岩溶地基岩土工程勘察及地基处理探究

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摘要：对工程重要性等级为一、二级的建筑物，在施工前要进行岩土工程勘察工作，其目的是查明不良地质作用和地质灾害，为工程的设计、施工及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供工程地质资料和必要的技术参数。在岩溶地区，其地质条件复杂，岩溶现象普遍，为施工带来了较大的难度。文章从润安•南城国际实际工程入手，对岩溶地基岩土工程勘察进行了分析，并对岩溶地基处理进行探讨。

关键词：岩溶地基；岩土工程勘察；地基处理

贵州以碳酸盐岩喀斯特岩溶地貌为主，岩溶的出现会对建筑物的稳定性产生影响，地基基础处理不当会使建筑物失稳，给人们造成经济损失和危害。本文就岩溶地区工程勘察所遇到的各类地基问题以及实际处理措施作一些分析，为岩溶地区岩土工程勘察及岩溶地基处理提供参考。

1岩溶概况

岩溶是指可溶性岩石，如碳酸盐类岩层（石灰岩、白云岩）受水的化学和物理作用产生沟槽、裂隙和空洞，以及由于空洞顶板坍落使地表产生陷穴溶解、洼地等现象和作用的总称。贵州是岩溶分布较为广泛的地区，在岩溶地区由于岩溶作用使地下形成了地下溶洞、暗河、溶穴等空洞，这些空洞破坏了岩土体的完整性，使岩土体的强度大大减弱，引起地面塌陷、地表不均匀沉降导致地面建筑物变形、破裂。空洞还破坏了地基的整体稳定性使建筑物发生连续性倒塌，给人民生命财产造成重大损失。因此对岩溶地区的地基勘察特别重要，在岩溶地区工程建设过程中需要掌握岩溶的发育程度、岩溶洞穴规模、洞穴延伸方向，通过物探、钻探等勘察手段对岩溶地区的地下水、岩溶洞穴进行勘察，对建筑场地的岩溶洞穴进行评估，掌握岩溶洞穴所处的发展阶段，更好地指导工程施工，避开岩溶发育地段，对不能避开的岩溶地段采取相应的地基处理措施对岩溶地基进行处理，从而更好地保证工程质量，达到工程建设的预期目的。

2岩溶地基岩土工程勘察

在拟建工程场地或附近有建筑物地基有岩溶发育时，需要进行岩溶地基勘察。通过岩溶地基勘察查明岩溶发育的洞穴、溶洞、裂隙对建筑物地基的稳定性的影响程度；查明岩溶发育的特征、规模大小、岩溶展布情况；查明地下水对岩溶的影响范围；查明地下水的补径排情况；查明岩溶洞穴发育的规律，圈定岩溶对工程影响的范围；查明溶洞的埋深。场地岩溶勘察宜采用工程地质测绘和调查、物探、钻探等多种手段结合的方法进行，并应符合下列要求：（1）可行性研究勘察应查明岩溶洞隙、洞穴的发育条件，并对危害程度和发展趋势做出判断，对场地的稳定性和工程建设的适宜性做出初步评价。宜采用工程地质测绘和综合物探为主，初步勘察勘探点的间距对于一级、二级、三级地基分别不应大于30～50m、40～100m、75～200m，岩溶发育地段应予加密。测绘和物探发现的异常地段，应选择有代表性的部位布置验证性钻孔。控制性勘探孔的深度应穿过表层岩溶发育带。（2）初步勘察应查明岩溶洞隙、溶洞、地表塌陷的分布范围、发育程度和发育规律，对引起溶洞隙、溶洞、地表塌陷的原因进行分析评价，制定出相应的技术处理措施，并对场地的稳定性和建筑适宜性进行评价分析。（3）工作人员要详细勘察，将拟建工程范围具体化，标记各种岩溶洞隙位置、规模及其深埋位置等，且要对工程项目拟建设位置的地基稳定性进行调查，根据问题提出相应的解决方式，具体要求如下：①勘探线应沿建筑物轴线布置，勘探线间距小于20m，勘探点间距小于10m，条件复杂时每个独立基础应布置勘探孔；②勘探孔深度除应符合现行勘察规范的一般要求外，当地基基础底面以下的土层厚度不大于独立基础宽度的3～5倍时，钻孔进入持力层的深度均不应小于5m；③当预定深度范围内有岩溶洞穴存在，且对建筑物地基的稳定性有影响时，对于多层建筑勘探孔的深度应在洞底基岩面下部8～9m；高层建筑勘探孔的深度应在洞底基岩面下部12～14m，并圈定洞穴的范围；④对一柱一桩的基础，宜逐柱布置勘探孔；⑤在物探异常部位应加密勘探孔。（4）施工勘察应针对某一地段或尚待查明的专门问题进行补充勘察。当采用大直径嵌岩桩时，应进行专门的桩基勘察。

