溶洞处理专业方案.docx

武汉市×××工程

溶洞处理方案

中国建筑股份武汉×××项目指挥部
二0一四年十二月

目录
第一章 编制依据及目标 1
1.1 编制标准 1
1.2 编制依据 1
1.3 编制范围 1
1.4 编制目标 1
第二章 工程概况 3
2.1 工程介绍 3
2.2 气象、水文 3
2.3 地质条件 4
第三章 总体布署 9
3.1 项目组织机构 9
3.2 人员组织 9
3.3 关键机械设备 10
3.4 材料准备 10
3.5 钻前准备 10
第四章 关键处理方案 12
4.1溶洞类型判别 12
4.2处理方法 13
第五章 确保方法 23
5.1 质量管理确保方法 23
5.2 安全、文明管理方法 25
5.3 环境保护 26
5.4 应急预案 27

第一章 编制依据及目标
1.1 编制标准
1、确保实现业关键求质量、工期、安全、环境保护、文明施工和造价等各方面工程目标。
2、指导思想是：施工方案可行、施工技术优异、施工组织科学、重信誉、守协议，优质、安全、按期完成。
3、严格实施施工过程中包含相关规范、规程和技术标准。
4、落实实施国家和省、市相关方面方针政策、遵遵法律法规、尊重当地民风民俗。
5、重视生态环境，在施工期间及完工后不发生水土流失，确保工程范围外原地形、地貌不被破坏，道路恢复原状。
6、重视工程范围工程地质、水文地质调查工作，建立以地质资料为先导、以量测为依据信息化施工管理体系。
1.2 编制依据
1、武汉市×××施工设计图纸；
2、武汉市×××施工设计初步勘察设计；
3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50330-；
4、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-；
5、《建筑地基基础设计规范》GB50007-；
6、依据省市相关部门颁布相关地方法规和施工管理要求；
7、我单位施工队伍、技术装备能力和以往施工同类工程实践经验。
1.3 编制范围
本方案适适用于武汉市×××工程，包含第一协议段、第二协议段、第三协议段。
1.4 编制目标
为预防因溶洞坍塌造成安全事故，造成人员、机械不可逆转伤害和对工期不利影响，由此引发对社会负面影响。对此我部依据逐桩勘察情况，实施施工前预处理，施工过程处理，施工后监控施工控制模式。以确保桩基成孔质量及工程顺利进行。
第二章 工程概况
2.1 工程介绍
第1协议段：武汉市×××第一协议段起讫桩号K102+432.889～K107+633.34，根本全长5.129km。
第2协议段：武汉市××××××××××第二协议段起讫桩号K107+538~K113+547.944;全长6.015km，桥梁总长5.4217km，停车区1处。
第3协议段：武汉市××××××××××第三协议段起讫桩号K113+547.944~K119+617.889,全长6.070km，桥梁总长4.990418km（含互通根本桥），互通式立交2处，匝道收费站1处，预留根本收费站1处。
本工程是武汉市“环形+放射”道路骨架网络有机组成部分，本项目和很多道路相关联，深入完善高速公路网构架，实现了高速公路之间交通转换，改善武汉城市圈交通条件，形成比较完善道路交通环线路网，对推进武汉市发展战略有着十分关键意义。
2.2 气象、水文
2.2.1 气象
武汉地域属于中国东南季风气候区，含有冬寒夏热，春湿秋汗，四季分明，降水充沛冬季少雪等关键气候特点，年平均气温16.30C，极端最高气温41.30C，极端最低气温-180C。
拟建项目所经区域属华中地域亚热带气候，关键具大陆气候特色，温暖湿润，雨量充沛，日照时间长，光、温、水配合协调。四季分明，无霜期长，通常年平均气温在16.70C~17.00C，最冷月份为1月，平均气温3.80C~4.10C，极端最低气温-180C，最热月份为7月，平均气温29.00C~29.50C，极端最高气温41.30C。整年平均无霜期为253~262天，多年平均日照时数为1955小时。
