地基溶洞、塌孔专项处理施工方案

第一章工程概况

第一节工程概况简介

1.1.1：本工程为“涪陵区焦石镇中心幼儿园建设工程”其中教学楼为多层公共建筑，钢筋混凝土框架结构，三层，建筑高度为11.85米，建筑面积：2981.32平方米；食堂、门房为单层公共建筑，钢筋混凝土框架结构，建筑高度为5.25米，建筑面积：25

2.50平方米；设备用房为单层公共建筑，钢筋混凝土框架结构，建筑高度为5.25米，建筑面积：281.90平方米。

1.1.2:本工程教学楼为多层公共建筑，钢筋混凝土框架结构，三层，建筑高度为11.85米，建筑面积：2981.32平方米；食堂、门房为单层公共建筑，钢筋混凝土框架结构，建筑高度为5.25米，建筑面积：25

2.50平方米；设备用房为单层公共建筑，钢筋混凝土框架结构，建筑高度为 5.25米，建筑面积：281.90平方米。耐火等级均为二级，抗震设防烈度均为7度，其中教学楼抗震等级三级，抗震设防类别为乙类；设备用房抗震等级四级，抗震设防类别为丙类；食堂、门房抗震等级三级，抗震设防类别为Ⅱ类。本项目建筑工程安全等级为一级，设计使用年限为50年。防水等级：屋面防水为Ⅰ级。本工程±0.000相当于绝对标高619.450m。

1.1.3：本工程场地形状为山谷低凹处，场地内为回填土和粘土并地基局部伴有溶洞，且土质含水率较饱，且局部软土层较厚，其土质含水量较大，为不易透水土质，至此施工现场回填土和粘土地基的承载力较差，场内地基满足不了入场旋挖作业机械及配合机械和材料运输车辆等的承载力作业路基，固采取施工作业前对场内进行片石路基铺筑处理，以满足施工作业施工，基础施工采用旋挖机干、湿作业成孔工艺。

第二节项目简介

第三节基础概况

1.3.1：本工程工程重要性等级为一级；建筑基础设计等级为乙级，食堂、门房晨检医务室为Ⅱ类，特征周期0.35S,其余场地类别为Ⅲ类，特征周期0.45S.。

本工程持力层为中等风化灰岩。持力层饱和单轴抗压强度标准值为51.25MPa。中等风化带岩体厚度大，总体上变化较小，岩体较完整，分部稳定，均匀性较好。

混凝土强度等级：桩身采用C30, 基础梁采用C30。

1.3.2：旋挖桩共计：90根，其中，溶洞共计：33根。（详见桩基平面布置图）

第四节工程施工特点

1.4.1：工程平面布置较复杂，横、纵向水平尺寸较大，施工组织尤其重要。

1.4.2：区域内基础为旋挖孔桩基础、由于该工期紧，该工程旋挖孔桩基础采用机械旋挖钻孔端承桩。桩基础持力层为完整中风化基岩岩，持力层饱和单轴抗压强度标准值为51.25MPa。桩端应嵌入完整持力层基岩≥1米使用机械旋挖钻孔，为了是缩短工期时间；基坑、基槽大面积采用机械开挖，人工配合清底施工，在施工时应对基坑、基槽、桩进行安全防护支护。

1.4.3：该工程是一个公共建筑，基础地梁设置砼后浇带，砼后浇带处须对该部位进行特殊处理，尤其是该部位施工时，相邻的支模和砼的浇筑、防水等情况。

1.4.4：结构的层高、跨度较大，相应对脚手架搭设要求高，地面在搭设模板支撑架时应进行800~1000mm厚片石换填和砼垫层硬化。

1.4.5：工程现场四周环境条件和应注意的问题：

1.4.5.1：工程施工车辆由施工主干支道进出，途经支干道路进出车辆不得带泥上路，被污染的道路安排专人洒扫，保持其清洁卫生。

1.4.5.2：施工现场施工污水经沉砂后排入市政下水道。

1.4.5.3：采取有效措施降低施工噪音, 每日22:00至次日8:00尽量减少砼浇筑、拆模等强噪音施工作业，采用砼施工使用低噪音振动棒、加覆吸音材料遮挡，拆模板时手工传递等措施最大限度降低噪音对环境的影响。

