起伏变化大，溶洞、裂隙发育程度不一，桩基设计过程中或进人桩基施工阶段，落实到具体的某根桩，桩端之下是否隐伏溶洞，为此在基桩浇灌前，对每根人工挖孔嵌岩桩的桩端进行现场检测，以判定桩端之下灰岩是否隐伏溶洞等不良地质情况，进而决定是否终孔、浇灌基桩，具有重要的现实意义。

2 物探方法介绍

2.1 视电阻率测深图绘制

高分辨率直流电测深方法是利用对称四极装置，用两个供电电极向地下供电，两个测量电极在供电电极中间位置进行观测，然后不断的改变供电电极距来控制勘探深度。由浅入深，了解一个测点地下介质电阻率的垂向变化。其野外测试简易布置图（如图所示）

上述图可以分析：图2桩底灰岩完整反演高精度电测深视电阻曲线图，其形态呈均匀增加，梯度值变化大致不变，其斜率不变，图3桩底存在溶洞反演高精度电测深视电阻曲线图，其形态呈“之”或折线型，梯度值出现突变现象，其斜率变化不一致。

该方法优点分析：受场地和外界条件影响小，不受地下水较多，灰岩裂隙和节理较发育等岩体自身条件的限制。恰恰补充了第一种方法。缺点分析：随着人工挖孔桩埋深增加，对电测深视电阻值影响越大，另外受桩径的影响，桩径越小，野外施工难以展开。

2.2 高密度电法

高密度电法只是辅助方法，在此简单介绍一下，该方法只是从宏观方面掌握整个桥址区岩溶发育情况，第四系覆盖层的厚度，较大溶洞、溶槽、软弱夹层的分布，埋深和特征，当岩体中存在溶洞、断层、破碎带等渗水通道时，图像中层状特征遭到破坏，出现条带状或椭圆形低阻色块，使得某些层位被错开、拉伸发生畸变。这些地质信息为局部桩底物探综合解释奠定基础。

3 溶洞处理方法

在挖孔桩施工过程中，由于桥址区地质条件多为岩溶、溶沟分布区，在挖进时经常遇到溶洞，发生护壁坍塌、人员坠落等潜在危险以及针对此情况，采取适当施工方案处理在挖孔过程中遇到的溶洞，将风险降低，以便能顺利安全成孔。人工挖孔桩：桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇注混凝土而成的桩。人工挖孔桩一般直径较粗，最细的也在800毫米以上，能够承载较少且压力较大的结构主体，目前应用比较普遍。

3.1溶洞位于护壁部位

在施工过程中，常常遇到溶洞位于护壁位置，由于溶洞发育的方向不同，其处理的方法不同，溶洞在护壁位置主要有以下两种方式，即垂直走向溶洞和水平走向溶洞，具体见图：

对于图4水平走向溶洞，其处理方法比较简单，主要采用的方法：在溶洞内部采用片石回填，外侧护壁采用水泥砂浆砌筑10cm厚的挡墙，同时做好护壁，该措施防止在灌注过程中混凝土流失造成桩基有潜在的质量隐患。待护壁砂浆凝结24小时后，才能进行下一节施工。

对于图5水平走向溶洞，这种类型溶洞对桩基和人员的安全较大，施工方法：采用钢筋混凝土护壁，混凝土等级不得低于C20，厚度不得小于10cm，必要时可在护壁内沿竖向和环向配置直径不小于6mm，间距为200mm钢筋；护圈的壁厚不得小于20cm；相邻护壁节间应用锚筋相连。护壁强度达5MPa后方可开挖下层土方。施工中按施工设计规定的层深，挖一层土方施做一层护壁，遇到溶洞时减少每节护壁的高度，严禁超规定开挖、后补做护壁的冒险作业。

3.2溶洞位于桩底部位

在挖孔桩施工过程中，由于桥址区地质条件多为溶洞、溶沟分布区，在挖进时经常遇到溶洞，溶洞的形态各异，如漏斗状，串珠状等，常见溶洞位于桩底部位，主要表现形式：

对于图6水平走向溶洞，其处理方法比较简单，主要采用的方法：将溶洞直接挖穿，建议施工单位将桩底开挖到新鲜、完整岩体为止。在溶洞内部采用片石回填，外侧护壁采用水泥砂浆砌筑挡墙，同时做好护壁，该措施防止在灌注过程中混凝土流失造成桩基有潜在的质量隐患。

对于图7水平走向溶洞，主要采用的方法：建议施工单位边开挖边探测，将桩底开挖到新鲜、完整岩体为止。开挖时，对溶洞一侧采用少炮眼，少炸药等措施，防止护壁脱落，对已开挖的溶洞采用片石回填，外侧护壁采用水泥砂浆砌筑挡墙，并灌注混凝土。注浆施工所需注意的事项：通过采用间歇注浆方式来防止浆液流失太远所造成的浪费，使先注入的浆液和砂子初步达到胶结之后再进行注浆，并循环多次注浆，达到规定最小注浆量和注浆压力控制值之时结束。

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