张伟，丁海涛，程芸
云南建投第一勘察设计有限公司 云南 昆明 650102
摘要：本文结合昆明东部某超高层(含高层、多层）住宅小区工程实例，针对不同类型和规模的溶洞结合旋挖桩试桩及工程桩施工过程中可能遇到的问题，从技术、经济等方面进行比较分析，提出了溶洞的处理方法为施工前预处理与施工过程处理和过程后监控相结合，即施工前预先埋设钢护筒，确保孔壁稳定[1]；施工过程中根据岩溶情况分别采用补浆法、低标号素混凝土填筑法和混凝土浇筑法确保成孔、浇筑质量；施工完毕后派专人监控，必要时进行补救处理的综合处理方案，并在实际施工时重点应用了低标号素混凝土填筑法，处理方法有效可靠，桩基检测结果均满足设计要求，达到工程质量与经济效益的双赢效果。
关键词：超高层小区；旋挖桩施工；溶洞处理
旋挖桩是中国近几年才推广使用的一种较先进的桩基施工工艺。广泛应用于中国的公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工。近几年，随着青藏铁路、北京鸟巢等项目的推动，国外进口品牌不断涌入，中国同类产品也在逐步发展起来[2]。旋挖钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。
一、工程概况
项目地址位于昆明市东部，为一超高层（含高层和多层）住宅小区，总用地面积约4.6㎡，总建筑面积28万m2，建筑群由3栋超高层建筑（地上40层，建筑高度117.8～119.7m）、5栋高层（地上29～33层，建筑高度85.9～97.9m）及一栋4F幼儿园，整体下设2F地下室。
场地地貌上处于昆明湖积盆地北东部与低丘缓坡交汇地带。地基土成层条件中等复杂，地层结构属多层型。场地地表部分主要为拆迁整平时形成的杂填土、素填土层；其下为第四系冲洪积相、冲湖积相、坡洪积相的黏性土、砂类土、有机质土及泥炭质土；往下为第四系坡残积相的黏性土；再往下为上第三系茨营组全风化粉砂质泥岩；下伏岩石为寒武系下统龙王庙组石灰岩、石灰岩夹砂岩及砂岩夹石灰岩。其中寒武系碳酸盐岩地层中分布有规模不一的溶洞。
项目主体部分采用φ800mm旋挖成孔灌注桩，总桩数530余根，纯地下室部分采用φ500mm长螺旋钻孔压灌桩，总桩数千余根。
本项目主要实施思路为：详勘 试桩设计与施工 工程桩设计 超前钻 桩基施工
二、详勘溶洞揭露情况
具体情况见表1。
表1 详勘溶洞揭露情况
建筑
物名称 钻孔
编号 发育
深度
（m） 溶隙（洞）厚度或洞高
D（m） 顶板
厚度
H（m） 顶板厚度与洞高比值H/D 充填物 岩溶稳定性评价 顶板岩性构成
1#住宅楼 JZK33-2 26.00～32.00 6.00 0.70 0.12 软塑黏土 不稳定 0.70m强风化石灰岩
YJZK33 27.60～44.00 12.40 1.60 0.13 空洞 不稳定 1.60m强风化石灰岩
ZK91 34.60～41.10 6.50 3.80 0.58 软塑黏土 不稳定 3.80m强风化石灰岩
ZK91-1 38.10～41.30 3.20 11.20 3.50 软塑黏土 稳定 3.40m强风化石灰岩、7.80m中风化石灰岩
ZK91-2 43.10～50.10 7.00 11.80 1.69 软塑黏土 基本稳定 11.80m强风化石灰岩
2#住宅楼 ZK86 26.50～28.20 1.70 2.30 1.35 软塑黏土 基本稳定 2.30m强风化石灰岩
ZK87 23.10～26.30 3.30 3.00 0.91 软塑黏土 不稳定 3.00m强风化石灰岩
27.80～31.10 3.20 1.50 0.47 软塑黏土 不稳定 1.50m强风化石灰岩
ZK96 32.10～36.80 4.70 14.30 3.04 软塑黏土 稳定 8.40m强风化石灰岩、5.90m中风化石灰岩
ZK96-2 33.00～43.00 10.00 12.80 1.28 软塑黏土 基本稳定 4.80m强风化石灰岩、8.00m中风化石灰岩
ZK97 24.70～27.80 3.10 6.90 2.23 软塑黏土 稳定 6.90m强风化石灰岩
幼儿园 ZK113 19.10～22.20 3.10 2.60 0.84 软塑黏土 不稳定 2.60m强风化石灰岩
商业 ZK38 18.30～19.60 1.30 1.30 1.00 软塑黏土 不稳定 1.30m强风化石灰岩
纯地下室 ZK73 27.20～28.30 1.10 3.40 3.09 软塑黏土 稳定 3.40m强风化石灰岩
三、溶洞处理方法
3.1岩溶类型的鉴别
岩溶的类型主要为土洞、裂隙、溶洞、斜面岩等。岩溶的鉴别分为两个阶段，第一阶段为施工前的预判，第二阶段为施工过程中的鉴别[3]。
