冉亞

摘要：出于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，我國(guó)的地區(qū)間工程施工量不斷增多，由于各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)地形條件有很大差異，不同地區(qū)的地理環(huán)境會(huì)有不同的特點(diǎn)，這就會(huì)對(duì)工程的地基施工帶來很大影響。巖溶地區(qū)作為一種特殊的地質(zhì)環(huán)境，會(huì)不可避免的引起地基的不均勻沉降、荷載量下降以及塌陷滑動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，造成工程工期的延誤，而在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)下，對(duì)于這種地質(zhì)環(huán)境的地基處理技術(shù)也得到了顯著發(fā)展和進(jìn)步，據(jù)此本文就通過實(shí)際的工程案例分析，對(duì)巖溶地區(qū)地基處理基礎(chǔ)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)：地基處理；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU472文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2016）09-69-03

前言

在巖溶地質(zhì)環(huán)境下，它的溶洞大小及其分布情況會(huì)對(duì)工程建筑的設(shè)計(jì)和施工產(chǎn)生重要影響，它的溶洞面積越大，對(duì)工程設(shè)計(jì)和施工帶來的難度就越大，而且也會(huì)造成工程施工期限的延誤，尤其是在地基處理環(huán)節(jié)，對(duì)于地基的處理施工是整個(gè)工程的關(guān)鍵工序，一旦地基方面出現(xiàn)了質(zhì)量缺陷就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)施工內(nèi)容難以有效開展，在開始施工前就要做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作，對(duì)地基處理的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行正確把握和應(yīng)用，使其可以更好的服務(wù)于工程建設(shè)。

1.巖溶地區(qū)的地基

對(duì)于巖溶地區(qū)的地基闡述，首先要搞清楚的就是什么的巖溶地區(qū)，它的具體含義就是什么？那么所謂的巖溶地區(qū)就是我們常說的喀斯特地貌，這種地貌在地質(zhì)環(huán)境方面有很明顯的特殊性，它是硫酸鹽巖、碳酸鹽巖等可溶性巖石在水的機(jī)械腐蝕和崩塌作用下而產(chǎn)生的各種地質(zhì)形態(tài)的總稱，同時(shí)它也包含有地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)作用。由此我們就可以看出，巖溶地區(qū)的土洞和溶洞基本上都是有能夠溶于水的石灰?guī)r構(gòu)成的，這些石灰?guī)r在長(zhǎng)時(shí)間的水作用（沖刷和溶蝕）下，內(nèi)部的構(gòu)成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，長(zhǎng)期下去就會(huì)形成土洞和溶洞，這種溶洞的存在就會(huì)對(duì)工程施工帶來嚴(yán)重影響，溶洞越大造成的困難系數(shù)就越高，因此，對(duì)于工程建設(shè)單位來說，在這一地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)，就要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間來做好對(duì)地基的施工，采用關(guān)鍵性技術(shù)來提高地基的穩(wěn)固性，一旦地基施工處理出現(xiàn)了質(zhì)量缺陷，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工程的施工工期和施工質(zhì)量受到嚴(yán)重影響，增加不必要的成本費(fèi)用。

2.巖溶地區(qū)的地基施工常見的問題

施工單位在巖溶地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，首先需要關(guān)注的問題就是地質(zhì)結(jié)構(gòu)，需要事前組織專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行全面勘察，掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)資料和內(nèi)容，然后在對(duì)施工方案進(jìn)行制定和改善，對(duì)于施工過程中可能出現(xiàn)的各種施工問題做到事前的預(yù)測(cè)和分析，爭(zhēng)取把施工質(zhì)量問題控制在萌芽狀態(tài)，保證地基施工的穩(wěn)定性和有序性。但是，由于巖溶地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境特殊性，在施工中對(duì)于地基的處理難免不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題，從大多數(shù)工程的施工總結(jié)可以將其常見地基問題進(jìn)行如下闡述：

