李小虎
(廣東財貿(mào)建設工程顧問有限公司 廣東廣州 510170)
石灰?guī)r是一種易溶解的巖層,受到流水和機械應力的長期侵蝕發(fā)生水文地質(zhì)現(xiàn)象的統(tǒng)稱為巖溶??λ固氐孛驳幕A建設的施工條件十分復雜,并且這種形成的洞穴十分奇異,這些特點都給建筑施工帶來了相當大的挑戰(zhàn)?;谶@樣的形勢,如何解決當前面臨的這些難題,以及可能后期對工程的影響都是我們需要考慮的問題。本文就針對這些難題并且結(jié)合行業(yè)內(nèi)的詳細的文章文獻以及前人的經(jīng)驗,進一步地分析探討了如何處理巖溶區(qū)域的房建基礎施工的難題。
喀斯特地貌的形成是十分復雜的,這種地貌是基于自然形成的一種可溶性的巖石,假若這種巖石長時間的受到含有碳酸鈣的水的侵蝕的話,這種巖石就會逐漸被侵蝕,慢慢的就形成了喀斯特的地貌。結(jié)合我們所學的化學理論知識,喀斯特地區(qū)種類繁多,有裂隙、鐘乳石等不同的形式。在這種地貌形成的條件中含有大量的可溶性的巖石和水,其中大量的可溶性巖石,這種地貌的形成是需要這兩種物質(zhì)的結(jié)合的,并且這種可溶性巖石的量一定要達到一定的量才可以,否則的話受到流水的沖擊水就會發(fā)生流失,進而無法形成巖溶區(qū)域;在巖體的分類上,主要可溶巖為碳酸鹽巖、硫酸鹽巖和鹽鹵巖。在水蝕條件下,這些巖石組成復雜,一定的風化作用使得這些地域逐漸形成喀斯特地區(qū)。結(jié)合上述,水流動巖溶地區(qū)巖土工程調(diào)查中存在的問題及對策,巖溶地區(qū)是巖土工程勘察中普遍存在的問題。
在石灰?guī)r地區(qū),地層自上而下分布的順序依次為:①第一層是人工填土層;②沖洪積層。主要有粉質(zhì)粘土、砂、礫石、粉土等軟塑性狀態(tài)或塑性狀態(tài),滲透性強,孔隙水充足;③殘余沉積物。灰色巖石由風化和殘積層、河流或殘積層與基巖之間的塑性殘積層形成的,由于受到潛水的作用,接觸區(qū)主要呈現(xiàn)塑性流動的狀態(tài);④巖層,主要就是石灰?guī)r,可見裂縫和斷層,巖溶十分發(fā)育,基巖表面有明顯腐蝕,形成溶溝和溝槽。
一般來說,巖溶的發(fā)展遵循一定的規(guī)則,這主要反映在以下幾個方面:①根據(jù)喀斯特層序從上到下逐漸減弱。根據(jù)對地層分布的分析,基巖表面受淺層基巖巖溶發(fā)育較強,有些甚至以珠子的形式從上到下分布。深部主要為古巖溶洞,數(shù)量較少,地下河流由溶洞連接;②淺層巖溶洞穴含有更多的填充物,但深層的充填量較小。隧道內(nèi)填充材料為“全充填-半充填-無充填”的規(guī)律特點;③喀斯特結(jié)構(gòu)性裂縫相對較小巖溶發(fā)育,于地下水活動頻繁的地區(qū)較為發(fā)育。
根據(jù)地下水的賦存介質(zhì),可以將灰?guī)r地區(qū)的地下水可分為三類:①沖積、殘積地層中的地下孔隙水具有很強的滲透性;②在地下巖溶裂隙水與地下河、巖溶裂隙連通良好普遍有充足的水;③構(gòu)造裂隙帶地下裂隙水具有良好的特征連接性。
調(diào)查本身會有很多問題要解決。這些問題,必須進行實際的測量工作,并通過工作的審查,巖溶面積可以用其他方法確定,這次調(diào)查的主要目的是確保調(diào)查結(jié)果的準確性。巖溶勘查應注意的主要問題是調(diào)查方案制定的合理性:①鑒于不同地區(qū)的溶洞地貌不一樣的特點,不能夠采用一種方案開展工作,實際中我們要結(jié)合實際的地形開展不同的工作。需要結(jié)合地形以及地區(qū)特點制定詳細的調(diào)查方案,并嚴格按照方案實施。編制方案的目的是為了找到工作的重點內(nèi)容,從而找出解決方案,并最終解決它;②注意嘗試檢查的工作。我們所發(fā)現(xiàn)的結(jié)果如果都是喀斯特地區(qū)的局部表現(xiàn),這并不代表整體的表現(xiàn)是這樣的。一定要注意試點中的調(diào)查的試驗方法應結(jié)合實測數(shù)據(jù)進行試驗計算。這樣你就能得到準確的結(jié)果;③喀斯特定律的確認??λ固囟墒浅醪秸莆樟藥r溶地區(qū)勘探中必須掌握的信息,確定各層的區(qū)域結(jié)構(gòu)、層數(shù)和厚度,確保工作的質(zhì)量。偵察必須遵循一定的工作流程,即面對點、面對地的原則;④測量方法的選擇。巖土工程方法的類型,一般分為鉆探、物探和化學勘探三類,輔以鉆孔電磁波CT。鉆孔數(shù)碼相機等。在選擇技術(shù)的時候,也是要結(jié)合巖溶的特點進行選擇,要根據(jù)地區(qū)特點以及地質(zhì)條件進行合理的選擇。如果有必要,可以采用最先進的技術(shù)進行相關的操作,并且還可以使用多種技術(shù)的結(jié)合。但是,這種方面的技術(shù)很多,并不是每一種技術(shù)都適用的。因此,在這個工程中,技術(shù)的選擇也是至關重要的。
