探究岩溶地区地基处理关键技术

冉亚

摘要：出于经济发展的需要，我国的地区间工程施工量不断增多，由于各个地区的地质地形条件有很大差异，不同地区的地理环境会有不同的特点，这就会对工程的地基施工带来很大影响。岩溶地区作为一种特殊的地质环境，会不可避免的引起地基的不均匀沉降、荷载量下降以及塌陷滑动现象的发生，造成工程工期的延误，而在科学技术的发展带动下，对于这种地质环境的地基处理技术也得到了显著发展和进步，据此本文就通过实际的工程案例分析，对岩溶地区地基处理基础的相关内容进行了阐述。

关键词：岩溶地区：地基处理；施工技术

中图分类号：TU472文献标识码：A文章编号：1674-3024（2016）09-69-03

前言

在岩溶地质环境下，它的溶洞大小及其分布情况会对工程建筑的设计和施工产生重要影响，它的溶洞面积越大，对工程设计和施工带来的难度就越大，而且也会造成工程施工期限的延误，尤其是在地基处理环节，对于地基的处理施工是整个工程的关键工序，一旦地基方面出现了质量缺陷就会导致后续施工内容难以有效开展，在开始施工前就要做好各项施工准备工作，对地基处理的关键技术进行正确把握和应用，使其可以更好的服务于工程建设。

1.岩溶地区的地基

对于岩溶地区的地基阐述，首先要搞清楚的就是什么的岩溶地区，它的具体含义就是什么？那么所谓的岩溶地区就是我们常说的喀斯特地貌，这种地貌在地质环境方面有很明显的特殊性，它是硫酸盐岩、碳酸盐岩等可溶性岩石在水的机械腐蚀和崩塌作用下而产生的各种地质形态的总称，同时它也包含有地质现象和地质作用。由此我们就可以看出，岩溶地区的土洞和溶洞基本上都是有能够溶于水的石灰岩构成的，这些石灰岩在长时间的水作用（冲刷和溶蚀）下，内部的构成结构发生变化，长期下去就会形成土洞和溶洞，这种溶洞的存在就会对工程施工带来严重影响，溶洞越大造成的困难系数就越高，因此，对于工程建设单位来说，在这一地区进行工程建设，就要花费很长时间来做好对地基的施工，采用关键性技术来提高地基的稳固性，一旦地基施工处理出现了质量缺陷，就会导致整个工程的施工工期和施工质量受到严重影响，增加不必要的成本费用。

2.岩溶地区的地基施工常见的问题

施工单位在岩溶地区进行工程建设时，首先需要关注的问题就是地质结构，需要事前组织专业的技术人员对施工现场的地质环境特点进行全面勘察，掌握地质结构的详细资料和内容，然后在对施工方案进行制定和改善，对于施工过程中可能出现的各种施工问题做到事前的预测和分析，争取把施工质量问题控制在萌芽状态，保证地基施工的稳定性和有序性。但是，由于岩溶地区的地质环境特殊性，在施工中对于地基的处理难免不会出现质量问题，从大多数工程的施工总结可以将其常见地基问题进行如下阐述：

首先，地基的失稳和塌陷。地基的失稳和塌陷现象是岩溶地区地基施工常见的一种问题，在地表岩溶作用下，石灰岩的表层会有溶沟存在，而且在这些发育的溶沟相互之间还会分布有尖棱状或者是锥尖状的石芽，进而导致石灰岩地基出现表面高低不平整的现象，地基的平坦性下降，这就会导致石芽地基的形成，除此之外，石芽相互之间的溶沟还会被土所填充，因此，它就又具有较低的强度和很高的压缩性，很容易引起建筑地基的不均匀沉降现象发生，进而也就使得该地区的建筑稳定性大大下降，并且土洞型地基和溶洞型地基也会在建筑物的承重作用下而产生塌陷，给建筑物带来严重的安全隐患。

其次，突水和渗漏问题。在岩溶地区进行地基施工时，它的岩体中会存在有缝隙、溶洞和管道，它们的存在会直接导致地基基坑在开挖时，一旦遇上承压水，就会极易造成地下突水现象的发生，这就使得地基基坑的积水难以及时排除，如果不在短时间采取有效措施进行控制就会使地基基坑被水淹没。

