在基桩施工中遇到数层小高度（1m以内）溶洞，该注意些什么？

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在基桩施工中遇到数层小高度（1m以内）溶洞，该注意些什么？

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楼主所在的场地串珠状溶洞比较发育，溶洞内无充填物，说明尚有地下水活动，而且水动力条件较强，这倒是一个值得注意的问题，应该考虑到，如果基础施工造成了地下暗河径流条件的变化，有可能形成季节性地下水对建筑物底板的浮托力，或者对临近建筑带来水患，甚至引起地面塌陷。
如果采用桩基础，在有串珠状溶洞的情况下，只要选择有足够厚度和强度的某层溶洞顶板做持力层即可将桩端放在此处。这个“足够厚度”是多少？这要根据建筑物的规模、设计单桩承载力、地基强度等等条件综合考虑，一般是3-7m。桩身穿过的溶洞不需处理，如果是采用人工挖孔桩，则要把溶洞周边的松石和强风化岩体清除掉。
另方面，要注意用好嵌岩桩的嵌岩侧阻力，可以提高地基和桩的承载能力及可靠度。
要注意的是，勘探钻孔孔径很小，而溶洞的边界又无法获知，不能保证整个桩端下的地基持力层厚度都大于3-7米，因此还要対设计桩端下的地基持力层进行钎探。在查明桩端下的地基持力层厚度都大于3-7以后，才能浇注混凝土。

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从理论上来说，对于溶洞顶板能否作地基持力层使用的安全性评价，就我所见已有12种以上的方法。但这些方法使用的前提，几乎都需要查明溶洞的规模和其分布的空间形态，以及顶板的成拱状态、岩体结构面状况等等。然而这对于勘察场地中的隐伏溶洞，靠工程钻孔是根本办不到的。例如在下文中的建筑场地人工挖空桩施工中，某基桩由于边界条件不清，无法施工，业主方同意在该基桩周围溶洞发育部位布置钻孔探查，结果在约10平米的范围内打了11个钻孔，仍然没能查明该溶洞的具体边界。采用物探技术行吗？据我所知，到目前为止，还没有一种物理探测技术能够了如指掌地探明所有隐伏洞隙，而且其成本也是业主都无法接受的。不少国内外的专家学者都认为：在现有技术方法条件下，要完全查明隐伏洞隙几乎是不可能的。这是因为岩溶系统本身的复杂性，加上岩溶洞隙是在漫长的地史期中，经历了多个理化条件、水文条件都不相同的地史阶段的继承性发展而成，所以其系统分布十分复杂多变。如果再考虑其充填条件、地下水等因素，采用灌浆填塞大多难以凑效。
因此，在我们这个岩溶十分发育省份的地基勘察中，钻遇隐伏溶洞已是司空见惯的事，在基础设置施工中也已形成了一套成熟的经验。那就是，除了极少数特殊情况需要采用梁板跨越处理之外，绝大多数都是采用桩基础，穿过所有顶板厚度或强度不够的溶洞，将桩端置于有足够安全厚度的岩质地基持力层中。
下面是我在一项超高层建筑勘察报告中，关于评价洞穴稳定性的一段文字：
评价洞穴稳定性必须掌握和分析以下因素：
1. 洞穴条件：包括洞穴的位置、形态、大小、顶板厚度、洞顶形态、跨度、围岩岩性、岩体强度、岩层产状、节理裂隙状况、顶板岩体的岩溶发育状况等等。
2. 相关条件：荷载状况（受荷时间、荷载性质、荷载大小），岩石含水量及温度变化影响、水动力条件及其搬运作用等。
洞穴稳定性评价是一个复杂而且比较困难的问题。目前工程实践中只能把以上因素加以概化，提出一些近似的办法加以处理。以下几点可供参考：
A. 完整顶板安全厚度评价：洞穴顶板岩体节理裂隙少或节理切割不深，或节理胶结良好者为完整顶板。
1. 近似结构分析法
（1）荷载传递线交汇法：参照梁的设计，假定荷载扩散角为30°～35°向下传递，此传递线交于顶板与洞壁的交点以外时，即认为洞壁直接支承顶板上的外荷与自重，顶板是安全的。
（2）双向板分析法：完整的水平顶板，可以近似地作为四周嵌制的矩形板验算其稳定性。
2. 临界厚跨比法：影响洞穴顶板稳定性的主要四个因素为顶板的完整度、洞顶形态（成拱状况）、顶板厚度和建筑物跨过溶洞的长度。以未成拱的水平顶板受力最不利。当洞顶板都属完整时，则可取水平顶板的厚度h与跨长L之比为最小者，作为评价完整顶板安全厚度的临界值，大于此值的顶板为安全。
国内不同研究资料对安全厚跨比提出了不同的经验值，为0.2～0.87，我们建议使用铁二院的建议值0.5～0.78。和应力传递线交汇法比较，h/L=0.5相当于混凝土应力扩散角为30°。
广州徐谦等人曾根据压力拱平衡理论，推导出最稳定的自然平衡拱的拱高H与拱跨L的关系式：H=L/2f，其中f为岩石单轴极限抗压强度的千分之一。
B. 洞穴顶板冲切承载力计算：四川省《建筑地基基础设计规范》（DB51/5003-93）即重庆规范，提出的计算式为：
 0.3
F1= —— f1Umh
 λ+0.5
矩形基础时：Um=b+L+2λh
条形基础时：Um=b+λh
验算时应符合下式要求：F1≥F+(b+λh)(L+λh)γh
式中：F1—顶板冲切极限承载力设计值
f1—岩石抗拉极限强度设计值，当缺乏抗拉试验资料时，可取f1=0.05-0.1fγ；硬度岩取小值，极软岩取大值。
fγ—岩石天然抗压强度标准值。
λ—冲跨比；取λ=0.3-0.5，硬质岩取高值。
Um—冲切破坏锥体在h/2高度处的周长。
h—基础底面下洞穴顶板的厚度。
γ—岩石的重度。
贵阳市建筑设计院李小松根据工程实践对该公式提出了修正意见，见《贵州勘察设计》一九九八年第一期。国内尚有其他人提出过类似的洞穴顶板冲切强度计算方法。
C. 根据洞穴顶板被节理裂隙切割的形状，将岩体视为自承重体系进行结构力学分析，可按梁、板、拱、壳等结构体系进行验算。
D. 成拱分析法：对于略成拱形的完整顶板及成穹窿形（拱形）但并不十分完整的顶板，且拱脚以下围岩稳定，溶洞无横向扩大可能者，可近似地用石砌拱桥的拱圈厚度作类比来评价溶洞拱顶的安全厚度。用拱形溶洞的矢跨比和跨度与矢跨比相近的石拱桥比较，如溶洞顶厚度大于石拱桥拱圈厚度，则拱形溶洞是稳定的。
溶洞顶板安全厚度的评价是一个比较复杂的问题，我们建议在工程实践中采用多种方法进行比较和综合评价，以确保其可靠性。

