㈠ 灌注填充法
（一）方法簡介
對岩溶塌陷區的灌注填充（即岩溶注漿）是通過鑽孔灌注水泥漿液，堵塞淺部的岩溶洞穴空間，截斷地下水對上覆土體的潛蝕運移通道，消除產生岩溶塌陷的基本條件，從而達到防止塌陷的目的。灌注填充一般應用於岩溶發育深度不大、形態以溶蝕裂隙為主、大型溶洞很少、填充率高、而且具有較厚的第四系土層的岩溶地區。這些特點，使岩溶注漿方案的技術可靠性和經濟合理性明顯優於其他整治方案。
另外，岩溶注漿方案還具有施工簡單、對環境影響干擾小、不污染地下水源、不增加維護工作等特點，因而在實際工作中得到了廣泛應用。
（二）岩溶注漿工程設計與施工
由於覆蓋型岩溶的特殊性、復雜性及目前勘測手段的局限性，岩溶注漿工程的設計與施工一般採用「探－注結合」的方法，即詳細勘察與注漿試驗工程結合進行，要求地質人員、設計人員參與施工全過程，並通過實地的注漿試驗，取得較為可靠的注漿設計與施工參數。
1.注漿設計主要技術參數
1）注漿處理范圍一般延至場地外5m。
2）注漿孔孔距不大於8m，並結合場地條件布置，一般採用直孔，有時也採用斜孔。
3）注漿孔深至基岩頂面以下2～3m，注漿段孔徑110～130mm。
4）漿液採用抗壓強度為41.7MPa的普通硅酸鹽水泥，摻加速凝劑配製，水灰比一般選用（0.8∶1）～（1∶1）。
5）岩溶注漿量的計算可採用以下公式：
地質災害防治技術
式中：Q為設計注漿量（m3）；R為漿液擴展半徑（m）；H為基岩注漿深度（m）；μ為平均岩溶裂隙率；γ為岩溶填充率；α為超灌系數（與岩溶空間形態及注漿技術有關）；λ為地區性經驗系數。
實際注漿工程都是一定范圍內的多孔注漿，將πR2改用注漿面積S，則公式為
地質災害防治技術
式中：β為有效充填系數；其他符號意義同前。
2.注漿施工工藝
1）按先外圍後中間的順序進行注漿。注漿孔採用取心鑽進方法，並進行簡易水文地質觀測。第四系潛水層需用套管封閉，注漿管下至基岩面上0.5m，並嵌固於第四系土體中。當土體很薄時，應採用粘土球回填夯實的方法嵌固。
2）清洗孔底基岩注漿段，清洗時間不應過長，一般以3～5min為宜。對不漏水的孔，洗孔最大孔口壓力不超過500kPa。
3）進行注水試驗，測出基岩注漿段單位吸水率，其計算公式為
地質災害防治技術
式中：q為單位吸水率；r為套管內半徑（m）；h1、h2分別為第一次、第二次測定的孔內水柱高度（m）；h0為基岩注漿段高度（m）；t為兩次水位測定間隔時間（h）。
4）根據鑽孔岩心及注水試驗資料選用適宜的漿液濃度、速凝劑配比、注漿壓力、注漿流量等參數，並根據注漿過程中吸漿量及注漿壓力的變化進行調整。在實際工作中，遇到多種情況與多種變化過程的各種組合，關系較為復雜。一般地，對於吸漿量較小的孔，採用先稀後濃的漿液進行連續壓力注漿；對於吸漿量較大的孔，採用先濃後稀再濃的漿液進行多次定向間歇注漿；對於遇到較大岩溶通道、吸漿量又較大的孔，應在注漿的同時加註粗骨料，並選用適宜的投砂量。
5）岩溶注漿結束的標准為：孔底壓力達到600～700MPa，吸漿量小於4L/min，並穩定30min。由於岩溶發育的不均勻性，各注漿孔的實際耗漿量一般大於平均單孔耗漿量，後期注漿孔則較小，所以，切不可以單孔耗漿量作為注漿結束的標准。
6）岩溶注漿結束後，提拔套管，進行土層注漿，注漿壓力一般小於100kPa。
3.注漿效果檢查
漿液的擴散是在地下隱蔽進行的，必須通過注漿效果檢查來確認工程質量。
1）檢查鑽孔的數量為注漿孔數的10％～20％。採用在注漿孔之間或隨機布置的方法布孔，部分（約20％～30％）檢查孔的位置，是由建設單位和接收單位的監理人員與驗收人員於現場確定。檢查孔深度比臨近注漿孔深度大2～3m。
2）對檢查孔岩心進行檢查。要求在基岩和土層部位不再有洞隙空間，原有岩溶洞隙或土洞、土縫處可見到柱狀、片狀的膠結緻密水泥結塊。
3）進行孔內注水（壓水）試驗。測定注漿後淺部基岩的單位吸水率，並與注漿前對比。注漿前的注漿孔內單位吸水率一般在10～30L/min·mm，而注漿後的檢查孔內單位吸水率大多小於0.05L/min·mm。
4）對於個別吸水率較大的檢查孔，進行壓力補注漿。單位吸水率小於4L/min·mm檢查孔，實際補漿量一般都不大；對個別單位吸水率大於4L/min·mm或補漿量較大的孔，宜結合有關注漿孔的地質資料和注漿施工資料進行綜合分析，適當增布檢查孔和補注漿孔。
（三）高壓旋噴技術處理高速公路橋梁樁基溶洞的工程實例
福建龍長高速公路A9標段線路位於連城縣境內，屬丘陵區，水文地質復雜，尤其是石灰岩地區地質構造極為復雜，溶洞、溶槽、裂隙發育，場地內的岩溶給橋梁樁基施工帶來較多困難。