首先，地基的失穩(wěn)和塌陷。地基的失穩(wěn)和塌陷現(xiàn)象是巖溶地區(qū)地基施工常見的一種問題，在地表巖溶作用下，石灰?guī)r的表層會(huì)有溶溝存在，而且在這些發(fā)育的溶溝相互之間還會(huì)分布有尖棱狀或者是錐尖狀的石芽，進(jìn)而導(dǎo)致石灰?guī)r地基出現(xiàn)表面高低不平整的現(xiàn)象，地基的平坦性下降，這就會(huì)導(dǎo)致石芽地基的形成，除此之外，石芽相互之間的溶溝還會(huì)被土所填充，因此，它就又具有較低的強(qiáng)度和很高的壓縮性，很容易引起建筑地基的不均勻沉降現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而也就使得該地區(qū)的建筑穩(wěn)定性大大下降，并且土洞型地基和溶洞型地基也會(huì)在建筑物的承重作用下而產(chǎn)生塌陷，給建筑物帶來嚴(yán)重的安全隱患。

其次，突水和滲漏問題。在巖溶地區(qū)進(jìn)行地基施工時(shí)，它的巖體中會(huì)存在有縫隙、溶洞和管道，它們的存在會(huì)直接導(dǎo)致地基基坑在開挖時(shí)，一旦遇上承壓水，就會(huì)極易造成地下突水現(xiàn)象的發(fā)生，這就使得地基基坑的積水難以及時(shí)排除，如果不在短時(shí)間采取有效措施進(jìn)行控制就會(huì)使地基基坑被水淹沒。

3.工程概況介紹

3.1地質(zhì)環(huán)境

某一工程所處的地理位置為河流的沖擊地段，因此地勢(shì)高度不是很高，整個(gè)工程由上到下主要的土層分布是雜填土、粘土、淤泥質(zhì)粘土、砂礫、白云質(zhì)灰?guī)r等該施工工程位于區(qū)域斷層的F1、F34相互切割的塊體上，基于這種特性，它的工程場(chǎng)地內(nèi)巖石結(jié)構(gòu)非常破碎，并且張性節(jié)理裂縫也很明顯，受到的巖溶地質(zhì)作用十分強(qiáng)烈，主樓地段鉆孔遇洞隙率是83.6%，裙樓地段鉆孔遇洞隙率是48%，整個(gè)施工區(qū)域中的遇洞隙鉆孔數(shù)量共計(jì)有134個(gè)，占到了總勘探點(diǎn)數(shù)量的75%，大多數(shù)鉆孔在基巖面以下每一層的厚度都不相同，而且?guī)r體的破碎和溶蝕作用強(qiáng)烈的巖層，最深深度可達(dá)約48m。

根據(jù)工程施工中鉆探結(jié)果顯示，在該工程中的地質(zhì)性質(zhì)屬于是巖溶性質(zhì)十分明顯的區(qū)域，并且基于這種地質(zhì)，它還呈現(xiàn)出以下幾方面特點(diǎn)：首先，基巖表面的差異溶蝕十分強(qiáng)烈，石芽、溶溝、溶槽以及溶蝕裂隙等等巖溶現(xiàn)象發(fā)育也十分明顯，基巖面的參差起伏較大，各個(gè)谷峰交錯(cuò)分布；其次，豎向性溶蝕和側(cè)向性溶蝕作用是交織共存的狀態(tài)，破碎巖體和巖溶洞隙相互伴生，在縱方向上呈現(xiàn)出串珠狀發(fā)育；第三，施工區(qū)域內(nèi)洞隙的深淺度不均勻，并且分布也很廣泛，大小程度也不一致，相互之間錯(cuò)綜復(fù)雜，深度最大可達(dá)約48m；第四，施工區(qū)域內(nèi)的存在的所有洞隙都是以軟粘土填充為主的，并且洞隙的發(fā)育深度也與此有很大關(guān)系，發(fā)育深度越深它的土質(zhì)松軟度就越松，并且局部地段的洞隙也會(huì)是半填充狀態(tài)。