1.4.5.4：据工程的施工进度情况，要跨越夏季和冬季期，需做好各种材料、设备和成品的保养及保护工作，并加强冬季和夏季的施工措施。

1.4.5.5：应要求施工成品质量高，根据招标文件，本工程质量必须合格

，为此我公司郑重承诺：本工程质量必须达到合格。

1.4.5.6：针对上述工程特点，在制定施工措施时，必须分析问题关键

之所在，作出优化的管理路线及正确、高效的决策，用“疱丁解牛”的娴熟

技能抓住主要矛盾，使各种制约生产的困难和障碍解决在各施工工序开始之前，以确保“优质、快速、高效、高回报”地建成该工程。

第五节地质情况

为进一步查明桩端持力层的岩溶发育情况和埋藏深度，以指导桩基础设计

和施工，根据重庆中科勘测设计有限公司对桩位进行超前钻探勘察。

场地内地质为回填、耕植土、黄黏土、白云质灰岩，其基岩属可溶岩，岩溶形态主要表现为溶沟溶槽、溶蚀晶洞、岩溶洞隙。

1.5.1：溶沟溶槽

根据钻探和地质调查，场地及周侧地段地表无塌陷、漏斗。据工程地质剖面图所示：场地内溶沟及溶槽较发育，其岩面高差最高16m。

1.5.2：溶蚀晶洞

钻探岩芯偶见溶蚀晶洞，溶蚀晶洞多发育白云质灰岩上部地段，零星分布，溶孔延伸性差，孔径一般1～3mm。

1.5.3：岩溶洞隙

经钻探揭露，实际完成的90个中，在钻探深度范围内共33个钻孔遇到岩

溶现象，遇洞率为36.1%，其中29钻孔有一层溶洞或土洞溶洞，3个钻孔有

二层溶洞或土洞溶洞，1个三层溶洞。

各钻孔遇溶蚀洞隙的垂高、充填物、顶板厚度等具体岩溶洞隙发育情况见下表。

涪陵区焦石镇中心幼儿园建设工程地岩溶洞隙统计一览表

场地内溶沟及溶槽中等发育，其岩面高差最高16m，根据按《建筑岩土工程技术规范》（DB22/46-2004 第7.1.3条，拟建场地为岩溶中等发育。

第六节工程施工的难点

1.6.1：本工程地下石灰岩岩面起伏大、岩溶较发育，溶洞大小、形状、埋深、充填状况都不尽相同，对桩基础施工的影响程度较大。

1.6.2：岩溶地区基础施工中，会经常出现涌水、塌孔、卡锤、倒锤、泥浆渗漏、灌注中混凝土外漏等一系列技术难题。

1.6.3：快到终孔时遇到未探出的小溶洞，突然进尺很快(达50~60cm)，超

过桩底标高，应及时报告建设单位是否超前钻取样重新确定桩底标高。

1.6.4：根据地质资料揭示无溶洞或只有很小的溶洞，但施工中挤破了旁

边大溶洞的洞壁，或小溶洞与旁边的大溶洞是相连的，出现突然发生跑浆的

情况。

1.6.5：土、溶洞注浆处理，将影响的桩基础施工进度，并工程质量要求

较高。

第二章编制说明及编制依据

第一节编制说明

2.1.1:本施工组织设计严格按照施工规范及强制性条文的要求进行编制。在人员、机械、材料调配、质量要求、进度安排等方面统一部署的原则下，由土建施工组成。

2.1.2:我公司从施工方案、人员设置、机械配备、材料供应和工程服务

等方面全方位投入，信心十足。我们将会把此工程列为本公司的重点工程，以雄厚的企业整体实力为依托、为后盾，优质高速地完成本工程的总包施工，交出让业主满意的精品。

2.1.3:涪陵区焦石镇中心幼儿园建设工程在施工中，我们将以优质、高速、安全、文明为施工宗旨，本着对业主高度负责的态度，施工工期进行合理安排部署，使施工忙而不乱、成本最低、效率最高、质量最好，达到合格工程。同时在施工中，我公司将从业主利益出发，积极与质量监督部门、监理单位配合，协调好内外关系及地盘管理，通过有效地对工序、材料、人员进行控制，不仅保证工程质量，而且保证安全文明施工得到有效保障。通过有效的环保措施，使声、光、尘污染得到有效控制。