多年平均降水量1261.2mm，降水多集中在6~8月，占整年41%；最大年降水梁2107.1mm，最大日降水量332.6mm，年平均蒸发量为1447.9mm，绝对湿度年平均16.4mb，相对湿度75.7%。每十二个月10月至第二年3月初为干旱季节，降雨量小于蒸发量。4~7月多东南风，其它多为北风或东北风，多年平均风速在2.9m/s，最大风力8级，风速27.9m/s，大气影响深度为3.0m，大气影响急剧深度为1.35m。冬季多北风和东北风，夏季多东南风和西南风，春季多东北风、西南风和东南风交替，秋季偏北风增加，风行有显著季节改变。
2.2.2 水文
本协议段路线范围内水塘及湖泊众多。
汤逊湖：在武汉市东南部，横跨武汉市江夏、洪山和东湖高新3个行政区，其中江夏包含庙山、纸坊、藏龙岛、栗庙岛全部和五里界、大桥部分范围。流域面积为240.38km2；该流域地处平原水网地域，河道纵横交错，经过青菱河、巡司河和长江联通。湖体水面为35.85km2；湖水深平均为1.85.汤逊湖为VI（VII）级航道。路线范围内最深水位3.0m左右。
除跨越汤逊湖外，项目沿线水塘和沟渠密集，水源多来自汤逊湖或大气降水，水深0.5~2.0m。依据项目区内取得地表水水质分析汇报，本协议段沿线地表水对建筑材料具为腐蚀性。
2.3 地质条件
2.3.1地层岩性
1、第一协议段
依据此次勘察，沿线道路岩土层分布情况以下：
1）人工类填土分布于道路沿线表层厚度通常在0.5-2.0之间，局部下管线周围及水塘回填区内填土高度达3.0-9.3m，关键为素填土或耕植土，填筑时间通常在以内，演以黄褐色或红褐色为主。
2）粘土层或淤泥质土、通常粘性土层、粘土层关键分布于龚家铺互通区水塘底部和地势低洼去浅部，厚度不超出3m。粘土层全线分布，厚度1.8-26.0m部分地段揭露厚度达43.5m。
3）粘土碎石或含碎石土关键分布于龚家铺互通D匝道局部位置及根本桥K104+660-K104+800、K105+300-K106+500之间碎石（或角砾）含量10-55%之间，粒径0.5-3.0cm，分布不均匀，厚度在2.5-25.0之间。
4）残积层全线不连续分布，力学强度软硬不均，厚度通常在2-5m之间，部分地段厚度达10m以上。
5、白垩系泥岩或泥质砂岩关键分布在龚家铺互通A、B2、F匝道桥局部位置及根本桥起点至K102+550、K104+200-K104+360、K104+700-K105+400、K106+050-K106+550之间，依据风化程度可分为两个亚层。（1）强风化泥质或泥质砂岩：屋顶标高-9.46-29.65，厚度1.8-18.0m。（2)中风化泥岩或泥质砂岩：屋顶标高-13.9-12.75，最大揭露厚度26.8m。通常上不裂隙较发育，岩芯较破碎，下不较完整。岩体基础质量等级为Ⅴ级。
6）三叠系页岩：灰色，关键分布在K104+780-K104+980周围地段，依据风化程度可分为两个亚层。（1）强风化页岩：屋顶标高6.4左右厚度5.2。较破碎。（2）中风化页岩屋顶标高7左右，最大揭露厚度18.4m。裂隙较发育，岩芯较破碎。岩体基础质量等级为Ⅴ级。
7）三叠系溶崩角砾岩：角砾成份为灰岩，角砾间胶结物为褐红色钙质砂岩，关键分布在龚家铺互通区D、F、M、O、R、S匝道局部地段及根本K103+270-K103+820(连续）几K104+200-K104+850(不连续），依据奉化成全部可分为两个亚层。（1）强风化溶崩角砾岩：屋顶标高-11.3-9.07m，厚度0.8-4.4m，较破碎。（2）中风化溶崩角砾岩：屋顶标高-13-10.92m，最大揭露厚度18.7m。通常上不裂隙较发育，岩芯较破碎，下不较完整，岩溶较发育，漏浆现象普遍。岩体基础质量等级为Ⅳ级
8）二叠系灰岩或角砾灰岩：灰色，关键分布在龚家铺互通个匝道区级根本K102+550-K104+600、K105+280-协议段终点，层面标高在-16-6m。最大揭露厚度24.0m。裂隙发育通常，局部较破碎，熔岩发育，漏浆现象普遍。岩体基础质量等级为Ⅲ-Ⅳ级。
2、第二协议段
依据勘察，沿线道路岩土层分布情况以下表：

