土洞地基的处理方法

土洞地基的处理方法可归纳总结为以下几大类：

1、处理地表水和地下水

做好地表水截流、防渗和堵漏等，杜绝地表水渗入。对于地表水形成的土洞，必须做好此项处理措施，防止土洞进一步发育和新土洞的产生。对形成土洞的地下水，当地质条件许可时，可采用截流、改道方法，防止土洞和地表塌陷的发展。

2、挖填处理

对地表水形成的浅层土洞和塌陷先挖除软土，然后用块石或片石混凝土回填。对地下水形成的土洞和塌陷，可采用挖除软土和抛填块石后做反滤层，面层用粘土夯实。一般适用于浅层土洞。

3、强夯处理

对于埋藏浅的土洞，若挖除工程量太大，而且场地和周围环境符合强夯条件，可采用强夯法将土洞夯塌，然后用碎石土回填并逐层夯实。强夯的有效加固深度与单击夯击能和土洞顶板土体性质有关，一般为4～9米，埋藏超过9米的土洞不能采用强夯处理。

4、垫层处理

对于埋藏较深的土洞，可在基础底面下夯填粘性土夹碎石作垫层，以提高基底标高，减小土洞顶板的附加压力。对于低层且整体性较好的建筑物且土洞发育缓慢时，可以采用此方法，并要求做好计算分析和风险评估。

5、灌砂或细石混凝土处理

对于埋藏深、洞径大的土洞，在洞体板上钻两个或多个钻孔，其中之一作为排气孔，孔径为50mm左右，另一个用来灌砂，孔径一般要求达到150mm以上；灌砂同时冲水，直到排气孔冒砂为止。如土洞内有水灌砂困难时，可采用压力灌注强度等级为C15的细石混凝土，也可灌注水泥和砾石。此种方法对于空土洞和半充填土洞有效，对于充填土洞则不适用。

6、高压旋喷

利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土洞位置，用高压设备使将水泥浆液以20MPa左右的压力从喷嘴中喷射出来，填充空洞并冲击破坏土洞充填物和土洞周围土体，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。高压旋喷法根据基本工艺类型有单管法、二重管法、三重管法和多重管法等[56].用于土洞处理的主要是单管法、二重管法和多重管法，其中以多重管法能够选用浆液、砂浆、砾石等材料进行填充，形成大直径的柱状固结体为效果最好，但造价很高。高压旋喷法处理土洞时在控制旋喷速度和提升速度方面不好掌握，普通单管法、二重管法对浆液细度和稠度要求高，否则容易造成喷嘴堵塞，而岩溶区裂隙多，地下水通道复杂，漏浆现象常常发生，旋喷桩成桩质量难以控制；而且布孔间距要求密，钻进进尺多，浆液用量大且难以估量控制，造价较高；多重管法对于处理土洞最为适宜，加固效果和成桩质量均好，但设备要求高，造价高昂。总体来说，高压旋喷适应性广，可以处理各种类型的土洞，加固效果较好，我国20世纪80年代在高层建筑的土洞地基处理上有较多的应用，但大多为单管法、二重管法，多重管法的应用实例很少。

7、注浆处理

把水泥浆液或其它浆液均匀地注入到土洞中和其周围土体的裂缝、孔隙中，硬化后将与土洞内容物和土洞周围土体胶结成一个整体，形成一个强度大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新的岩土体。注浆法适用范围广，对于土洞埋藏深浅、洞径大小、充填程度和上覆土体性状均没有太多的限制，同时注浆法还能起到加固整体地基，改善地基的物理化学性质，并能阻塞地下水通道、防止土洞进一步发育的作用。由于注浆法处理效果好、工艺简便、造价较低，近年来在工程应用中逐渐增多，特别是在处理埋藏较深的土洞地基中渐渐成为主流。

8、梁板跨越

当塌陷区范围较大、地下岩溶强烈发育的地段，或者直径和危险性都较小的深埋土洞，当土层的稳定性较好时，可不处理洞体，而在洞顶上以桥梁或阀板形式跨越土洞群和塌陷区。

梁板跨越通常还被作为其它措施处理土洞后的第二保障措施，在《建筑地基基础设计规范》[34]中也规定，在灌注处理的同时，尚应采用梁、板或拱跨越。对深埋土洞的处理往往不可能完全消除土洞缺陷，土洞地基也存在继续发育的可能，所以有必要实施双保险措施。

9、采用桩基等深基础

对重要建筑物，当土洞较深时，可采用桩基或沉井穿过覆盖土层，将建筑物荷载直接传至稳定岩层。采用桩基是最直接最安全的方案，即建筑物采用桩基础，且以端承桩为主，当考虑了土洞的不良影响后也可以采用摩擦端承桩。

但是岩溶地区特别是有土洞的地区的基岩情况往往十分复杂，或存在串珠状溶洞且顶板很薄，或基岩面起伏很大，存在溶沟、石笋，基岩面埋深超过百米，或上覆土层存在较多的卵石、孤石，从而导致成桩条件困难、工期很长和造价高昂，甚至可能是完全不能采用桩基础。在基岩埋藏较深的土洞区，常常有这么一个现象，虽然基岩情况复杂，但上覆土层除了存在土洞不良地质外，其余土层工程力学性质尚好，甚至可能表层土还存在有较好承载力的坚硬土层，俗称“硬壳层”，硬壳层通常是卵石层或卵石含量高的土层，厚薄、粒径常不均。硬壳层对于采用独立或整体式条、筏基础是有利的，对于采用桩基则不利，成桩较困难。通过对岩溶地区桩基础应用状况的调查，如存在上述的复杂情况，目前可选桩型只有冲孔灌注桩，冲孔灌注桩不但造价高，而且工期较长，特别是桩长超过50米，桩端需要穿越溶洞、土层又存在土洞时，不断地出现塌孔、充填后重新冲孔，造成工期很长。一些工程出现过某几根桩施工工期长达一年多的记录，甚至放弃个别孔位，修改上部结构。

采用桩基时，若桩周存在直径较大的土洞，特别是空土洞和半充填土洞，尚应对桩身的稳定性和土洞的发育情况进行评价，必要时仍需对土洞进行加固处理.

上述土洞地基的处理方法中每种方法都有其自身的适应性和一定的局限性，需要针对不同的实际情况正确选择和合理运用一种或多种方法进行综合处理。