巖溶地區地基處理關鍵技術研究

程 瑞 新

(中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081)

巖溶地區地基處理關鍵技術研究

程 瑞 新

(中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081)

針對巖溶地區的地基特點，分析了巖溶地區工程建設中存在的主要問題，并提出了巖溶地區的地基處理原則，闡述了灌漿、高壓旋噴、灌注樁等地基處理的技術要點，旨在確保巖溶地區建筑的安全穩定性。

巖溶地區，地基處理，高壓旋噴法，灌漿處理法

巖溶地區的地基處理在工程施工問題中屬于難度系數較大的工程，其處理成果直接影響到施工的工期和質量。所以，對于巖溶地區的施工工程而言，進行現場的勘查，綜合考慮施工規范及實際工程要求來確認施工技術是非常必要的。經濟不斷發展使得巖溶地區的工程日益增多，其中地基的處理問題成為了重中之重，地基處理的結果直接關系到建筑工程的整體水平。所以，增強巖溶地區的地基處理技術水平，利用經濟合理的地基處理方案具有重大現實意義。

1 巖溶地區地基特點

巖溶，又被稱為喀斯特地貌，這一現象是水以化學腐蝕的形式腐蝕可溶性巖石為主要特點，其中包括水的機械腐蝕以及水的崩塌，以及攜出、轉移物質和再沉淀的綜合作用及其產生的現象的綜合描述。可溶性巖、腐蝕性的水和水的循環作用是巖溶存在的基礎。土洞，是巖溶地基中最為普遍的巖溶作用的產物，主要是指那些掩蓋在可溶性巖石上方土層的空洞。其主要形成原因是水的活動、土層性質和巖溶發育。水的活動是其發育因素中最為主要和關鍵的因素。運動或遷移的地表水和地下水會潛蝕和分解土層，從而形成土洞。形成土洞之后，土洞的洞壁會出現力的集中現象，此時一旦地下水的水位出現變化，會再次導致洞壁的土層發生變化，極有可能破壞洞內的土層，從而擴大土洞，進一步導致土洞的塌陷。在巖溶地區，較大的厚度變化和較高的孔隙比是其土層的重要特色，這極容易使得地基發生下沉，使得建筑物發生傾斜、開裂和破壞。

2 巖溶地區工程的主要問題

當我們要在巖溶地區進行建筑工程時，需要首先注意到其不良的地質構造，這是施工過程中最為主要的問題。因此，無論在巖溶地區進行哪種類型的建筑時，都要提前做好地質考察和研究，只有這樣才能真正估測和解決其中可能存在的工程隱患。

2.1 地基不穩及塌陷問題

受土層的巖溶作用，會使得腐蝕石灰巖的表面培育出溶溝，這些出現的溶溝間常伴有尖銳的棱錐形的石芽，這也使得石灰巖的地基不平，出現高低不平的現象，進一步促成了石芽地基的形成。另外，這些溶溝中容易填充泥土，因而常有低強度和高壓縮性的特點，這往往導致地基的不勻稱，出現各種沉降，以至于建筑物處于不穩定的狀態。在建筑物的荷重不穩定的情況下，土洞和溶洞的地基常常會出現坍塌，帶來嚴重的安全隱患問題。

2.2 突水和滲漏問題

受巖體中常常有縫隙、溶洞和管道的作用，巖溶地區在開挖地基的基坑時，一旦出現承壓水，極易引發地下突水，出現地基排水困難的現象，嚴重時會淹沒地基。

3 巖溶地區地基處理原則

在處理地基的過程中，應當充分研究當地的地質資料和歷史，將技術人員安排到現場進行勘探，從而把握清楚當地的地質實際情況，完成這些工作后方可制定相應的處理方式和施工方案。施工前，應當通過注漿處理的方法處理溶洞，加固溶洞內的填充物，以避免施工過程中發生混凝土的流失。針對較小的溶洞時，最先應放置碎石，再注漿處理溶洞。當出現溶洞頂部存在砂層的情況時，要在鉆探之前充入鋼護管道，以保證施工的正常。