表2.3-1 地层岩性分布表
层数
土层类别
分布范围
特点
备注
①（QMl）
人工类填土
分布在道路沿线表层。

②（Q4al+1）
②-1
流塑状态淤泥或淤泥质土
关键分布在K108+700~K110+850、K111+700~K111+980、K113+080~K113+150之间洼地、水塘及湖泊底部。
灰色，流塑状，厚度通常在0.0~6.2m之间。

②-2
粉质粘土
通常分布于地势低洼区浅部。
灰褐或灰黄色，属通常粘性土，厚度通常在0.0~8.6m。
②-3
淤泥质土或软塑状粉质粘土
关键分布在K109+200~K109+430、K109+673周围、K110+340~K110+780及YK113+133周围。
灰色、软~流塑，厚度通常在0.0~8.6m。
③（Q2al+pl）
③-1
粉质粘土
关键分布在K108+010~K108+350、K109+470~K109+640、K109950~K110+160及K113+170~K113+460。
黄褐色、可塑，厚度通常不超出6.0m。

③-2
粉质粘土
全线分布广泛，仅局部地段缺失。
属老粘性土，黄褐~红褐色，硬塑状态，厚度0.0~14.1m。
③-3
含粉质粘土碎石或含碎石粉质粘土
全线分布广泛，仅局部地段缺失。
黄褐~红褐色，中密，硬塑状态为主。碎石（或角砾）含量10~55%之间，粒径0.5~3.0cm，分布不均匀。
③-4
粉质粘土
关键分布于起点~K111+640之间。
红褐~棕红色，硬塑状态，厚度0.0~19.7m。
③-5
粉质粘土
关键分布于K109+540~K109+610、K110+250~K110+350、K111+520~K111+580之间。
红褐~黄褐色，软可塑状态，厚度0.0~10.0m。
④（Q1el）
④-1
残积粘性土
关键在K108+000~K108+360及K111+400~K112+380之间断续分布。
红褐色，软硬不均，一可塑状态为主，局部成软塑或硬塑状，为钙质砂岩风化残积物。

④-2
红粘土
分布于K108+710~K110+906段灰岩上部。
红褐或黄褐色，以可-硬塑状态为主，局部成软-流塑，为石灰岩风化残积物。
⑥（J）
⑥-1
强风化钙质砂岩
层顶标高1.40~15.73。
厚度0.0~8.3m，岩体基础质量等级为V级。

⑥-2
中风化钙质砂岩夹砾岩
层顶标高-2.40~11.65m，最大揭露厚度38.3n，
岩芯叫完整，有少许岩溶揭露，岩体基础质量等级为V级。
⑧（T）
⑧-1
强风化溶崩角砾岩
关键分布在K107+980~K108+600之间，层顶标高-13.31~11.76m。
较破碎，岩溶较发育，厚度5.2~18.2m。

⑧-2
中风化溶崩角砾岩
层顶标高-18.35~12.26m，最大揭露厚度36.9m。
通常上部裂隙较发育，岩芯较破碎，下部较完整，岩溶较发育，漏浆现象普遍。岩体基础质量等级为IV级。
⑨（P）
二迭系灰岩或角砾灰岩
关键分布在龚家铺互通各匝道区及根本K108+710~K111+550，层面标高在-21.69~7.38m，最大揭露厚度36.3m。
灰色，裂隙发育，通常上部较破碎，下部叫完整，溶岩发育，漏浆现象普遍，岩体基础质量等级为III~IV等级。

2.3.2 地下水
项目沿线水文地质条件较复杂，含水介质类型多，水量贫富悬殊，地下水类型依据富水性和含水岩组特征划分为松散岩土类孔隙水、碳酸盐岩岩溶水和碎屑岩裂隙水三类。依据地下水检分析结果，沿线地下水属HCO3-Ca·Na、HCO3-Ca·Mg和HCO3-Ca型水。PH值6.95~7.40，矿化度596.64~681.35mg/L，总硬度6.21~6.61me/L，属中性硬质淡水。地下水水质通常很好，对建筑材料含有微腐蚀性。
2.3.3不良地质
拟建道路沿线环境条件相对简单，无形成坍毁、滑坡及泥石流条件，不良地质关键下伏基岩中岩溶。本协议段下伏基关键为含砾钙质砂岩夹砾岩、溶崩角砾岩及灰岩三种，这三种基岩有形成岩溶条件，尤其是溶崩角砾岩和灰岩。
第二协议段在详勘已完成钻孔中，共有105个钻孔揭露到灰岩会溶崩角砾岩，发觉有岩溶有47个钻孔，见洞率约为45%，单孔累计溶洞高度通常在0.5~4.0m之间，少许达5.0~10.0m。

第三章 总体布署
3.1 项目组织机构
项目经理部设“八部二室”即：安监部、质检部、技术部试验室、工程部、物资部、机电部、财务部、商务部、办公室。
图3.1-1 项目经理部施工组织机构图
3.2 人员组织
1.项目管理人员配置
表3.2-1 项目管理人员配置表
序号
岗位
计划人数（人）
备注
1
生产经理
1