施工中本公司要发挥陕西省中业交通建筑工程有限公司效能，开展“增收节支、开源节流”活动，通过对各类消耗的挖潜、控制，少花钱、

多办事、办实事，将业主的每一分钱花到实处，以达到有效控制投资的目的。

本《专项施工方案》作为指导施工的技术性文件，编制时对各分区、分段、分项工程的施工工期、质量目标、项目管理架构设置与劳动力组织、施工进度计划控制、机械设备及周转材料配备、主要技术措施、安全、文明施工及降低成本、推广新技术等诸多因素尽可能做了充分考虑，突出其科学性、适用性及针对性。

第二节编制依据

2.2.1：涪陵区焦石镇中心小学校所颁发的招标文件

2.2.2: 施工合同

2.2.3: 重庆博鼎建筑设计有限公司设计的基础施工图：建筑施工图、结构施工图。

2.2.4: 重庆中科勘测设计有限公司提供的岩土工程勘察报告。

2.2.5现行的国家、行业、重庆市有关建筑安装工程施工验收规范、标准及有关规定。

2.2.5 我公司ISO9001贯标文件要求和有关作业指导书。

2.2.6该工程内容相关的部分验收规范、技术标准、规程：

2.2.6.1《普通混凝土配合比设计规程》 JGJ55－2011

2.2.6.2《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012

2.2.6.3《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011

2.2.6.4《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010

2.2.6.5《混凝土结构设计规范》 GB50010-2015

2.2.6.6《建筑桩基础技术规范》 JGJ94-2014

2.2.6.7《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50233-2009

2.2.6.8《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-2011

2.2.6.9《工程测量规范》 GB50026－2007

2.2.6.10《建筑工程施工现场供用电安全规范》 GB50194-2014

2.2.6.11《建筑施工机械安全使用规程》 JGJ33-2010

第三章施工组织机构与目标

第一节施工组织结构的建立

我公司针对此工程严格实行“项目法”施工，由公司优秀的项目经理组建的项目经理部来负责此工程的具体施工管理。同时向涪陵区焦石镇中心小学校涪陵区焦石镇中心幼儿园建设工程承诺：针对此工程项目，我公司推选的项目班子一律持证上岗、押证施工，并且该项目经理部仅负责此工程。实行项目经理责任制，项目经理将对质量、工期、安全、成本及文明施工全面负责。各施工管理职能部门在项目经理部的直接指导下做到有计划的组织施工，确保工程质量、工期、安全等方面达到目标要求。

项目经理部采用老、中、青相结合的方式，把老同志的丰富经验、中年同志的稳重干练、年轻同志的开拓进取精神有机结合，形成强有力的项目班子。其项目部主要人员均来自施工生产管理第一线的骨干力量，年富力强、精力充沛，而且个人素质高，专业技术水平强。

第二节施工组织结构图

3.2.1：施工组织管理机构图如所示：

施工组织管理机构图

3.2.2：钻孔灌注桩施工组织机构及职责

本着安全、优质、高效完成旋挖桩的施工，项目经理部按照“集中领导、职责明确、提高效率、有利协调”的原则，成立旋挖桩工程施工作业领导小组，见下表。

3.2.2.1：施工技术部：负责钻孔灌注桩工程技术交底工作，施工现场技术、质量的管理工作。

3.2.2.2：技术资料室：负责钢筋加工场，原材料的检验与审报，混凝土生产配合比的调试，混凝土生产质量控制，施工现场钻孔灌注桩泥浆比重的检测。

3.2.2.3：安全、质量部：负责施工现场各类的安全及文明工作，负责施工过程各环节质量控制。

3.2.2.4：机械物资部：负责原材料采购。

3.2.2.5：钢筋加工场：负责钻孔灌注桩钢筋笼加工及运送。

3.2.2.6：钻孔灌注桩施工队：负责工程所有桩基的钻孔、成孔、钢筋笼安装及水下混凝土灌注；并选择与公司有过良好合作，且技术过硬，操作人员技术好，综合素质高，能够打硬仗的协力队伍作为旋挖桩施工的劳务队伍。

