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深层溶洞混凝土灌注桩施工工法

1前言

1.0.1随着高层建筑和大型项目的建设规模越来越多，涉及的地基

基础位于石灰岩区也越来越多，石灰岩区不可避免的有溶洞、溶沟、溶

槽、溶蚀情况，预制桩无法穿越溶洞，混凝土灌注桩是最佳方案，并且

需要解决如何穿越N米深溶洞，冲击锤和旋挖成孔都可以穿越溶洞，旋挖

成孔在溶洞区容易卡钻和成孔进尺较慢的缺陷，高大溶洞洞室容易掉钻。

公司经过多年建筑施工摸索和实践，结合建筑市场情况，在二个建筑工

程中应用，编制了深层溶洞混凝土灌注桩施工工法”。深层溶洞混凝土

灌注桩，溶洞洞室采用砂浆或泡沫混凝土填充，冲击锤穿越土层—石灰

岩--溶洞区—完整灰岩成孔，按常规的清孔孔内安装钢筋笼—-二次

清孔水下浇捣混凝土。该工法工艺简单、泥浆护壁，深层溶洞填充砂

浆冲击锤成孔护壁性能显著、操作简便，取得明显的社会效益和经济效

益，在石灰岩溶洞区域桩基工程施工中具有较好的应用推广前景。

1.0.2本技术系统的灌注桩部分来自浙江省建筑标准设计图集图

集号“2004浙G23钻孔灌注桩”图集和国家标准“10SG813钢筋混凝土灌

注桩”图集。溶洞空腔用砂浆或泡沫混凝土填充后冲击锤成孔部分为公

司原创，2017年2月22日得到国家发明专利，发明专利名称“一种地下溶

洞的充填处理方法”，发明专利证书号“第2386370号”，发明专利号“

ZL201310279805.X”。经浙江省科技信息研究院查新（科技查新报告

编号202433B2103672），深层溶洞混凝土灌注桩施工工法在所检浙江省

级工法文献中未见报道。

2工法特点

2.0.1溶洞的洞室填充

1

地质勘探报告反映，地下溶洞复杂多变，溶洞填充物和溶洞剖面见

下图1和下图2。

溶洞的洞室采用砂浆填充或泡沫混凝土等材料，目的是填充整个溶

洞空腔，并且尽量降低强度，方便冲击锤成孔，混凝土灌注桩形成上下

统一的桩体。

溶洞的洞室填充需根据项目地质情况采用合适的施工机械成孔和填

充。一般上部为土层，然后进入土层的水长时间浸入石灰岩，形成溶洞、

溶沟、溶槽、溶蚀裂隙现象。采用GPS-10型机及千米机进行溶洞灌浆引

孔，见附图3和附图4。

溶洞的洞室填充灌浆，见附图5.

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2.0.2溶洞冲击锤成孔

溶洞区的混凝土灌注桩桩身土层一般有：土层（软）—石灰岩（超

硬）--溶洞洞室（复杂多变）—完整灰岩（超硬）桩端持力层。采用冲

击锤成孔，适当控制泥浆比重能适应各土层成孔，克服了钻孔机和旋挖

机对石灰岩进尺困难的缺陷。

2.0.3灌注桩钢筋笼和混凝土施工稳定

冲击锤成孔形状与桩钢筋笼形状保持一致，钢筋笼下笼顺利，桩保

护层与桩孔壁位置尺寸一致，质量可控。桩混凝土充盈系数稳定控制在

1.2~1.30之间，相较于钻孔灌注桩混凝土充盈系数1.1~1.2之间要略大，

桩无钢筋笼外露筋情况。

2.0.4灌注桩质量检验稳定

冲击锤成孔形状在溶洞空腔区形状一致，桩身穿越溶洞空腔区进入

完整基岩，桩身承载力达到设计要求，桩身小应变及超声波检测完整性

无特变情况。

2.0.5溶洞区混凝土灌注桩经济效益高

该工法工艺简单、泥浆护壁、深层溶洞填充砂浆冲击锤成孔护壁性

能显著、操作简便，取得明显的社会效益和经济效益。

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3适用范围

深层溶洞混凝土灌注桩工法适用于灰岩区混凝土灌注桩基础，是采

用水下冲击锤孔成孔、水下混凝土浇捣施工法，解决了灌注桩在灰岩区

成孔质量和钢筋笼成笼质量等主要问题。上部为各类软弱地基、砂土及

粘土地基、下部为石灰岩溶洞都适应，一年四季可以施工。

深层溶洞混凝土灌注桩工法，在石灰岩溶洞区域桩基工程施工中具

有较好的应用推广前景，特别是溶洞的大洞室、溶洞埋深超深、深度方

向有连续的串联洞室等复杂地基。不适用于干成孔混凝土浇捣方法成孔

桩，不适用渗透性能很好的土层，不适用微风化~未风化岩石。