具体详见表2描述：
表2 岩溶类型的鉴别
鉴别
阶段 岩溶的鉴别
方法 岩溶
类型
施工前的
预判 根据地勘资料（包括详细勘察报告及施工勘察资料）进行统计、分析，桩位不存在溶洞，但超前钻柱状图岩体描述中含“节理裂隙（一般）发育”时， 一般有存在裂隙的可能；如果描述中含“钻进过程中漏水”时，则可能存在
裂隙或较大岩体孔隙
裂隙
根据地勘资料（包括详细勘察报告及逐桩勘察资料）进行统计、分析，可明
确判断施工桩位存在溶洞及溶洞的位置、规模
溶洞
施工过程中的鉴别
成孔过程中
漏浆 在基岩面以上的成孔作业过程中，出现泥浆液面较大幅度的下降，
但地质勘察报告和超前钻资料中显示无土洞存在时，可能存在土洞或邻近土洞击穿的情况
土洞
在基岩面以下的成孔作业过程中，出现泥浆液面较大幅度的下降， 但地质勘察报告和超前钻资料中显示无溶洞存在时，可能存在较
大裂隙的情况
裂隙
在基岩面以下的成孔作业过程中，出现泥浆液面急剧下降，但地
质勘察报告和超前钻资料中显示无溶洞存在时，可能存在无填充、半填充溶洞或邻近溶洞击穿的情况
溶洞
土样
分析 根据土样进行分析，看钻机取出的土样是否出现异常变化，在基
岩面以下的成孔作业过程中，出现粘土等填充物的情况，可以视为填充溶洞
填充溶洞
钻斗
进尺 在基岩面以下的成孔作业过程中，未出现漏浆，但钻斗进尺发现
异常，进尺较平时正常工作时明显加快，可以视为填充溶洞
填充溶洞
砼浇筑过程中
砼液面 成孔过程正常，在砼浇筑过程中，基岩面以下的砼液面上升高度正常，但在基岩面以上的砼液面上升高度与理论上升高度出现较
大差距（差值达 20%以上），可能存在邻近土洞击穿的情况
土洞
成孔过程正常，在砼浇筑过程中，基岩面以下的砼液面上升高度与理论上升高度出现较大差距（差值达 20%以上），可能存在邻近
裂隙击穿的情况
裂隙
成孔过程正常，在砼浇筑过程中，基岩面以下的砼液面上升高度
与理论上升高度出现极大差距（差值达 50%以上），可能存在邻近溶洞击穿的情况
溶洞
3.2岩溶处理方法
针对可能出现的各种岩溶情况，确定岩溶的处理方法为施工前预处理与施工过程处理和过程后监控相结合，即施工前预先埋设钢护筒，确保孔壁稳定；施工过程中根据岩溶情况分别采用补浆法、低标号素混凝土填筑法和混凝土浇筑法确保成孔、浇筑质量；必要时进行补救处理[4]。
3.2.1 施工前预处理
（1）本项目基岩绝大部分为裂隙发育，且部分发现溶洞。为避免桩基成孔过程中出现漏浆引起塌孔，考虑预先埋设钢护筒，钢护筒采用 DN850×12mm 的焊管，长度原则上以穿透全风化粉砂质泥岩为准。
（2）钢护筒采用履带吊配合 ICE 液压振动锤振动入孔，钢护筒埋设完毕后，复测桩位，如护筒中心与桩心的偏差在规范允许范围内，则可钻进成孔，否则需拔起后重新埋设；
（3）为了加快施工进度，钢护筒底部 2m 以上的桩孔可采用钻机干成孔工艺，以下部分需孔内满灌泥浆后继续成孔；
（4）待桩基混凝土浇筑完毕后，初凝前（一般为浇筑 4 小时内），将钢护筒用 ICE 液压振动锤回收。
3.2.2 施工过程中处理
具体见表3。
表3 施工过程中处理
施工前
的预判 裂隙 采用补浆法，若能恢复液面高度，则继续成孔；否则采用低标号
素混凝土填筑法处理
溶洞 一般发育
（h＜3） 采用低标号素混凝土填筑法处理
较发育（3
≤h≤5）
采用低标号素混凝土填筑法处理
极发育（h
＞5） 采用低标号素混凝土填筑法处理
施工过程中的鉴别
成孔过程中
漏浆 土洞 预先埋设钢护筒后，可将土洞隔断，无需处理
裂隙 采用补浆法，若能恢复液面高度，则继续成孔；否则采用低标号
素混凝土填筑法处理
溶洞 采用低标号素混凝土填筑法处理
土样分析
填充溶洞 采用低标号素混凝土填筑法处理
钻斗进尺 填充溶洞 采用低标号素混凝土填筑法处理
砼浇筑过程中
砼液面 土洞 采用混凝土浇筑法
裂隙 采用混凝土浇筑法
溶洞 采用混凝土浇筑法
四、项目实施具体情况
本项目在具体实施过程中，各栋高层、超高层建筑均进行了“一桩一孔”施工勘察，且各栋均不同程度揭露岩溶现象，主要表现为溶洞及溶蚀裂隙。由于溶洞规模不大（洞高多小于3m)，旋挖桩施工时均采用了低标号素混凝土填筑法进行施工，成桩效果良好，后续桩基桩身完整性和承载力检测全部符合设计要求，满足工程建设需要。
参考文献
[1] 刘永利. 桩基础溶洞地基处理[J]. 黑龙江科技信息，2008（36）：357.
[2] 李淑芳，赵巍. 溶洞区混凝土灌注桩施工探讨[J]. 工业设计，2012（2）：210.
[3] 吴堂林，杨俊池. 广和大桥主桥基础溶洞处理[J]. 华东公路，2002（3）：14-16.
[4] 梁钊. 桩基施工在特殊地质情况下的处理方案[J]. 城市道桥与防洪，2007（8）：104-106.