第三节旋挖施工总体目标

3.3.1：工期目标

为了加快施工进度，根据总体工期安排，以旋挖机钻孔为主施工，施工进度按总工期控制。

3.3.2：质量目标

全部桩基工程争取为Ⅰ类桩。

3.3.3：安全目标

实现“四无”：即无重大人身伤亡事故、无交通行车事故、无重大火灾爆

炸事故、无压力容器爆炸事故，确保施工安全。

3.3.4：环境保护及文明施工目标

实现“三无”：即无施工污染，无当地村民投诉，无当地有关部门警告。

3.3.5：职业健康安全目标

3.3.5.1：定期对从事有害作业人员进行健康检查，员工职业病发生率小于0.5‰。

3.3.5.2：无重大设备和人身伤亡责任事故。

3.3.5.3：因工死亡率控制在0.03‰，重伤率0.5‰以内。

3.3.5.4：达到合格工程。

第四章桩基溶洞、垮塌孔施工的处理

本工程在桩基础施工前，应对地勘资料和施工图的熟悉，了解施工部位的是否存在有土、岩溶洞，并对其的高程、大小和分析溶洞的发育规模而在钻孔时采取相应的应对措施，需对溶洞做判断和分类，岩溶地区溶洞类型按照下表所示的方法进行判断和分类。

溶洞分类表

第一节土、岩溶洞、垮塌孔填充处理目的、措施及技术要求

4.1.1：土、岩溶洞处理的目的

机械旋挖遇土、岩溶洞开挖尺寸为d+40cm。

岩溶洞处理的目的：使土、溶洞的空腔能填充密实，充填物能够与周围环境固结成为一个整体，且具有一定的强度，切断洞体与地下水、溶隙水的联系，使其不再发育，以保证地基的稳定性和建筑物的结构安全；

土洞处理的目的：使处理后的土体强度提高，减少地基沉降量，确保地基的稳定性，同时也可以保证桩基工程的安全、顺利施工。

塌孔处理的目的：避免因后开挖的深孔出现垮孔时破坏周边孔的岩体结构，降低其承载力，严重时可能导致周边柱位发生沉降、倾斜，从而引发建筑物出现开裂现象，影响结构安全，并其用低标号混凝土填充塌孔的减少经济成本和桩基成桩的质量。

施工过程中应根据地勘资料提供的溶洞高度与现场实际发生的情况是否相符合，发现时并立即以电话和书面形式报告监理工程师和建设单位实地查勘，另及时按措施方案进行填充处理和办理相关资料；

4.1.2：旋挖钻孔遇土、岩溶洞，塌孔处理措施

4.1.2.1：对于贯通、洞高5m以上8m以内较大型土、岩溶洞采用灌注C20低标号商品混凝土，其混凝土的塌落度视其土、岩溶洞的情况，应控制在

100~150左右为宜，在边填充混凝土时，随时检查其填充的混凝土上升高度速度，判别和分析洞内情况，如填充的混凝土上升较慢或未上升的情况下，应立即停止填充；

4.1.2.1.1：待其填充的混凝土达到一定强度(初凝阶段)在一次进行填充，直至填充超过溶洞1m以上停止填充，等待填充混凝土强度达到终凝后，及时进行二次掘孔。

4.1.2.1.2：及时调整填充的混凝土塌落度，使其填充的混凝土在洞内流

动性尽量减少向洞内四周扩散速度加大，但填充混凝土达到一定高度时，应停止一段时间，待其填充的混凝土达到一定强度(初凝阶段)在一次进行填充，直至填充超过溶洞1m以上停止填充，等待填充混凝土强度达到终凝后，及时进行二次掘孔。

4.1.2.2：对于5m以下未贯通和半充填或未充填型土、岩溶洞洞高小于

2~5m或等5m处理方法；

4.1.2.2.1：旋挖掘孔一次性掘进到洞底，采用灌注C20低标号商品混凝土，其混凝土的塌落度视其土、岩溶洞的情况，应控制在150~180左右为宜，在边填充混凝土时，随时检查其填充的混凝土上升高度速度，判别和分析洞内情况，如填充的混凝土上升较慢或未上升的情况下，应立即停止填充，应采取上述4.1.2条处理；

