【摘要】不良地基土質(zhì)會(huì)對(duì)上層建筑物構(gòu)成相當(dāng)大危害，我國(guó)西北地區(qū)地質(zhì)較為復(fù)雜，其中典型代表的有“土巖、巖溶、土洞”三種。如何解決上述不良地基土質(zhì)是目前工程建設(shè)領(lǐng)域亟待解決的重要問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】土；巖溶；孤石；土洞；處理

前言：我們將由兩種及兩種以上具有不同工程性質(zhì)及力學(xué)性能且非均勻組合在一起所形成的土體稱(chēng)為特異性土，例如，巖石與粘土組合、粉土與碎石土組合以及濕陷性黃土與高密性粘土組合等。還有一類(lèi)土體，雖由單一土質(zhì)構(gòu)成，但是大范圍內(nèi)密度分布極度不均、中間包裹直徑大小不同孔隙的土洞，也可以稱(chēng)為特異性土。

特異性土在山區(qū)較為常見(jiàn)，如山頂?shù)臍埛e層、山麓的坡積層、山谷口的洪積層等，其形成主要由山體沖刷滑坡、崩塌、斷層或泥石流引起的。這些土軟硬不均且在同一環(huán)境下極有可能呈現(xiàn)不同的物理性狀，如若將其作為地基土，對(duì)上面的建筑物則構(gòu)成相當(dāng)大的威脅，根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)一般要求避開(kāi)此類(lèi)土，但是隨著人類(lèi)不斷加大對(duì)山區(qū)的開(kāi)發(fā)力度，一些工程的選址不得不在該類(lèi)土上進(jìn)行，例如我單位正在建設(shè)的山西鐵路工程某段1公里線(xiàn)長(zhǎng)范圍內(nèi)竟跨越了硬巖、砂土、濕陷性黃土三種不同類(lèi)型地基，特別是在隧道的掘進(jìn)過(guò)程中，在拱頂部位出現(xiàn)大塊獨(dú)立巨石，由于巖石過(guò)硬普通挖掘方法難以湊效，使用爆破又擔(dān)心圍巖整體坍塌（ⅴ級(jí)圍巖、砂土為主）而發(fā)生重大安全事故，如此現(xiàn)象都直接增大了工程的技術(shù)難度，耗費(fèi)大量的經(jīng)濟(jì)。如何處理特異性土，使之成為安全、穩(wěn)定的工程地基是國(guó)內(nèi)外學(xué)者探討的熱門(mén)學(xué)問(wèn)。

特異性地基的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為土質(zhì)的不均勻性和場(chǎng)地的不穩(wěn)定性?xún)蓚€(gè)方面，對(duì)于不同組合類(lèi)型的土處理方法也不盡相同，下面主要介紹“土巖組合類(lèi)、巖溶類(lèi)、土洞類(lèi)”的工程處理技術(shù)。

1、土巖組合類(lèi)地質(zhì)

土巖組合類(lèi)一般于多山丘陵地區(qū)較為常見(jiàn)，組合形式大致分為兩類(lèi)：一類(lèi)為上部薄層覆土、下臥基巖的疊合類(lèi)土巖；另一類(lèi)為土壤中隨機(jī)夾雜大塊孤石的雜合類(lèi)土巖。由于“土”、“巖”在承受荷載的能力上差別極大，容易引起建筑的不均勻沉降，故在建筑設(shè)計(jì)之前，應(yīng)對(duì)地基范圍內(nèi)地質(zhì)作詳細(xì)的勘察，根據(jù)不同的地基類(lèi)型作相應(yīng)的地基處理。

1.1上部覆土、下臥基巖的疊合型土巖

疊合型土巖中，如下臥基巖單向坡度較小，除對(duì)土、巖作常規(guī)承載力檢測(cè)外，為保險(xiǎn)起見(jiàn)，還可采用加厚淺層基巖上覆土以調(diào)整變形的作用（一般不小于30cm）。

當(dāng)下臥基巖單向坡度較大（單向傾斜且坡度超過(guò)經(jīng)驗(yàn)允許值表1）時(shí)，由于上覆涂層厚度不均使上部建筑物易產(chǎn)生不均勻沉降引起的裂縫（裂縫多出現(xiàn)在基巖埋藏較淺的部位），同時(shí)上覆土層與基巖之間還有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)，建筑物極易滑動(dòng)位移，工程上一般采用混凝土褥墊法進(jìn)行處理（圖1）；