3.2巖體和土體的物理學(xué)性質(zhì)分析

該施工區(qū)域內(nèi)分布的土層主要有雜填土、可塑粘土、砂礫、淤泥質(zhì)粘土以及軟塑粘土等，為了保證施工活動(dòng)的順利進(jìn)行，技術(shù)人員對(duì)這些土層分別進(jìn)行了采樣并進(jìn)行土工試驗(yàn)，通過參照計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和地方經(jīng)驗(yàn)得到如下結(jié)果：

4.施工區(qū)域的地基處理

4.1施工區(qū)域低穩(wěn)定性和巖體單元的劃分

該施工區(qū)域內(nèi)不存在滑坡、泥石流等自然災(zāi)害，地質(zhì)狀況具有很好的穩(wěn)定性，但是由于施工區(qū)域內(nèi)巖溶裂隙的存在，地表基巖面的起伏較大，有的部位需要進(jìn)行地基處理之后，才可以進(jìn)行工程建設(shè)，那么此時(shí)根據(jù)鉆探時(shí)巖芯的采取率、質(zhì)量指標(biāo)、縱波速度等來作為劃分的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人員參照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)把巖體劃分為“巖溶裂隙破碎層和中風(fēng)化較完整巖石”兩個(gè)部分，具體的結(jié)果如下所示：

4.2巖體和土體工程特性以及設(shè)計(jì)參數(shù)的確定

依據(jù)施工區(qū)域內(nèi)所揭露的地層可知，它的分布范圍十分廣闊，厚度較大的地層主要有素填土、可塑粘土、淤泥質(zhì)粘土、砂礫以及軟塑粘土，并且各個(gè)土層的巖土工程特性差異也很明顯。根據(jù)技術(shù)人員所進(jìn)行的土工試驗(yàn)、動(dòng)力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)以及所進(jìn)行的野外鑒別綜合對(duì)比可知，同時(shí)參考施工區(qū)域所處的地質(zhì)環(huán)境調(diào)價(jià)和施工人員的施工經(jīng)驗(yàn)，不同地層的參數(shù)取值可以按照下表確定：

4.3地基處理和樁基礎(chǔ)的方案確定

首先，對(duì)于地基處理方案的綜合對(duì)比。由于溶洞的存在會(huì)對(duì)地基穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的營(yíng)銷，這種影響也是不可避免的，會(huì)導(dǎo)致地基承載力的下降，進(jìn)一步加速了地基的變形沉降，因此就對(duì)地基進(jìn)行正確處理和施工。巖溶地區(qū)的地基施工處理方案在最后選擇時(shí)，還需要技術(shù)人員綜合考慮巖溶地基的類型、施工經(jīng)驗(yàn)以及建筑物的上部結(jié)構(gòu)荷載條件來綜合確定，在本工程中，針對(duì)于上述的工程地質(zhì)狀況，主要對(duì)一下三種方案進(jìn)行了分析討論：

第一，溶洞灌漿法。它的主要作用是把溶洞填充密實(shí)，使其形成具有一定強(qiáng)度的穩(wěn)定體，盡可能的切斷溶洞和土層以及地下水之間的相互聯(lián)系，這樣可以避免溶洞的進(jìn)一步發(fā)展，把其影響范圍控制在最小。從其實(shí)際來看，它主要是應(yīng)用在那些小型設(shè)備基礎(chǔ)和溶洞埋深深度較淺的地基土層中，它的實(shí)際地基處理范圍非常廣泛，而且造價(jià)的成本也很低，本工程中的溶洞大多是軟塑狀粘性土或者是夾雜有砂礫來填充，存在著嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象，從建筑物的角度來講，它的樓層較多且高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，所受到的承載量很大，因此，并不適合。

第二，高壓旋噴注漿法。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就是可以不受土洞、軟土層、溶洞、節(jié)理等不良地質(zhì)現(xiàn)象的營(yíng)銷，可以大大提升基礎(chǔ)施工的安全性，但是，結(jié)合本工程來看，由于工程的施工區(qū)域內(nèi)地下水含量較多，水流的速度較快，旋噴樁的直徑很難準(zhǔn)確確定，并且施工工藝。施工材料等也會(huì)產(chǎn)生作用，因此，不建議選擇。