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一般采用导管灌浆封堵。请介绍下溶洞的深度、连通性、充填物、有无流水等。专家看到再给您更具体的解决方案。另外，顺便说说场地的基本地层和是否可以考虑其它地基处理措施等。

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此处为浅灰及青灰色石灰岩，岩体硬而脆，节理发育及方解石脉。溶洞内无填充物，地下流动水。溶洞从桩口下7米（基坑深11米）至23米共为五层。此桩单桩承载力特征值6000Kpa,与其它桩最小净距500mm。

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一般可以采用冲、钻孔桩，水下浇注混凝土，以保证施工质量；桩长一般应穿过溶洞范围，保证桩底至少有5米的连续岩层；施工时做好应急准备，孔内泥浆遇溶洞下降时应迅速填泥、石块等，以免造成严重塌孔等工程事故。

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(1)对于封闭的比较小的溶洞,采取注浆措施,提供成孔条件穿过溶洞。若洞内无填充物或填充物不满,则采取先填充碎石或干砂,然后注浆;若充填物呈松散或软塑状态时,直接注浆固结即可;若充填物已固结呈硬塑状态时,则可以直接冲孔,但需加强泥浆护壁。 

(2)溶洞内无填充物或填充物较少需向洞内填充砂子的,选择一个合适的孔位,放入并固定钢套管,将注砂管与钢套管相连接,在注浆前灌砂。根据成桩直径、围护体积的最小直径及堆积体成形规律,计算填砂量。用压风机将干砂压入,为防止洞内高压阻止灌砂,利用其它孔作为减压孔。待达到计算的填充体积,压力稳定时,即可停止。 

(3)若设计要求灌入碎石则必须钻一个大孔(直径不小于30ｃｍ)放入钢管并固定,钢管上置碎石料斗,碎石粒径不大于2ｃｍ,投料时振动钢管,以防止堵塞,填充量控制与填砂控制方法相同。 

(4)对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等,冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用,保证泥浆不流失,使钻孔顺利通过岩溶区。

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对于地基中的岩溶孔洞和洞隙可根据其类型、规模、发育特征以及和建筑物的位置关系，采用跨越、填塞、加固、绕避、穿越等措施加以处理，同时可考虑适当加强基础和上部结构的整体性及刚度，避免引起失稳造成破坏。
（1）跨越：对溶蚀洞隙可根据实际情况采用梁、板、拱等型式进行跨越，除跨越构件需有足够强度外，跨越两端必须有足够的支承长度和安全可靠的支承点。
（2）填塞：基础施工中遇到的洞隙可采用浆砌毛石、块石或混凝土填塞。填塞前可用高压水枪并配合人工，将其中的充填物清洗、搬运。
（3）加固：当地基持力层有足够厚度，但局部因孔洞发育而强度较低时，可钻孔后高压注浆进行加固。基槽中局部松动的较大岩块可钻孔插筋并注浆锚固等等。
（4）绕避：调整基础的平面位置，避开岩溶十分发育的部位和层段或有大型溶洞以及串珠状溶洞等地基均匀性和稳定性不良的部位，将基础改放在比较可靠的部位。
（5）穿越：调整基础埋深，使其穿过部岩溶很发育或有溶蚀洞隙等地基稳定性不可靠或岩体质量差的层段，使基础落在下部比较理想的地基持力层中。