2
责任工程师
3

3
测量工程师
2

4
技术工程师
2

5
机电管理员
2

6
安全员
2

7
质检员
2

累计
14

2.施工队伍人员配置
表3.2-2 施工队伍人员配置表
序号
岗位名称
人员数量
备注
1
安全员
4

2
质检员
4

3
技术员
2

4
测量员
4

5
工人
30

累计
44

施工队伍必需设置最少2个后备班组，配置含有处理桩基施工特殊情况经验作业人员，而且事先做好人员分工，确保在领导小组指挥下安全高效、保质保量完成相关问题处理。
3.3 关键机械设备
为满足溶洞突发事件处理，现场配置小松220挖掘机1台，运输车1辆，装载机1台，备用水泵5台，200kw发电机1台。
3.4 材料准备
提前联络好材料供给商，如运距较长，可酌情增加运输车辆，确保现场所需材料供给充足；现场设置一个材料堆放场，存放一定数量材料作为备用，材料需用彩条布覆盖，预防扬尘及雨淋。
经初步统计，提议首次进场P.O.32.5水泥40t，粘土400m3，片石200m3，具体数量依据现场实际使用情况而定。水泥为P.O.32.5水泥；片石采取强度≥30MPa石灰岩，片石粒径为30~50cm。
3.5 钻前准备
1）依据逐桩勘察地质汇报中每根桩溶洞出现情况，推断其范围大小，制订处理方法。
2）每个孔位地质柱状图和施工方法全部单独列出，对应发给相关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长全部知道溶洞位置、大小、充填情况和应采取处理方法。
3）每根桩3m范围内备足成孔用水、粘土、片石、水泥等必备材料，确保溶洞钻穿时快速补水、补浆，预防坍孔，并立即抛填粘土、片石，以恢复正常钻孔作业。
4）要有处理施工故障备用机具设备，如打捞、吸泥等应急器具。
5）钻孔前先对场地进行平整，清除杂物，再进行桩基定位放样。钢护筒内径比对应桩径大30cm，分节卷制，埋设深度依据不一样地质情况分别确定，对埋深较浅护筒，采取挖埋法；埋深较深（大于3m）护筒采取振动捶击法，护筒顶面高出地面30cm。
6）泥浆采取性能良好粘土拌制，达不到要求时采取膨润土拌制，制浆池、储浆池、沉淀池均设在钻机周围，并用循环胶管连接，以形成良好泥浆循环系统。
7）钻孔前先对场地进行平整，清除杂物，再进行桩基定位放样。同时定位放线应注意：
（1）依据已布设平面控制加密导线控制点坐标和经复核计算无误各钻孔桩中心坐标，利用全站仪正确测设各桩位中心桩。
（2）采取正交线法定出该桩位法线方向线控制桩，供护筒安装及机具定位使用。
（3）每个钻孔桩护筒安装就位后，应测量护筒顶标高，供检测孔深度、桩底标高时使用。

第四章 关键处理方案
4.1溶洞类型判别
4.1.1 判别步骤
依据地勘进行前期统计→钻进发觉情况并作统计→通知领导小组及监理工程师→现场情况和各类问题表征对比→分析确定问题类别→采取对应处理方法。
4.1.2 判别方法
1、开钻前：
①依据地勘资料进行初步统计，部分钻孔中溶洞是否呈串珠状分布，确定溶洞分布范围，也可依据详勘取样，确定立即开钻墩位是否存在溶洞。
②依据临近已施工墩位或临近已施工桩基，初步确定施工区域是否存在溶洞。
2、钻进过程中：
①漏浆：孔内水位下降、井口钢丝绳异常松动。
②捞取渣样分析：依据渣样进行分析，看渣样是否出现异常改变，如入岩后出现粘土等填充物情况。
③钻进进尺速度：钻进过程中，漏疆之前钻进进尺发觉异常，进尺较平时正常工作时快，肯能出现全填充
④钻头偏斜：钻进过程中发觉钻头、钢丝绳偏离中心位置，初步确定出现斜坡岩、小溶洞或裂隙。
3、灌注过程中：
灌注过程中，砼顶面上升高度和理论上升高度出现较大差距，判定为混凝土流失，出现溶洞。
4.1.3 溶洞分类
溶洞分类以竖向深度及有没有填充物为基础，具体分类情况见下表：

表4.1-1 溶洞分类表
类别
竖向深度h（m）有没有填充物
示意图
备注
1
h＜3，无填充半填充，（岩溶通常发育）

2
3≤h≤5，无填充或半填充，（岩溶较发育）

3
h＞5m，无填充或半填充，
（岩溶极发育）

4
全填充

4.2处理方法
江夏区属于岩溶发育较为严重区域，工程本着“以人为本，安全第一”施工标准，溶洞处理采取施工前预处理，钻进、混凝土浇筑工程中处理及施工后监控方法。
1）针对事先已经发觉溶洞桩位，依溶洞情况进行预注浆处理，其目标是降低因塌孔、塌方等地质灾难造成人员伤亡。
2）对于勘察未发觉而在成孔过程中发觉溶洞情况，采取片石、粘土、水泥按一定百分比进行填筑、复打，直至成孔。
3）对于极大溶洞且溶洞上覆土较厚，无塌孔、塌方危险，采取护筒跟进方法。
4）对于桩基在浇筑混凝土过程中，出现液面下降或不上升情况，采取混凝土浇筑直至成桩。
我部本着节省工程造价标准，初步确定溶洞处理方法以下：
表4.2-1 溶洞处理方法
类别
预处理
方法
钻孔中处理方法
砼灌注过程中处理方法
岩溶通常发育
注水泥浆
回填一定百分比片石、粘土、水泥，其质量比20:10:1
混凝土填充
岩溶较发育
注水泥浆
回填一定百分比片石、粘土、水泥，其质量比20:10:1
混凝土填充
岩溶极发育
/
双护筒跟进法
混凝土填充
全填充
注水泥浆
回填一定百分比片石、粘土、水泥，其质量比20:10:1
混凝土填充
4.2.1预处理（注水泥浆）方法
本工程见洞率高达45%以上，以逐桩勘察地质勘察汇报为准则，针对汇报中明确有溶洞桩位，预优异行预注浆处理，以确保施工安全。水泥浆压注工作完成7天后开始冲进。压注时压力控制依据现场实际情况确定。注浆总体施工次序遵照“先外后里”标准。
1）施工工艺
袖阀管注浆工艺步骤图以下图所表示：
测量定位
钻机就位、钻孔
下套壳料
安设袖阀管
注浆作业
配置浆液
满足要求
钻孔
否
是

