㈠ 灌注填充法
（一）方法简介
对岩溶塌陷区的灌注填充（即岩溶注浆）是通过钻孔灌注水泥浆液，堵塞浅部的岩溶洞穴空间，截断地下水对上覆土体的潜蚀运移通道，消除产生岩溶塌陷的基本条件，从而达到防止塌陷的目的。灌注填充一般应用于岩溶发育深度不大、形态以溶蚀裂隙为主、大型溶洞很少、填充率高、而且具有较厚的第四系土层的岩溶地区。这些特点，使岩溶注浆方案的技术可靠性和经济合理性明显优于其他整治方案。
另外，岩溶注浆方案还具有施工简单、对环境影响干扰小、不污染地下水源、不增加维护工作等特点，因而在实际工作中得到了广泛应用。
（二）岩溶注浆工程设计与施工
由于覆盖型岩溶的特殊性、复杂性及目前勘测手段的局限性，岩溶注浆工程的设计与施工一般采用“探－注结合”的方法，即详细勘察与注浆试验工程结合进行，要求地质人员、设计人员参与施工全过程，并通过实地的注浆试验，取得较为可靠的注浆设计与施工参数。
1.注浆设计主要技术参数
1）注浆处理范围一般延至场地外5m。
2）注浆孔孔距不大于8m，并结合场地条件布置，一般采用直孔，有时也采用斜孔。
3）注浆孔深至基岩顶面以下2～3m，注浆段孔径110～130mm。
4）浆液采用抗压强度为41.7MPa的普通硅酸盐水泥，掺加速凝剂配制，水灰比一般选用（0.8∶1）～（1∶1）。
5）岩溶注浆量的计算可采用以下公式：
地质灾害防治技术
式中：Q为设计注浆量（m3）；R为浆液扩展半径（m）；H为基岩注浆深度（m）；μ为平均岩溶裂隙率；γ为岩溶填充率；α为超灌系数（与岩溶空间形态及注浆技术有关）；λ为地区性经验系数。
实际注浆工程都是一定范围内的多孔注浆，将πR2改用注浆面积S，则公式为
地质灾害防治技术
式中：β为有效充填系数；其他符号意义同前。
2.注浆施工工艺
1）按先外围后中间的顺序进行注浆。注浆孔采用取心钻进方法，并进行简易水文地质观测。第四系潜水层需用套管封闭，注浆管下至基岩面上0.5m，并嵌固于第四系土体中。当土体很薄时，应采用粘土球回填夯实的方法嵌固。
2）清洗孔底基岩注浆段，清洗时间不应过长，一般以3～5min为宜。对不漏水的孔，洗孔最大孔口压力不超过500kPa。
3）进行注水试验，测出基岩注浆段单位吸水率，其计算公式为
地质灾害防治技术
式中：q为单位吸水率；r为套管内半径（m）；h1、h2分别为第一次、第二次测定的孔内水柱高度（m）；h0为基岩注浆段高度（m）；t为两次水位测定间隔时间（h）。
4）根据钻孔岩心及注水试验资料选用适宜的浆液浓度、速凝剂配比、注浆压力、注浆流量等参数，并根据注浆过程中吸浆量及注浆压力的变化进行调整。在实际工作中，遇到多种情况与多种变化过程的各种组合，关系较为复杂。一般地，对于吸浆量较小的孔，采用先稀后浓的浆液进行连续压力注浆；对于吸浆量较大的孔，采用先浓后稀再浓的浆液进行多次定向间歇注浆；对于遇到较大岩溶通道、吸浆量又较大的孔，应在注浆的同时加注粗骨料，并选用适宜的投砂量。
5）岩溶注浆结束的标准为：孔底压力达到600～700MPa，吸浆量小于4L/min，并稳定30min。由于岩溶发育的不均匀性，各注浆孔的实际耗浆量一般大于平均单孔耗浆量，后期注浆孔则较小，所以，切不可以单孔耗浆量作为注浆结束的标准。
6）岩溶注浆结束后，提拔套管，进行土层注浆，注浆压力一般小于100kPa。
3.注浆效果检查
浆液的扩散是在地下隐蔽进行的，必须通过注浆效果检查来确认工程质量。
1）检查钻孔的数量为注浆孔数的10％～20％。采用在注浆孔之间或随机布置的方法布孔，部分（约20％～30％）检查孔的位置，是由建设单位和接收单位的监理人员与验收人员于现场确定。检查孔深度比临近注浆孔深度大2～3m。
2）对检查孔岩心进行检查。要求在基岩和土层部位不再有洞隙空间，原有岩溶洞隙或土洞、土缝处可见到柱状、片状的胶结致密水泥结块。
3）进行孔内注水（压水）试验。测定注浆后浅部基岩的单位吸水率，并与注浆前对比。注浆前的注浆孔内单位吸水率一般在10～30L/min·mm，而注浆后的检查孔内单位吸水率大多小于0.05L/min·mm。
4）对于个别吸水率较大的检查孔，进行压力补注浆。单位吸水率小于4L/min·mm检查孔，实际补浆量一般都不大；对个别单位吸水率大于4L/min·mm或补浆量较大的孔，宜结合有关注浆孔的地质资料和注浆施工资料进行综合分析，适当增布检查孔和补注浆孔。
（三）高压旋喷技术处理高速公路桥梁桩基溶洞的工程实例
福建龙长高速公路A9标段线路位于连城县境内，属丘陵区，水文地质复杂，尤其是石灰岩地区地质构造极为复杂，溶洞、溶槽、裂隙发育，场地内的岩溶给桥梁桩基施工带来较多困难。