3对岩溶地基处理分析

3．1岩溶地区主要地基处理措施

在地基以下发育有对地基稳定性有影响的溶洞、洞穴、裂隙时，需对地基进行处理方能满足建筑物稳定性及施工要求。主要采取以下措施：一对洞口较小的洞隙而言，应采用挖除、回填与跨盖等方法进行处理；二对洞口较大的洞隙，应采用混凝土梁、板和拱等跨过岩溶洞穴。跨过岩溶洞穴的结构物应落在完整的基岩面上；三对于岩溶洞穴周围不稳定的岩土体进行混凝土喷浆加固岩土体和清除填堵等措施；四对规模较大的洞穴，可在岩溶洞穴下部修筑柱子，将柱子基础嵌入完整基岩面以下3m用来支撑上部结构的荷载，提高建筑物的稳定性。对地表水作用导致地面塌陷、地基沉降问题，应修筑排水沟将地表水流进行改道。根据岩溶洞穴的发育规模、分布情况分别选用清除、混凝土砂浆加固等措施进行处理。由地下水形成的塌陷及岩溶洞穴，应清除塌陷坑、溶洞内的充填物，换成碎石层分层夯实，对地下水进行过滤；对埋藏较深的岩溶洞穴应采用混凝土砂浆、块石、碎石等对洞穴封堵回填并设置泄水孔；对直径特别大的溶洞采用混凝土回填无法处理且成本较大时，采用桩基础处理。

3．2常见的处理方法

处理岩溶地基的方法多种多样，要结合场地的水文地质情况以及岩面之上所覆盖的岩土体厚度、稳定性等各方面因素来确定。（1）钻孔灌浆法：将混凝土、水泥砂浆通过钻孔的方式灌注入基底洞隙中，使洞穴与混凝土砂浆形成整体支撑上部结构。（2）开挖换填法：在处理洞口较小、基底下浅部岩溶洞穴时，首先将洞穴内的软弱充填物清除，换填上素混凝土或碎石混凝土。（3）结构跨越法：在溶洞溶沟裂隙较小、基岩相对较完整的情况下，适当对其裂隙进行处理，使得建筑物能跨越在上面。（4）强化上部结构法：进行基础尺寸及柱距的调整。

3．3对岩溶地基处理的质量管理

岩溶地基处理属于隐蔽性工程，在处理过程中若不进行严格的质量控制，则会给工程留下安全隐患，导致建筑物失稳造成重大工程事故，因此对岩溶地基的质量管理尤为重要。在进行岩溶地基处理前：一是需制定相应的岩溶地基基础处理措施，坚持“先设计后施工”的原则，对地基处理方案提出的方法、技术手段进行论证，通过相关专家论证合格后再进行地基处理施工，以确保地基处理的质量。二是建立质量监控管理责任负责制，由项目经理、监理、施工单位组成三级质量管理体系，监理对施工单位的施工过程进行全程监控，严把质量关，施工单位对所施工的工程自检，形成自检报告，自检合格后报验给监理方签字，监理签字认可后报项目经理签字认可。

4结语

岩溶地基勘察是岩溶地区建筑物施工最重要的勘察，通过勘察了解岩溶地区地下岩土体的特征，岩溶洞穴的发育特征、规模、发育程度，掌握岩土体的相关力学参数，更好地指导地基基础设计，保证地基基础施工的顺利进行。通过勘察—设计—地基处理等程序，切实保证建筑物的整体稳定性及建筑物施工的质量。

参考文献：

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［5］卿志．综合物探在娄邵铁路张家湾隧道岩溶病害整治勘察中的应用［J］．资源环境与工程，2014（2）：193－196．

作者:欧国华 单位:贵州省地矿局104地质大队