1.樁基概況
該工程主線山窩崗大橋5－1＃樁（設計樁徑150cm，採用C25混凝土，施工樁長35m）和9－2＃樁（設計樁徑150cm，採用C25混凝土，施工樁長27.15m）施工完，鑽孔取心抽樣檢查發現樁身混凝土心樣連續完整、質量良好，但樁尖持力層內仍存在溶洞。經福建省交通規劃設計院進一步勘探確認，5－1＃樁樁尖持力層1.8～2.6m處存在一個高1.20～2.40m、長約3.00m、寬約2.00m的溶洞，洞內含有泥質及砂質充填物；9－2＃樁樁尖持力層內存在1.1～1.3m的溶洞，洞內為粘土、粉細砂及角礫等充填物。而設計要求樁底持力層完整基岩3倍樁徑范圍內無溶洞、采空區及軟弱夾層。因此，兩樁均不滿足設計要求，必須採取補救措施。經討論研究，提出以下3種解決方案：
1）原樁報廢，在原樁位重新沖孔，穿過溶洞區域，終孔於可靠持力層上；
2）保留原樁，在原樁位兩側增加2根直徑80cm的樁；
3）利用高壓旋噴漿加固原樁底持力層。
以上3種方案技術上均可行，但前兩種方案施工工期長，也不經濟。因此，決定採用高壓旋噴法對樁基進行壓漿置換補強。
2.高壓旋噴技術補強樁底持力層機理
利用旋噴機把裝有水平噴嘴的旋噴管伸入孔底，以20～25MPa的高壓水流對缺陷部位上下反復沖擊切割，使其充填物削落形成鬆散物，然後採用氣舉反循環的方法清渣，將削落的鬆散物全部或大部分清出樁身外，形成空腔，再採用高標號水泥配製水泥漿，將旋噴管伸到溶洞底部自下而上邊提升邊旋噴注漿，置換出樁底持力層空腔內的清水，再通過孔口壓力擠漿使其與持力層緊密連接，形成整體，從而使持力層連續、完整，達到補強的目的。
3.高壓旋噴施工
（1）施工工藝
高壓旋噴施工的基本工序：孔位布置→高壓旋噴切割→清渣→配製漿液→旋噴注漿→壓漿。其中，高壓旋噴切割和清渣需反復進行。
1）孔位布置：考慮到已有2個取心抽樣鑽孔，若2孔連通，則可以利用該抽心孔（圖4－3）；如果不連通，則再考慮鑽第3個孔。
圖4－3 缺陷樁示意圖
2）高壓旋噴切割：將旋噴管伸入抽心孔底溶洞部位，通過鑽桿及高壓管與高壓泵連接，利用高壓泵產生的高壓水流對溶洞內壁緩慢進行定噴、旋噴，對溶洞填充物進行反復旋噴切割。施工參數為：旋噴壓力為27～30MPa，轉動速度為10～20r/min，提升速度為5～10cm/min，清水排量為80～90L/min。3）氣舉反循環清渣：將樁頂表面雜物清
除干凈，在原抽心孔孔口埋置直徑大於等於102mm的孔口管，待試壓強度達到2MPa後方可進入下道工序。將清渣管下至孔底，並將風管置入其內，從相鄰的孔位注入清水，開動空氣壓縮機，同時不停地提動氣管管竄，採用氣舉反循環法使孔底缺陷部位被切碎的淤泥、粉細砂及角礫等充填物隨水排出樁外。施工參數為：空氣壓力為0.6～0.7MPa，空氣排量為3m/min，反復進行高壓旋噴切割和清渣，直至排出較清水且無砂為止。
4）配製漿液：按水灰比0.5～0.8配漿，採用42.5R普通硅酸鹽水或1％～2％FDN或2％減水劑，預計每樁使用水泥10t，加入200kg減水劑。
5）注漿：下入管竄至溶洞底0.5～1.00m處，自下而上進行旋噴注漿，注漿速度為10cm/min，轉速為18r/min，壓力15MPa，噴嘴直徑為3mm。如旋噴注漿量達到理論值的2～3倍後孔內仍不返漿，則改用孔底間歇注漿，直至孔口返出濃漿（漿液稠度與注入漿液稠度一致）為止。
安裝孔口壓漿裝置，開動壓漿泵壓漿，壓力為1～2MPa，壓力超過2MPa並穩壓10min後關閉壓漿泵和井口，等待漿液凝固。
（2）質量控制
1）施工前應全面檢查設備是否完好，材料是否落實，人員是否到位。
2）密切注意孔口返漿是否正常，如返漿偏小或不返漿，說明有跑漿情況。可採用間斷注漿法進行處理，間隔時間根據漿液的初凝情況控制在1～1.5h或加速凝劑，使漿液速凝，同時放慢旋噴管提升速度。
3）在正常情況下，旋噴管的轉速維持在1～2r/min，提升管的速度控制在5～10cm/min，以保證旋噴樁的成樁樁徑和長度。
4）旋噴壓力必須大於20MPa，漿液壓力為0.4～2.0MPa，要時刻關注壓力表，並做記錄。
（3）效果檢測
施工完成後，沿壓漿孔側鑽孔取心進行檢測，結果顯示心樣連續完整，效果較好，兩樁心樣強度均滿足設計要求。採用高壓旋噴法進行注漿置換補強施工成功。
高壓旋噴灌漿技術已由主要用於地基加固發展到用於岩溶發育地區樁基施工事故處理中。工程實踐表明，高壓噴射注漿是一種防治岩溶塌陷非常有效的技術方法。