3.工程概况介绍

3.1地质环境

某一工程所处的地理位置为河流的冲击地段，因此地势高度不是很高，整个工程由上到下主要的土层分布是杂填土、粘土、淤泥质粘土、砂砾、白云质灰岩等该施工工程位于区域断层的F1、F34相互切割的块体上，基于这种特性，它的工程场地内岩石结构非常破碎，并且张性节理裂缝也很明显，受到的岩溶地质作用十分强烈，主楼地段钻孔遇洞隙率是83.6%，裙楼地段钻孔遇洞隙率是48%，整个施工区域中的遇洞隙钻孔数量共计有134个，占到了总勘探点数量的75%，大多数钻孔在基岩面以下每一层的厚度都不相同，而且岩体的破碎和溶蚀作用强烈的岩层，最深深度可达约48m。

根据工程施工中钻探结果显示，在该工程中的地质性质属于是岩溶性质十分明显的区域，并且基于这种地质，它还呈现出以下几方面特点：首先，基岩表面的差异溶蚀十分强烈，石芽、溶沟、溶槽以及溶蚀裂隙等等岩溶现象发育也十分明显，基岩面的参差起伏较大，各个谷峰交错分布；其次，竖向性溶蚀和侧向性溶蚀作用是交织共存的状态，破碎岩体和岩溶洞隙相互伴生，在纵方向上呈现出串珠状发育；第三，施工区域内洞隙的深浅度不均匀，并且分布也很广泛，大小程度也不一致，相互之间错综复杂，深度最大可达约48m；第四，施工区域内的存在的所有洞隙都是以软粘土填充为主的，并且洞隙的发育深度也与此有很大关系，发育深度越深它的土质松软度就越松，并且局部地段的洞隙也会是半填充状态。

3.2岩体和土体的物理学性质分析

该施工区域内分布的土层主要有杂填土、可塑粘土、砂砾、淤泥质粘土以及软塑粘土等，为了保证施工活动的顺利进行，技术人员对这些土层分别进行了采样并进行土工试验，通过参照计算标准和地方经验得到如下结果：

4.施工区域的地基处理

4.1施工区域低稳定性和岩体单元的划分

该施工区域内不存在滑坡、泥石流等自然灾害，地质状况具有很好的稳定性，但是由于施工区域内岩溶裂隙的存在，地表基岩面的起伏较大，有的部位需要进行地基处理之后，才可以进行工程建设，那么此时根据钻探时岩芯的采取率、质量指标、纵波速度等来作为划分的标准，技术人员参照这个标准把岩体划分为“岩溶裂隙破碎层和中风化较完整岩石”两个部分，具体的结果如下所示：

4.2岩体和土体工程特性以及设计参数的确定

依据施工区域内所揭露的地层可知，它的分布范围十分广阔，厚度较大的地层主要有素填土、可塑粘土、淤泥质粘土、砂砾以及软塑粘土，并且各个土层的岩土工程特性差异也很明显。根据技术人员所进行的土工试验、动力触探、标准贯入试验以及所进行的野外鉴别综合对比可知，同时参考施工区域所处的地质环境调价和施工人员的施工经验，不同地层的参数取值可以按照下表确定：

4.3地基处理和桩基础的方案确定

首先，对于地基处理方案的综合对比。由于溶洞的存在会对地基稳定性造成严重的营销，这种影响也是不可避免的，会导致地基承载力的下降，进一步加速了地基的变形沉降，因此就对地基进行正确处理和施工。岩溶地区的地基施工处理方案在最后选择时，还需要技术人员综合考虑岩溶地基的类型、施工经验以及建筑物的上部结构荷载条件来综合确定，在本工程中，针对于上述的工程地质状况，主要对一下三种方案进行了分析讨论：