在對施工區(qū)域進行全面詳細的勘察后,樁基施工需要以樁基礎點為基礎,根據(jù)場地分布情況和現(xiàn)場的實際情況,進行場地平整,施工鉆孔施工平臺的安置。因為這個洞穴比較發(fā)達,為了滿足施工過程的需要,在施工現(xiàn)場周圍設置了一個大的泥漿坑所需的泥漿量。同時,輸水管道的建設應與配水相結(jié)合。一般為了開發(fā)溶洞,需要在施工區(qū)域周圍準備粘土和礫石進行回填,如有漏漿,可及時處理石材和水泥,避免大面積垮塌現(xiàn)象。
在喀斯特地區(qū),地質(zhì)調(diào)查報告對房屋建設的施工最為有效。在勘測的試驗報告中,我們是需要參考相關的額資料的。并且綜合地質(zhì)的實際情況以及巖溶的大小考量,為了保證工程施工表面的施工工藝,開孔順序也是要按照一定的規(guī)則進行鉆的,這樣的加工過程就會導致其他方面的困難了。除此之外,對于大型的溶洞和地質(zhì)比較復雜的溶洞,必須要做好相應的防護措施。特別是多層洞穴、珠洞,根據(jù)地質(zhì)勘察報告確定溶洞位置是必要的。在溶洞治理中,要及時與現(xiàn)場施工人員進行技術(shù)交流,采取技術(shù)措施保證施工的質(zhì)量。
施工過程中遇到的3m 范圍內(nèi)的部分充填或未充填溶洞,當管道頂部難以維護時,通常使用石板和粘土的混合物的方法進行操作。這種方法的目的是可以形成泥石護臂??變?nèi)不再出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象,石粘土施墻樁法是處理喀斯特樁基的一種非常成熟的方法。巖溶洞的處理方法十分有效。這是一種具有較高經(jīng)濟效益的重要方法。
采用粘土板巖壁法時,必須將鋼護板埋入砂卵石層中。但在卵石層中,這兩層極易漏漿,進而導致冒落孔的出現(xiàn)。如果地面上工作區(qū)地下水不豐富,也可采取人工挖,混凝土墻入洞的施工質(zhì)量容易控制,造價低,但當設計樁太深時,鉆孔灌注樁施工難度大,不僅影響施工進度,而且伴隨著施工進度緩慢以及安全風險更大。
樁基礎施工中遇到較大的溶洞時,洞內(nèi)無填充物或流動的塑性填充物,鋼套管埋入結(jié)構(gòu)若漏水嚴重,應使用膠粘劑。當土壤礫石不能達到滿意的效果時,總體方案為鋼殼后續(xù)施工。所謂鋼套管隨動施工方法就是根據(jù)連續(xù)沖孔,樁體應及時掩埋并提供套管,用鋼套管隔離洞穴,將流動的塑料填充物打入樁內(nèi),防止其發(fā)生意外情況。鋼套管后續(xù)施工有兩種方法,在連續(xù)沖擊鉆進和成孔過程中,上部井筒已形成泥漿。當沖擊鉆的沖擊位置到達巖洞區(qū)域時,就會產(chǎn)生泥漿,砂漿墻不能滿足施工要求。這時,鋼殼被埋在洞里堵塞孔的位置。當施工過程中地下水十分豐富時,樁內(nèi)地下水難以排出,當人工挖孔困難時,采用沖擊鉆井的鋼套管施工方法。換句話說,在鉆井過程中,鋼套管一直跟蹤軸承組的位置。如果在施工過程中很難跟蹤鋼套管,通常是這樣的情況為了保證成樁后樁身與混凝土之間的連接,需要先下大樁身,再下小樁身。施工過程中遇到巖層,沖擊鉆機膨脹系數(shù)小,鋼套管下沉難以跟蹤,電雷管可用于焊接,保證鋼殼能及時跟蹤。構(gòu)建的時候應注意鋼套管的跟蹤,以確保最后的樁孔是垂直的,沒有撓度和收縮頸部問題,一定要達到一定的剛度,一般8~10mm 為宜。
如果施工過程中遇到多層夾層的溶洞,且串珠貫通,則有較厚的夾層砂層,針對這一地質(zhì)條件,可采用高壓旋噴機對注漿機進行調(diào)整,壓力不大于0.4MPa。灌漿穩(wěn)定后,灌漿處于溶洞的位置。灌漿法可以有效的解決這一類的問題。
巖溶地區(qū)復雜的地質(zhì)條件給技術(shù)施工人員提出了極大的挑戰(zhàn)。在熔巖區(qū)域進行房建基礎施工之前,要預先了解區(qū)域的地質(zhì)條件,設計好工程的實施方案,并且在這個過程中要對該地區(qū)的巖溶的類型、發(fā)育的狀況、地下水的情況、活動的范圍以及水質(zhì)的特征進行詳細的勘察,為后期的地基工作做好準備。并且還要對施工過程中可能出現(xiàn)的風險問題進行詳細方案的制定,在實際的房建施工過程中靈活的應對各項工作,最終在保證工程質(zhì)量和工程進度的前提下完成巖溶區(qū)域房建的基礎施工工作。