當(dāng)下臥基巖坡度相向傾斜呈“V”字形時(shí)，設(shè)計(jì)上一般只需要采取結(jié)構(gòu)措施加強(qiáng)上部建筑結(jié)構(gòu)剛度，如增加連系梁、降低層高等方法，而不需要對(duì)地基做特別的處理；

當(dāng)下臥基巖呈“八”字形時(shí)，對(duì)建筑最不利，最好的方法是在此處用沉降縫隔開(kāi)，沉降縫兩側(cè)的地基均增加砼褥墊。

1.2大塊孤石區(qū)

在我國(guó)西北（陜、晉等）強(qiáng)風(fēng)化帶多山丘陵地區(qū)的山體隧道掘進(jìn)中，經(jīng)常遇到大塊孤石群，范圍從數(shù)米到數(shù)十米不等，孤石粒徑達(dá)到數(shù)十公分，且堅(jiān)硬、完整、強(qiáng)度高，施工中稍有不慎，即發(fā)生孤石墜落傷人的事故，針對(duì)孤石一般采取靜壓力破碎法。

在城市地鐵隧道盾構(gòu)中，如發(fā)現(xiàn)有孤石，先應(yīng)停止盾構(gòu)施工并探明孤石分布情況，再布設(shè)地質(zhì)探孔、進(jìn)行取芯補(bǔ)堪。城市地鐵隧道處理孤石時(shí)，一般宜優(yōu)先采用地面處理方式，即地面注漿加固孤石，注漿液體采用1：1水泥漿，壓力0.2MPA以?xún)?nèi)，加固范圍隧道周邊3m，施工時(shí)采取低貫入度、高轉(zhuǎn)速方式對(duì)孤石掌子面進(jìn)行切削，靠刀盤(pán)的沖擊破碎能力通過(guò)孤石區(qū)域。

2、巖溶類(lèi)地質(zhì)

巖溶區(qū)存在溶洞，將嚴(yán)重影響建筑地基的穩(wěn)定性，降低地基的承載力、加大地基的沉降變形。在處理該類(lèi)型地質(zhì)時(shí)，需要采用鉆孔取芯法并根據(jù)巖芯資料以及鉆孔沖洗、壓水實(shí)驗(yàn)成果綜合分析，對(duì)巖溶發(fā)育情況作基本了解。

對(duì)孔隙較小的洞隙，宜采用鑲補(bǔ)、嵌塞與跨蓋等方法處理；對(duì)洞口較大的洞隙，宜采用梁、板和拱等結(jié)構(gòu)跨越，跨越結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠地支撐面。對(duì)于圍巖不穩(wěn)定、風(fēng)化裂隙破碎的巖體，可采用灌漿加固等措施。溶洞淺，可開(kāi)挖回填達(dá)到承載力土或石；溶洞深，可鉆孔高壓充填沙石，然后壓入水泥速降凝固；溶洞類(lèi)有流動(dòng)水，可用水玻璃加水泥填筑，巖溶水的處理原則為“截、堵、排、防”相結(jié)合。

3、土洞地質(zhì)

地表水形成土洞的處理：在建筑場(chǎng)地和地基范圍內(nèi)，認(rèn)真做好地表水的截流、防滲、堵漏等工作，杜絕地表水滲人土層，使土洞停止發(fā)育和發(fā)展，再對(duì)土洞采取挖填及梁板跨越等措施。

地下水形成土洞的處理：當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件許可時(shí)，首先盡量對(duì)地下水采取截流、改道等，以阻止土洞繼續(xù)發(fā)展。然后采用下述方法處理：①當(dāng)土洞埋深較淺時(shí)，可采用挖填和梁板跨越；②對(duì)直徑較小的深埋土洞，其穩(wěn)定較好，危害性小，可不處理洞體，僅在洞頂上部采取梁板跨越即可。③對(duì)直徑較大的深埋土洞，可采用頂部鉆孔灌砂（礫）或灌碎石混凝土，以充填空間。當(dāng)對(duì)地下水不能采取截流、改道以阻止土洞發(fā)展時(shí)，可采用樁基（嵌入基巖內(nèi)）或其他措施。