4.1.2.3：对于半充填或未填充型土、岩溶洞洞高2m以下可采用泵注C20标号混凝土，其混凝土塌落度控制在180~220左右，即采用混凝土输送泵将低标号C20混凝土由钻孔通过导管直接注入洞中，直至填充到洞的顶板500mm以上停止填充，等待填充砂浆或混凝土强度达到终凝后，及时进行二次掘孔。

4.1.2.4：对于二层、三层土、岩溶洞半充填或未填充型土、溶洞施工处理方法：

根据地勘资料和结合现场施工掘孔实际情况，对于二、三层溶洞施工技术处理应掘进一层溶洞填充一层，待第一次填充的混凝土到达凝结强度后，进行第二层溶洞的掘进，掘进到达第二层（三层）溶洞时，同上述方法进行填充，填充的混凝土到达凝结强度后，进行第三（四）次桩基钻孔，直至满足设计的地基嵌岩要求，并进行孔桩嵌岩验收，验收符合要求后及时安装钢筋笼进行桩基混凝土浇筑。

4.1.2.5：对于贯通、洞高10m以上20m以内大型土、岩溶洞及流砂，塌孔比较严重采用12mm钢制护筒灌注C20低标号商品混凝土，其混凝土的塌落度视其土、岩溶洞的情况，应控制在100~150左右为宜，在边填充混凝土时，随时检查其填充的混凝土上升高度速度，判别和分析洞内情况，如填充的混凝土上升较慢或未上升的情况下，应立即停止填充并及时报告建设单位和设计、地勘单位采取其它相应措施进行处理。

第二节小型溶洞桩基施工

采取正常成孔方法施工，当钻穿溶洞洞底时，应立即采取填充料的相应措施，利用填充料将低标号混凝土挤入溶洞和岩溶裂隙中，增大孔壁的自稳能力。

4.2.1：工艺程序

施工准备→埋设护筒→移动钻机、定位→钻孔→抽碴→吸泥清碴→砂浆（低标号砼）置换填充→第二次钻孔→成孔清渣→成孔验收→安装钢筋笼→浇筑桩基砼。

4.2.2：钻孔施工要点

4.2.2.1：在施工前，现场技术人员要熟悉场地岩（土）层发育情况和土、岩洞的物探成果，了解待处理土、岩洞钻孔柱状图，土洞的顶、底界埋深，厚度等。

4.2.2.2：开孔时用小冲程冲击钻孔，加入小于15cm片石，反复冲击2-4次，挤密护筒底部周围土层，要打得准、打得稳，间断冲击，少抽碴，使开口圆顺；并一边施工，一边判定土、溶洞边界应结合地勘资料的剖面判定是否有变化。

4.2.2.3：钻孔前均要作好成孔记录（土、溶洞的顶、底界埋深，厚度、

充填情况及充填物性质，基岩段要取芯并编录，钻孔泥浆返浆或漏浆情况等），填写“钻孔原始记录表”，确定土洞的面积、体积、充填情况，原始记录

必须真实准确。

密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生。

4.2.2.4：根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，凭手握冲击主绳的手感，钻头冲击岩层的响声，抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。

4.2.2.5：接近岩溶时主绳松绳量应为1-2cm，防止击穿岩壳时卡钻。

4.2.2.6：钻穿岩溶地层上壳时一旦漏浆，要及时投放填充料、以增强溶洞和岩溶裂隙强度，避免钻孔过程发生大面积垮塌，发生机械安全事故和成孔质量缺陷。

第三节一般或大型溶洞桩基施工

4.3.1：在桩基施工前，应对地勘资料的了解和分析，钻孔施工时，根据地勘资料提供数据参考，随时对掘进的深度控制，掌握掘进穿透溶洞时，钻机加压要慢，不能全力加压，避免发生卡钻和大面积的塌孔现象发生；当钻头钻穿洞顶时，应根据地勘资料提供的溶洞高度与现场实际情况是否相符合，并立即以电话和书面形式报告监理工程师和建设单位实地查勘，另及时按措施方案进行填充处理和办理相关资料；采取用C20混凝土进行填充，使其填充的混凝土挤入溶洞和岩溶裂隙中，增强孔壁的自稳能力，填充混凝土塌落度必须控制在100~120之间，避免填充料流动性过大，使其填充材料增大和延缓填充速度。