第一，溶洞灌浆法。它的主要作用是把溶洞填充密实，使其形成具有一定强度的稳定体，尽可能的切断溶洞和土层以及地下水之间的相互联系，这样可以避免溶洞的进一步发展，把其影响范围控制在最小。从其实际来看，它主要是应用在那些小型设备基础和溶洞埋深深度较浅的地基土层中，它的实际地基处理范围非常广泛，而且造价的成本也很低，本工程中的溶洞大多是软塑状粘性土或者是夹杂有砂砾来填充，存在着严重的漏水现象，从建筑物的角度来讲，它的楼层较多且高，内部结构十分复杂，所受到的承载量很大，因此，并不适合。

第二，高压旋喷注浆法。这种技术的优势就是可以不受土洞、软土层、溶洞、节理等不良地质现象的营销，可以大大提升基础施工的安全性，但是，结合本工程来看，由于工程的施工区域内地下水含量较多，水流的速度较快，旋喷桩的直径很难准确确定，并且施工工艺。施工材料等也会产生作用，因此，不建议选择。

第三，灌注桩法。这种方法在实际应用中具有施工操作简单、施工速度快切施工质量良好的优势特点。在本工程中，洞隙的深浅度不一致，规模也不一样，较为复杂化，因此，结合本工程的地层状况、水文地质条件、上部结构以及造价成本等角度来考虑，并且其中也有施工人员的经验部分，准备采用长短桩相结合的形式来实现对地基的处理。

其次，灌注桩地基处理技术。在这种地基处理方法中，它是一种端承桩，在对桩基进行设计时首先要考虑的要素是桩顶长度，这主要取决于建筑物对承载力和变形的实际要求、土质的条件以及机械设备的能力等因素。结合本工程各个土层的实际工程特性，桩端持力层要选择白云质灰岩2，桩的长度最小是8m，最大是20m。

第一，桩的桩径选择，它的选择主要和设计阶段时所选用的各种施工设备等因素相关，结合本工程实际，采取800mm。

第二，桩基础方案的选取。结合本工程的实际状况，本工程的建筑属于是高层建筑物，因此，它也就具有高层建筑所具有的优势，它的内部结构构成较为复杂，自身荷载量较大，但是施工区域内的土层分布又不是很均匀，而且土层的厚度变化也很大，不是很一致，自身的最大承载力很低，不适合做基持力层，通过相互对比可知，采用2岩层作基础持力层，并采用端承桩基础，具体的施工方案如下所示：

一是确定人工挖孔桩的基础。在本工程中，由于地下水的水位较高，并且水量很大，周围的建筑物很多，如果采用人工挖孔桩基础的话，就会大幅度降低地下水位，从而增大了水力的坡度，对于周围的建筑物、管道管线以及公共设施的稳定性和安全性有很大影响，除此之外，地层的破碎岩石厚度较大，在进行挖掘破碎岩石时会出现较大的涌水量，给施工带来困难和危险，因此人工挖孔桩基础方案的不可行的。

二是钻孔灌注桩基础。在本工程中，施工区域内岩溶裂隙较为发育，地下水很丰富，钻孔灌注桩技术的应用可以避免地质因素带来的不利影响，可以直接穿过岩溶裂隙发育带，把桩端直接坐落在中风化较为完整的岩石上，这和本工程的实际状况是相适应的，因此，本工程采用的就是钻孔灌注桩基础，但是，需要注意的是，这种施工方案的造价成本较高，结合以往的施工经验，可以采用大直径钻孔灌注桩，但是在进行钻进时会产生塌孔和漏浆现象等，加上施工工期较长，施工的难度较大，最后综合分析，结合多方面因素和资料信息，本工程最后采用冲击成孔灌注桩基础方案为主，这是和工程的实际状况相一致的。

5.总结

岩溶地区的地基处理施工是一项综合性和专业性要求较高的活动，由于其地质环境的特殊性，在施工中需要先做好全面的地质、水文等方面的勘察工作，掌握各项参数信息，并对可能出现的问题进行事前分析和规避，结合实际工程施工，在具体的施工中还要考虑到一些列的因素，包括预留层的清除，对于基坑支护体的开挖也要小心谨慎，保证不会对周围建筑造成较大破坏。