第三，灌注樁法。這種方法在實(shí)際應(yīng)用中具有施工操作簡(jiǎn)單、施工速度快切施工質(zhì)量良好的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。在本工程中，洞隙的深淺度不一致，規(guī)模也不一樣，較為復(fù)雜化，因此，結(jié)合本工程的地層狀況、水文地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)以及造價(jià)成本等角度來考慮，并且其中也有施工人員的經(jīng)驗(yàn)部分，準(zhǔn)備采用長(zhǎng)短樁相結(jié)合的形式來實(shí)現(xiàn)對(duì)地基的處理。

其次，灌注樁地基處理技術(shù)。在這種地基處理方法中，它是一種端承樁，在對(duì)樁基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮的要素是樁頂長(zhǎng)度，這主要取決于建筑物對(duì)承載力和變形的實(shí)際要求、土質(zhì)的條件以及機(jī)械設(shè)備的能力等因素。結(jié)合本工程各個(gè)土層的實(shí)際工程特性，樁端持力層要選擇白云質(zhì)灰?guī)r2，樁的長(zhǎng)度最小是8m，最大是20m。

第一，樁的樁徑選擇，它的選擇主要和設(shè)計(jì)階段時(shí)所選用的各種施工設(shè)備等因素相關(guān)，結(jié)合本工程實(shí)際，采取800mm。

第二，樁基礎(chǔ)方案的選取。結(jié)合本工程的實(shí)際狀況，本工程的建筑屬于是高層建筑物，因此，它也就具有高層建筑所具有的優(yōu)勢(shì)，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)成較為復(fù)雜，自身荷載量較大，但是施工區(qū)域內(nèi)的土層分布又不是很均勻，而且土層的厚度變化也很大，不是很一致，自身的最大承載力很低，不適合做基持力層，通過相互對(duì)比可知，采用2巖層作基礎(chǔ)持力層，并采用端承樁基礎(chǔ)，具體的施工方案如下所示：

一是確定人工挖孔樁的基礎(chǔ)。在本工程中，由于地下水的水位較高，并且水量很大，周圍的建筑物很多，如果采用人工挖孔樁基礎(chǔ)的話，就會(huì)大幅度降低地下水位，從而增大了水力的坡度，對(duì)于周圍的建筑物、管道管線以及公共設(shè)施的穩(wěn)定性和安全性有很大影響，除此之外，地層的破碎巖石厚度較大，在進(jìn)行挖掘破碎巖石時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的涌水量，給施工帶來困難和危險(xiǎn)，因此人工挖孔樁基礎(chǔ)方案的不可行的。

二是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。在本工程中，施工區(qū)域內(nèi)巖溶裂隙較為發(fā)育，地下水很豐富，鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用可以避免地質(zhì)因素帶來的不利影響，可以直接穿過巖溶裂隙發(fā)育帶，把樁端直接坐落在中風(fēng)化較為完整的巖石上，這和本工程的實(shí)際狀況是相適應(yīng)的，因此，本工程采用的就是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，但是，需要注意的是，這種施工方案的造價(jià)成本較高，結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，可以采用大直徑鉆孔灌注樁，但是在進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生塌孔和漏漿現(xiàn)象等，加上施工工期較長(zhǎng)，施工的難度較大，最后綜合分析，結(jié)合多方面因素和資料信息，本工程最后采用沖擊成孔灌注樁基礎(chǔ)方案為主，這是和工程的實(shí)際狀況相一致的。

5.總結(jié)

巖溶地區(qū)的地基處理施工是一項(xiàng)綜合性和專業(yè)性要求較高的活動(dòng)，由于其地質(zhì)環(huán)境的特殊性，在施工中需要先做好全面的地質(zhì)、水文等方面的勘察工作，掌握各項(xiàng)參數(shù)信息，并對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行事前分析和規(guī)避，結(jié)合實(shí)際工程施工，在具體的施工中還要考慮到一些列的因素，包括預(yù)留層的清除，對(duì)于基坑支護(hù)體的開挖也要小心謹(jǐn)慎，保證不會(huì)對(duì)周圍建筑造成較大破壞。