图4.2-1 袖阀管工艺步骤图
2）溶洞注浆技术参数
布孔要求：利用桩孔中心超前钻孔为1个注浆孔，同时沿桩边均布3个孔，总计4个注浆孔，具体部署以下：

图4.2-2溶洞注浆孔部署示意图
注浆钻孔开孔直径要求采取100mm，垂直精度小于1.5%；水泥采取袋装一般硅酸盐P.O.32.5水泥,严禁使用过期、受潮、结块变质劣质水泥；水胶比采取0.27。浆液凝固后，其坚固体单轴无侧限抗压强度应在1.5MPa以上。
3）所需材料及设备
（1）注浆材料：浆液采取单液浆，单液浆注浆材料采取P.O.32.5级一般硅酸盐水泥，水灰比为0.5：1~1：1。
（2）套壳料：套壳料基础功效为封闭袖阀管和钻孔壁之间环状空间，预防灌浆时浆液四处流窜，在橡皮袖阀和止浆塞配合下，逼使浆液只在一个灌段范围内开环（挤破套壳料）而进入地层。套壳料以粘性土为主，水泥为主低强度配方，参入细砂可提升套壳料脆性。本工程借鉴套壳料配方，水泥：粉质粘土：水=1:1.5:1.88,3d龄期抗压强度为0.3MPa。
（2）引孔设备：采取HGY-100型工程地质钻机, 钻穿溶洞顶板后取出套管及钻具，跟进采取满足质量要求Φ90mm PVC管。
（3）注浆设备：BW150型注浆泵，并配置注浆管路系统和制浆设备注浆。
（4）注浆管：采取单向袖阀管，袖阀管由Φ90mm PVC外管、镀锌内管、橡皮套、密封圈等组成，只能向管外注浆，不能向管内返浆，PVC管每隔50cm钻一组射浆孔，射浆孔管底必需密封。
3）施工方法
（1）测量放样：依据已布设好控制点坐标，计算引孔坐标位置，使用全站仪放出孔位，用水准仪测量地面高程，确定引孔深度。
（2）钻孔：钻孔成孔法包含钻机就位、下沉钻进、提出钻头、移位四步工作，钻机安装就位后，使其平稳，钻头对准桩孔位，下沉钻进；钻进时，钻机保持水平，确保桩倾斜度小于设计要求值，钻进深度应达成注浆固结段，钻进过程中要做好统计，为注浆作业提供参考数据。
（3）注套壳料：在空中插入无孔眼钢管，并经过此管压入套壳料，直至孔内泥浆完全被顶出孔外，拔出钢管。
（4）埋管：首先依据引孔深度连接袖阀管，袖阀管上口露出地面20-30cm，将连接好袖阀管下口用尖底封好；然后，将袖阀管下入孔中，要确保袖阀管下到孔底，最大误差不超出20cm，在安插过程中如遇阻力，不能顺利插入时，应查明原因，严禁使用过大外力强行压入，安装完成后向孔内注满水，盖好保护帽并做标识。
（5）封口：在孔口周围地面到地面一下1m距离范围内采取速凝水泥砂浆封堵，以预防注浆过程中冒浆现象发生。
（6）注浆：套壳料养护3天左右，含有一定强度后采取后退式分段注浆，注浆方法是自下向上，每段注浆长度为注浆步距，开口钢管长度为注浆步距长度。注浆步距通常选择0.6~1m，这么能够有效地降低地层不均一性对注浆效果影响。注浆过程中，每段注浆完成后，向上移动一个步距芯管长度，通常取值60cm。
采取提升设备移动，或人工采取2个管钳对称夹住芯管，两侧同时均匀用力，将芯管移动。每完成3~4m注浆长度，要拆掉一节注浆芯管。注浆结束后，在注浆管上口盖上闷盖，方便于复注施工。
（8）拔管：每一单孔灌浆后，应将注浆管先提起60厘米，稍待片刻后再压浆。最终拔管前，应在注浆同时，关闭注浆管上球管阀，然后拔出注浆管。
4）终注标准：
注浆设计参数选择：
①分化岩层注浆：注浆渗压P=1.5MPa，当注浆压升至2.0MPa时，稳定10min终止注浆。
②粉质粘土注浆：注浆压P=1.8MPa，当注浆压升至2.5MPa并满足最小注浆量为120L/m时终止注浆。
③砂层、砾砂层注浆：注浆压P0.6MPa，缓慢注浆，当注浆压升至1.2MPa或注浆量为160L/m时终止注浆。
④地表下素填土、粉质粘土注浆：注浆时采取压力只要能注入即可，注浆压达成P=0.8MPa或注浆量为120L/m时，随时注意观察地面上浮和隆起情况，若出现上述情况应停机分析处理，以后再进行注浆作业，在设计压力下注浆时地面出现裂缝并冒浆时终止注浆。
4.2.2钻进中溶洞处理方法
因逐桩勘察属于“点”代“面”形式，含有一定误差，对于部分地勘中未勘察出溶洞，处理方法为回填片石、粘土及增加一定数量袋装水泥，具体方法以下：
1）当钻进过程中忽然出现溶洞时，快速补充片石、粘土和水，片石大小30-50cm为宜，片石、粘土按质量比2：1投放，同时补充水，确保孔内不塌孔，片石回填高度超出溶洞顶口高度大于1m，然后采取采取小冲程冲击粘土加片石混合料至溶洞边形成粘土碎石外护壁。
2）待粘土碎石孔隙堵塞后，继续钻进至设计桩底标高，桩基成孔。
3）当首次回填复打后仍存在漏浆现象，可按质量比为水泥：粘土：片石=1:10:20百分比继续回填片石、粘土，反复上述过程，直至桩基成孔。
4）回填材料添加次序为水泥、粘土、片石。继续进行钻孔，若发觉泥浆泥失严重，再反复投入片石和粘土，直到将溶洞填满，确保孔内泥浆不渗漏。
4.2.3岩溶极发育地段处理方法
当溶洞竖向深度在5m及以上，无塌方、塌孔时，可采取钢护筒跟进法施工，具体施工步骤以下：
1、施工工艺步骤