4.3.2：对于溶洞离地面较近，一般8m以上的较大空溶洞，采用钢制延长护筒工艺。钢护筒根据桩径大小、地层条件分别采用12mm厚钢板卷制焊

接成圆形，直径较桩径大50mm，护筒长依据地质、水文情况选定，由单节或多节短护筒焊接而成。

钢护筒的埋设过程为：第一节由人工埋设，使筒顶高出地面30cm，焊接第二节后，在护筒顶放置打板(50mm厚钢板制作)，利用钻机提起钻头，将钢护筒冲击入土，然后冲孔，孔深达到护筒底后，再焊接第三节护筒，如此循环，直至达到需要深度，深度根据土层和溶洞发育情况确定。

4.3.3：岩溶施工要点

根据钻孔情况，在每一根桩钻孔进入溶洞时，及时通过取芯探明溶洞的高度及填充物的详细情况。

4.3.4：较大岩溶施工工艺流程

4.3.5：较大岩溶施工工艺

4.3.

5.1：外护筒直径较设计桩径大20cm，内护筒直径较设计桩径大5cm。护筒采用12mm钢板制作。

4.3.

5.2：施工程序：

根据地质钻探资料提供的溶洞分布情况，按照先短后长，先易后难，先外后内的原则确定各桩施工顺序。

4.3.

5.3外护筒下到岩面以后，即开始对覆盖层和顶板进行冲钻，其钻孔方法与传统的冲击钻孔方法相同，但成孔的桩径比设计桩径大7cm，以便内护筒顺利通过顶板。护筒跟进示意如下图：

4.3.

5.4：当钢护筒打至第一层岩面或穿过溶洞到下一层岩面时，为使开孔坚实、竖直、圆顺和对继续钻孔起导向作用，应在钻孔前填充低标号混凝土，借钻头冲击力把混凝土挤向孔壁，以加固护筒刃脚。

4.3.

5.5：当内护筒下沉到位后，在内外护筒间进行混凝土（砂浆）压浆

处理，以增加护筒的整体刚度。之后进行内护筒的排泥和稳固岩面的钻孔，见下图。

4.3.

5.6：双护筒冲击钻孔采用吸泥法清孔，为了使钻孔桩填充砼与岩体粘接良好，灌注水下砼之前需用高压水冲射排除残碴，并用污水泵把孔内多余污水抽出，在使用砼导管落在岩洞底部进行浇筑，浇筑的砼塌落度控制在150左右，浇筑一定高度时，停止浇筑，待砼的流动性稳定初凝，在进行第二次浇筑，浇筑的砼塌落度控制在100~120左右，尽量使其填充砼把孔内积水吸干，尽快使填充的砼流动不大，直至填充料到洞顶板，待砼终凝时，再次进行第二次孔桩基础施工。

4.3.6：护筒刃脚固结处理

当钢护筒打至第一层岩面或穿过溶洞到下一层岩面时，钢护筒周边不能与岩面完全接触，加上岩面一般较为倾斜，内护筒与岩面之间一般往往会形成较大间隙，若不加以固结，在入岩冲进过程中会成为桩孔与桩外的通道，极易造成埋钻和过护筒脚时产生偏孔或斜孔，留下质量隐患。

在施工中采取的方法如图所示。利用冲击成孔时对孔壁会产生挤压的特点，在钢护筒刃脚范围内灌填砼，用2-4m冲程进行冲压，使其密实造壁，反复多次，直至孔底平整才可以向下冲进，处理同时可以冲平参差不齐的岩面。4.3.7：充填物为流塑状或空洞较大的多层溶洞条件下的桩基施工

溶洞内为全填充和半充填物的粉砂流塑状体或空洞较大的多层溶洞条件下的桩基施工采用C20填充砼或双护筒跟进方式冲击成孔。

4.3.7.1：工艺流程见下图

4.3.7.2：施工要点

4.3.7.2.1：外护筒直径应较设计桩径大20cm，内护筒直径应较设计桩径大5cm。

4.3.7.3：施工程序：