岩溶地基基础处理技术简述

徐松青

本文从岩溶地基的勘察和岩土工程评价着手，针对岩溶地区地基基础处理技术的常用方法进行分析和说明，为岩溶地区建筑地基处理及基础设计提供借鉴和参考。

现代科学技术的持续更新和进步，为当前工程技术的不断优化和改进提供了良好的前提条件。随着我国城镇化建设的快速发展，当前工程建设项目的地理环境和地质条件呈现多样化，尤其是岩溶地基，其广泛分布于我国西南和南方广大地区，是较为复杂的一种工程地质条件，其稳定性直接影响上方建筑物的安全性，如何选择安全可靠又相对经济的基础方案是广大工程技术人员面临的一道课题。

一、岩溶地基岩土工程勘察与评价

岩溶地基是岩体中存在溶洞、溶蚀裂隙、或岩体表面在石芽、溶沟（槽）、溶蚀漏斗、或覆盖层中存在可溶岩类残积土、伴生土洞等不良地质现象的地基。

根据岩石地层被覆盖埋藏的情况，岩溶地基可分为裸露型岩溶、浅覆盖型岩溶、深覆盖型岩溶和埋藏型岩溶四种类型，在大多数情况下，与工程密切相关的岩溶地基主要是裸露型岩溶和浅覆盖型岩溶。

岩溶对工程的不良影响主要为以下几个方面：1.岩溶岩面起伏导致上覆土质地基压缩变形不均匀；2.岩体洞穴顶板变形造成地基失稳；3.岩溶水的动态变化给施工和建筑物使用造成不良影响；4.洞塌落形成地表塌陷。

在岩溶地区应高度重视岩土勘察工作，坚持先勘察后设计、施工的基本建设程序。岩溶场地的详细勘察阶段应查明拟建工程范围和有影响地段的各种岩溶洞隙和土洞的位置、大小、埋深、岩溶堆积物性状和地下水特征，结合当地经验对地基基础的设计和岩溶的治理提出建议，除符合国家和地方现行有关标准、规范的规定外，还应重点调查下列内容：1.岩溶洞隙、塌陷、漏斗、洼地、泉眼的分布、形态和发育规律；2.覆盖层厚度、基岩面起伏、溶沟、溶槽、石芽形态和分布情况；3.岩溶地下水赋存条件、水位变幅、水质水量和运动规律；4.岩溶发育程度、洞隙特征及其与地貌、构造、岩性、地下水的关系；5.土洞和塌陷的分布、形态、成因、发育规律和发展趋势。岩溶勘察宜采用工程地质测绘和调查、钻探和物探等多种手段相结合的方法进行，并且由于岩溶地质的复杂性或限于工作量的要求，在详勘阶段也不能完全查明地下的各种岩溶形态，还需要进行施工勘察。勘察工作越详尽、数据资料越充分，治理工作就越容易达到预期效果。

应进行岩土工程评价，根据场地的岩溶发育程度，对场地进行地段划分，重大建筑宜避开岩溶强发育区段，并从评价结果出发，采取相应的治理措施。当前岩溶地基稳定性评价工作中采用的方式主要为：第一，定性评价。这是建立在现场勘查、观察工作的基础上，全面细致地分析岩溶的总体形态、地下水分布以及地质构造和岩溶洞的填充情况，根据规范要求和工程经验对岩溶地基稳定性进行定性分析，判断地基的稳定性以及对上部建筑物的影响；第二，定量分析方式。这种方式实际应用过程中，主要是采用了理论计算方法如半定量分析方法和有限元理论方法，对岩溶洞顶板的强度和稳定性进行合理计算，为后续选择基础方案和地基处理工作提供依据。

二、岩溶地基基础处理技术的应用

岩溶地基基础可采用扩展基础、柱下条形基础、筏形基础和桩基础，根据建筑结构形式、荷载大小、各岩土层工程特性指标、岩溶形态特征、洞体围岩的岩质及完整程度、地下水的赋存条件、技术上的可行性和经济上的合理性等因素综合确定。

1.浅基础

当岩溶上部覆盖土层较厚时，经判定岩溶洞隙顶板在附加荷载作用下仍处于稳定状态的地基，优先采用上覆土层作为建筑物的天然地基；当天然地基承载力和变形不能满足要求时，可根据地质情况对地基进行处理，采用独立基础、条形基础或者筏形基础，是最经济合理和有效的处理方案，直接成本和工期比较可控。利用上覆土层作为基础持力层时，除了需满足承载力要求、控制不均匀沉降以外，还需重点关注土洞、软弱土层等不良地质，避免塌陷的发生。

当上覆土层较薄、岩石埋藏较浅时，采用独立基础、墙下条形基础利用岩石作为基础持力层，基底下遇破碎岩体可灌浆加固，遇溶沟溶槽或者串珠状溶洞时可采用梁、板跨越方式，对深度不大的溶沟溶槽和溶洞也可清除填充物回填毛石混凝土。此时，由于岩石地基承载力较高，基础底面面积较小，基础截面由抗剪控制，根据《建筑地基基础设计规范》有关公式计算得到的基础高度往往较大。

2.桩基础

当建筑物层数较多、荷载较大时，将不得不采用桩基础，桩端应以完整或较完整的中风化或者微风化岩石为持力层，按端承桩或者嵌岩桩设计，桩端以下3d（d为桩径，以下同）且不小于5 m范围内应无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布，且在桩底应力扩散范围内无岩体临空面。当桩端全断面嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩时，基桩嵌岩深度不小于0.2d且不小于0.2m，当桩端嵌入倾斜的完整和较完整岩时，基桩全断面嵌入深度不小于0.4d且不小于0.5m。

岩溶地质桩基施工前应进行必要的施工勘察，也就是俗称为“超前钻”的工作，根据上述持力层的要求以确定桩底标高和桩长。基桩按成孔方式分类现在大都采用冲孔桩和旋挖桩，旋挖桩施工速度较快，遇硬质岩时更换特殊钻头仍可较快入岩达到预定深度，但价格相对较高，而以前因为成本较低受青睐的人工挖孔桩由于施工安全风险太大已作为落后工艺被限制使用，现在仅用在一些特殊场地如山地多层建筑，在施工机械无法进场时偶尔采用，但必须采取严格的施工安全措施。由于岩溶地质下灌注桩常常超灌量比较大，现在有些项目尝试采用预制桩、劲性复合桩，但在岩溶强烈发育场地施工难度大，质量不易控制，需慎重使用。基桩桩端要求落在完整、较完整岩石上，大都采用一柱一桩的形式，按规范规定进行承载力及完整性检测要求比较严格，因而检测费用也比较高。

此外，岩溶地区由于地下水比较丰富，进行基坑降水时造成周边地面下沉乃至危及周边建筑物安全的事例屡见不鲜，应按有关规定做好地下水控制的设计，根据不同的地质条件和不同类型的地下水情况，相应地采取不同的防治措施，当降水会对周边建筑物、道路、地下管线等造成危害时，应采用截水方法控制地下水。

三、结语

岩溶地基虽然复杂，但是在做好岩溶勘察工作的基础上，综合考虑工程地质与水文地质条件、上部结构形式、荷载情况以及施工技术条件，因地制宜，重视地方经验，完全能够采取经济合理的基础方案和地基处理技术措施保证建筑物的安全稳定，并在工程实践中不断总结经验教训，推动岩溶地基处理技术的创新和进步。