图4.2-3采取钢护筒处理施工步骤图
2、施工方法
对于竖向深度大于或等于5m溶洞，可采取钢护筒跟进法施工，具体步骤以下：
1）钢护筒制作
钢护筒分为内、外护筒，施工参数见表4.2-2。其中外护筒在桩基施工前埋设，起到桩基冲孔定位及保持水头压力作用；内护筒为跟进钢护筒，起预防桩基冲至溶洞位置造成塌孔之用。
跟进护筒长度L=h+0.5m，h为超前地质钻孔资料中溶洞底板岩层（钢护筒可入岩层区域）至地面高度。
表4.2-2 内、外钢护筒施工参数
护筒名称
护筒内径/cm
冲锤直径/cm
成孔直径/cm
护筒长度/m
护筒底标高/m
护筒顶（地面）标高/m
护筒安装时间
护筒安装方法
开孔护筒
D+30
D+13
D+15
2
1.5
超出地面0.5
开空前
完坑埋深，回填扎实
跟进钢护筒
D+15
D-2
D
h
溶洞下层岩层0.5
超出地面0.5
冲孔至溶洞顶部约1m
起重机配合振锤振入
说明：D为桩径，h为溶洞底部至地面高度。
2）跟进钢护筒施工
采取D+13cm钻头，正常冲进至溶洞上方岩面1m处（如岩层层厚超出1m，可冲至岩面），采取25t汽车吊辅助90KW振动锤，先将内钢护筒分节打入土层中至岩面，再更换成D-2cm钻头进行冲孔作业。
在下沉钢护筒过程中，振动锤必需平稳。振动点在护筒顶面平面位置一定要居中，尽可能避免因偏心造成护筒偏斜。同时采取水平尺严格控制好各
节护筒连接垂直度，其标准应符合施工规范要求，努力争取钢护筒垂直入土。一旦发觉有偏斜趋势，应立即纠正。将可能发生偏斜不利原因消除在萌芽状态中。
3）跟进钢护筒下至溶洞四处理
依据溶洞内填充物情况预先对溶洞进行回填处理，其作用：一可预防冲桩时溶洞顶覆盖层坍塌；二可做为钢护筒下沉竖向固定物，预防钢护筒在溶洞内偏孔。同时钢护筒在溶洞范围内下沉时必需用振动锤夹住，预防其直接下坠变形。冲击锤冲至溶槽顶部范围时应做到上下轻提慢放，缓慢地进尺至溶槽处形成一小裂El，不得高提进行强烈冲击，以预防卡锤。进入溶洞后，依据施工经验，孔内泥浆势必全部漏失，所以需单独进行溶槽处理，即：采取回填片石进行反复冲砸，经过挤压旁边溶洞空间，使孔桩周围形成护壁，然后再下沉跟进内钢护筒。
4）跟进钢护筒底部刃脚处理
跟进钢护筒下沉至岩面后。因为岩面可能为倾斜面或凸凹不平。护筒和岩面之间往往会形成较大间隙，须采取固结堵塞方法可在钢护筒刃脚范围内抛填片石、黏土，用2～4m冲程进行反复冲压，直至孔底平整后再继续向下冲进(实际施工时要求为2～3个工作台班)；整个过程需严格控制进尺及冲程，不然不能达成预期效果。
5）钢护筒下落过程中可经过垂直度控制架进行控制，并用经纬仪辅助控制垂直度，图4.2-5所表示。