1.桩基概况
该工程主线山窝岗大桥5－1＃桩（设计桩径150cm，采用C25混凝土，施工桩长35m）和9－2＃桩（设计桩径150cm，采用C25混凝土，施工桩长27.15m）施工完，钻孔取心抽样检查发现桩身混凝土心样连续完整、质量良好，但桩尖持力层内仍存在溶洞。经福建省交通规划设计院进一步勘探确认，5－1＃桩桩尖持力层1.8～2.6m处存在一个高1.20～2.40m、长约3.00m、宽约2.00m的溶洞，洞内含有泥质及砂质充填物；9－2＃桩桩尖持力层内存在1.1～1.3m的溶洞，洞内为粘土、粉细砂及角砾等充填物。而设计要求桩底持力层完整基岩3倍桩径范围内无溶洞、采空区及软弱夹层。因此，两桩均不满足设计要求，必须采取补救措施。经讨论研究，提出以下3种解决方案：
1）原桩报废，在原桩位重新冲孔，穿过溶洞区域，终孔于可靠持力层上；
2）保留原桩，在原桩位两侧增加2根直径80cm的桩；
3）利用高压旋喷浆加固原桩底持力层。
以上3种方案技术上均可行，但前两种方案施工工期长，也不经济。因此，决定采用高压旋喷法对桩基进行压浆置换补强。
2.高压旋喷技术补强桩底持力层机理
利用旋喷机把装有水平喷嘴的旋喷管伸入孔底，以20～25MPa的高压水流对缺陷部位上下反复冲击切割，使其充填物削落形成松散物，然后采用气举反循环的方法清渣，将削落的松散物全部或大部分清出桩身外，形成空腔，再采用高标号水泥配制水泥浆，将旋喷管伸到溶洞底部自下而上边提升边旋喷注浆，置换出桩底持力层空腔内的清水，再通过孔口压力挤浆使其与持力层紧密连接，形成整体，从而使持力层连续、完整，达到补强的目的。
3.高压旋喷施工
（1）施工工艺
高压旋喷施工的基本工序：孔位布置→高压旋喷切割→清渣→配制浆液→旋喷注浆→压浆。其中，高压旋喷切割和清渣需反复进行。
1）孔位布置：考虑到已有2个取心抽样钻孔，若2孔连通，则可以利用该抽心孔（图4－3）；如果不连通，则再考虑钻第3个孔。
图4－3 缺陷桩示意图
2）高压旋喷切割：将旋喷管伸入抽心孔底溶洞部位，通过钻杆及高压管与高压泵连接，利用高压泵产生的高压水流对溶洞内壁缓慢进行定喷、旋喷，对溶洞填充物进行反复旋喷切割。施工参数为：旋喷压力为27～30MPa，转动速度为10～20r/min，提升速度为5～10cm/min，清水排量为80～90L/min。3）气举反循环清渣：将桩顶表面杂物清
除干净，在原抽心孔孔口埋置直径大于等于102mm的孔口管，待试压强度达到2MPa后方可进入下道工序。将清渣管下至孔底，并将风管置入其内，从相邻的孔位注入清水，开动空气压缩机，同时不停地提动气管管窜，采用气举反循环法使孔底缺陷部位被切碎的淤泥、粉细砂及角砾等充填物随水排出桩外。施工参数为：空气压力为0.6～0.7MPa，空气排量为3m/min，反复进行高压旋喷切割和清渣，直至排出较清水且无砂为止。
4）配制浆液：按水灰比0.5～0.8配浆，采用42.5R普通硅酸盐水或1％～2％FDN或2％减水剂，预计每桩使用水泥10t，加入200kg减水剂。
5）注浆：下入管窜至溶洞底0.5～1.00m处，自下而上进行旋喷注浆，注浆速度为10cm/min，转速为18r/min，压力15MPa，喷嘴直径为3mm。如旋喷注浆量达到理论值的2～3倍后孔内仍不返浆，则改用孔底间歇注浆，直至孔口返出浓浆（浆液稠度与注入浆液稠度一致）为止。
安装孔口压浆装置，开动压浆泵压浆，压力为1～2MPa，压力超过2MPa并稳压10min后关闭压浆泵和井口，等待浆液凝固。
（2）质量控制
1）施工前应全面检查设备是否完好，材料是否落实，人员是否到位。
2）密切注意孔口返浆是否正常，如返浆偏小或不返浆，说明有跑浆情况。可采用间断注浆法进行处理，间隔时间根据浆液的初凝情况控制在1～1.5h或加速凝剂，使浆液速凝，同时放慢旋喷管提升速度。
3）在正常情况下，旋喷管的转速维持在1～2r/min，提升管的速度控制在5～10cm/min，以保证旋喷桩的成桩桩径和长度。
4）旋喷压力必须大于20MPa，浆液压力为0.4～2.0MPa，要时刻关注压力表，并做记录。
（3）效果检测
施工完成后，沿压浆孔侧钻孔取心进行检测，结果显示心样连续完整，效果较好，两桩心样强度均满足设计要求。采用高压旋喷法进行注浆置换补强施工成功。
高压旋喷灌浆技术已由主要用于地基加固发展到用于岩溶发育地区桩基施工事故处理中。工程实践表明，高压喷射注浆是一种防治岩溶塌陷非常有效的技术方法。