图4.2-4 护筒垂直度控制示意图
两节钢护筒焊接及垂直度控制：将垂直度控制架和外护筒点焊固定好后，采取振动锤下沉钢护筒，第1节钢护筒在下放时预先采取垫铁调平，采取水平尺检测达成水平要求后，下放第2节钢护筒，两节护筒连接位置在垂直度控制架内，接第一节钢护筒对齐后，用经纬仪检测垂直度。如垂直度超出规范要求，接口位置采取垫铁调平，垂直度达成要求后将两节钢护筒焊接，连接焊缝全部采取双面开坡口进行满焊，要求护筒本身椭圆度小于d/100，且小于30mm，护筒错边小于3.2mm，焊缝宽大于8mm，焊缝高大于3mm。两节护筒接缝除施焊外，还需在接缝处焊接10cm长，8cm宽、δ=10㎜加强钢带，以确保其尺寸正确，使护筒体顺直度达成要求。整个内护筒竖向壁成一直线待焊缝冷却后。采取振动锤下沉钢护筒；上述工序循环直至完成钢护筒下沉工作。
6）回填材料
在桩基冲孔过程中依据泥浆比重合适加入部分黏土或膨胀土。在桩锤冲破溶洞顶部岩层后，立即投入片石，然后根据百分比投入片石及黏土，其中黏土用水泥袋包装后整袋投入。如漏浆严重，可根据片石：黏土：水泥(质量比)=20：10：1百分比投入片石、黏土及水泥。
7）桩基成孔
钻头直径换成为D-2cm后继续钻进，直至桩基成孔。当钻进过程中出现漏浆情况时，可根据片石：黏土：水泥(质量比)=20：10：1百分比投入片石、黏土及水泥。
4.2.4砼浇筑过程中溶洞处理

成桩过程时泥浆指标通常控制在1.2-1.3，不过混凝土容重为2.4t/m3，混凝土和泥浆（或水）容重相差较大，当孔壁周围有岩层裂隙或溶洞时，在混凝土灌注过程中因为容重不一样，而产生压强之差会造成泥浆护壁破裂，混凝土流入裂隙或溶洞，示意图以下：

图4.2-5 桩基浇砼遇岩层裂隙示意图

图4.2-6 桩基浇砼遇溶洞示意图

图4.2-7 桩基浇砼挤破回填物示意图
图所表示，浇筑前泥浆护壁完好，浇筑时因为砼和泥浆（或水）比重差造成泥浆护壁破裂或回填物被挤破，混凝土开始流入裂隙或溶洞，此时必需继续灌注混凝土，确保桩基能够一次浇筑成功。所以在灌注桩基混凝土过程中，因为地质情况较差和其它不可估计性、不可抗性原所以造成实际灌注混凝土量增加时，应该以现场实际发生工程量计量。
4.2.5灌注后控制
存在溶洞桩基，砼浇筑后，安排专员值守、观察，若发觉有问题，需采取对应方法，确保桩基质量。具体以下：
1）值守：安排专员进行值守。溶洞虽经过处理，但还不能确保处理后溶洞不会影响桩基成孔质量，故需专员值守。
2）观察：经过处理后溶洞再继续钻进时，可经过观察桩孔内泥浆液面改变来判定溶洞处理效果。
3）申报：若经过观察发觉桩孔内液面下降，则说明溶洞处理不完整，仍需继续进行处理。这时应申报项目领导、监理人员到场，重新进行处理。

第五章 确保方法
5.1 质量管理确保方法
5.1.1 材料质量控制
1）现场全部原材料、半成品、成品等进场时，项目质检人员会同物资部进行自检，送检，并填写好相关统计表格。自检合格后请监理工程师抽检，检验成品合格以后立即检验该项工程各项资料是否齐全，内容是否正确，数据是否正确，签证手续是否完备等。
2）处理钻孔时回填所用碎石粒径应该控制在30-50mm以内，硬度应该和中风化砾岩硬度相当，不得采取软石。
3）溶洞注浆配置严格根据要求实施。
4）水泥存放时间不得超出3个月，超出三个月时应重新进行检验。
5.1.2泥浆质量控制
泥浆采取性能良好袋装膨润土拌制，加入适量纯碱和羧甲基纤维素钠（CMC）改善泥浆性能，泥浆经测试合格后方可使用，泥浆质量指标见下表：
表5.1-1 泥浆质量指标
比 重
粘 度
PH值
胶体率
含砂率
1.2～1.4
22s～30s
8~11
≥95%
≤4%
当遇有溶洞时，应加大泥浆比重，泥浆比重应大于1.6。
5.1.3成孔质量控制
（1）在桩基施工之前必需仔细核查地质勘查资料，并对溶洞发育情况、溶洞大小、溶洞分布、溶洞填充情况和溶洞所处标高进行仔细核查。
（2）地质资料不详时，应优异行补勘。当该墩位揭示有溶洞时，应进行逐桩钻孔。
（3）备足成孔用水、膨润土、泥浆、袋装粘土、片石、袋装水泥、钢护筒等必备材料，确保溶洞钻穿时快速补浆，预防塌孔，并立即抛填粘土、片石，以恢复正常钻孔作业。
（4）要有处理施工故障备用机具设备，如打捞、吸泥等应急器具。
（5）对特大型溶洞必需事先准备好钢护筒和振动锤等机具。
（6）制浆池、储浆池、沉淀池均设在钻机周围，并用循环胶管连接，以形成良好泥浆循环系统，钻孔前备足泥浆，储浆能力不少于200m3。
（7）采取冲击钻钻至离溶洞顶部1～2m左右时，采取重锤密击，小冲程（0.3m左右）钻进，逐步将洞顶击穿，预防卡钻。
（8）对于空溶洞或半充填溶洞，在击穿洞顶之前，要有专员亲密注意护筒内泥浆面改变，一旦泥浆面下降，应快速补浆。依据漏浆速度立即采取片石、袋装粘土、袋装水泥进行封堵。当泥浆漏失现象全部消失后才能转入正常钻进。正常钻进时，反复采取重锤小冲程进行冲击挤压，使溶洞填塞，孔壁挤压密实。
（9）对于特大型溶洞，在击穿洞顶之前，应先对洞顶以上软弱地层进行处理，预防洞顶击穿时泥浆漏失，上覆地层塌陷。当钻进过程中发觉特大型溶洞，洞顶击穿后孔内泥浆漏失严重，经补浆无法稳定时，停止钻进，先将施工人员和设备撤离，进行孔洞回填，待孔洞稳定后进行覆盖层处理，覆盖层处理后再次进行钻孔。
（10）钻进过程中立即做好钻孔统计，地质核查统计，依据地质情况立即调整泥浆性能指标。当发觉实际地质情况和地质勘查资料存在较大差异时，立即上报，通知监理单位、设计单位、勘查单位、建设单位，现场进行核查，制订处理方案。
11）钻孔过程中立即进行桩孔检测，检验桩孔直径、孔深、垂直度，发觉偏孔、缩孔、斜孔立即处理。
（12）确保场地排水通畅，避免地面水从勘查孔回流至溶洞，增加岩溶翻涌次数和涌量。
（13）成孔后立即检测孔底沉渣厚度，沉渣厚度不满足要求时进行二次清孔。成孔后立即进行钢筋笼安装和砼浇筑，避免放置时间过长造成塌孔、缩孔。
（14）加强地面监测，预防出现地面塌陷，对周围建筑物和车辆行驶造成安全隐患。
5.1.4 质量管理制度
（1）遵守国家相关工程质量法律法规，坚持“质量第一”方针。建立和完善项目质量管理体系，系统全方面进行项目工程质量管理。
（2）坚持以项目经理为第一责任人，建立各级责任人层层负责质量管理组织机构，并明确各级工程质量责任岗位职责，做到工程质量管理组织化、程序化。
（3）做好工程质量宣传和教育工作，提升全员质量意识。
（4）编制具体施工操作规程，明确质量标准，做好工前技术交底和班前技术交底，加强施工技术控制，确保施工根据规范和质量标准进行。
5.2 安全、文明管理方法
5.2.1 机械安全文明确保方法
（1）土方运输车必需封闭车厢，泥浆运输必需使用专用泥浆罐车，车轮需冲洗洁净，严禁带泥上路。
（2）全部进出现场车辆均需减速慢行，项目配置一台洒水车，按时洒水，预防扬尘。
（3)多种机械操作人员和车辆、驾驶员，必需取得操作合格证，不准操作和操作证不相符机械设备；不准将机械设备交给无操作合格证人员操作，对机械人员要建立档案，专员管理。
（4）驾驶室或操作室应保持整齐，严禁存放易燃、易爆物品，严禁酒后操作机械，严禁机械带病运转或超负荷运转。机械设备在施工现场停放时，选择安全停放地点，夜间有专员看管。
5.2.2 人员安全文明确保方法
（1）水上作业人员必需佩戴安全帽、穿救生衣、系安全带、穿防滑鞋。
（2）严格落实全部安全技术方法和个人劳动防护用具，未经落实时不得进行施工。作业平台上需备足并正确放置救生设备不少于2个（救生衣、救生圈、救生绳等）。并用长绳系在护栏上。
（3）施工现场有较浓安全宣传气氛，部署安全口号，安全警告标示牌和指示牌，特殊工种必需持证上岗，并有安全员巡视检验。
（4）施工中对水上作业安全技术设施，发觉有缺点和隐患时，必需立即处理；危及人身安全时，必需停止作业。
（5）作业用料具应选择适宜位置，放置稳妥，避免伤害她人。
（6）加强施工现场管理，做到安全生产，文明施工，施工现场物资、材料、机械设备要分类堆（停）放，做到整齐美观。
（7）雨雪天气进行水上平台作业时，必需采取可靠防滑、防寒和防冻方法。凡水、冰、霜、雪均应立即清除。
（8）遇有六级以上强风、浓雾等恶劣气候，不得进行水上作业。暴风雪及台风暴雨前后，应对水上作业安全设施逐一加以检验，发觉有松动、变形、损坏或脱落等现象，应立即修理完善。
（9）