4 巖溶地區地基處理的關鍵技術

4.1 溶洞灌漿的地基處理技術

溶洞的灌漿處理法是巖溶地區進行建筑工程中最為常見的加固方法，這主要是通過填充溶洞，使得土層更加密實以加大土層的強度和硬度，保證穩定性。然而，要真正地避免溶洞對于建筑物穩定性和安全性的進一步影響，我們應當盡可能阻斷溶洞與地下水和土層間的聯系。而溶洞的灌漿處理法主要應對的是較淺的土層，這就需要我們投入更多的資金，加入許多的小型機械設備，以增強處理范圍的廣度。

4.2 高壓旋噴地基處理技術

為克服施工過程中存在的不良地質現象，這主要由大量的溶洞、土洞、軟土層和土層裂縫引起，施工單位主要通過高壓旋噴的方式來增強地基的穩定性，從而保證施工的安全。使用高壓旋噴的方法時，應當注意地下水，當水量較大和水流較快時，這一方法就很難確定噴樁的直徑大小，尤其是難以確定其深部的直徑。另外，使用高壓旋噴法有著嚴格的前提條件，需要優良的施工工藝，先進的機械設備，以及有著豐富經驗的施工工人，另外對施工材料也有著嚴格的要求。因此，即便其施工效果較好，但由于條件較高，其使用范圍較窄。

4.3 樁基處理技術

樁基處理主要應用在有著較大溶洞、較深塌陷和多層溶洞發育的巖溶地區的地基建筑中。對于有著多層溶洞，但洞穴較小，且洞穴的上方板層較薄的地質條件中，往往使用沖孔灌注樁的方法，這可以鉆過上層的溶洞頂板，直達下層頂板。對于有著豐富經驗的施工工人而言，通過沖擊聲可以判斷出頂板的厚度，從而發現是否達到持力層。安全的方法可以先做個超前鉆，以了解洞穴具體情況，再用沖擊鉆沖擊，到達符合條件的巖層。對于負荷較大的單樁，且孤石密集和夾層較多的，巖溶表面不平的溶洞，主要采取鉆孔樁的方式。鉆孔樁可以直接鉆過孤石、夾層，直達持力層，將樁端有力可靠地放置在持力層。這一方法不可用于有著較多溶巖縫隙和溶溝的基巖中，這是因為鉆孔在施工中容易出現卡鉆或偏鉆的現象，從而出現打偏的情況。對于淤泥、流沙、土洞較多的溶洞或者是通往暗河的溶洞時，主要采用預應力管樁，這是因為預制樁在壓樁的過程中不受上述情形的影響。對于極其復雜的巖溶表層，且砂土層較厚時，往往采用群樁的方法，這是因為以上的其他方法都不能施工，或者是無法保障樁的質量和安全。

在樁基建設的過程中，巖溶地區需要考慮較多，對于無法滿足工程要求的巖溶地貌，應當適當處理好巖溶地基。針對那些影響樁基和施工的穩定性、安全性的巖溶地貌，應當綜合分析其大小、位置、環境和地質條件等因素，因地制宜地采用以下幾個解決方法：

1)不處理。針對以下幾種情況，可以采取不處理的方式：樁基影響范圍之外的溶洞；在地基壓縮層深度之外的，或者當洞頂的自重應力不大于垂直附加力時，未出現洞頂破損，受力的邊緣不存在落水、漏斗和土洞的地段；地基在受到微風化的硬質巖的表面和較窄的豎直型的洞隙旁邊，沒有被水沖蝕過的且密度較高的地段；較厚的洞體，有著完整的周圍巖。

2)繞避。依據不同強弱程度和危害程度的巖溶發育，不應該采用修筑樁基礎，盡可能使用繞避的方式，主要有以下幾個情形：不利于采用樁基礎的建設方式的地貌，如：天坑、天生橋和落水洞等；孔隙較多、巖溶通往暗河和富水地段的巖溶地區；情形復雜、無規律的，存在暗流與表流交替的地段；存在嚴重塌陷和漏水的巖溶；較大起伏的地基、軟土具有可塑性以及有著流塑性土的主要聚集地，強烈的地下水活動地段；較高地基處理費用和環境保護地段。

5 結語

經濟的飛速發展，不斷加快的城市化進程，使得巖溶地區的建筑工程越來越多，這就要求施工單位綜合考慮地質條件、土層性質和土層的種類來選擇處理地基的技術，保證地基造價既安全又經濟，保證工期更快，且嚴格把控質量，保證巖溶地區建造的安全性和穩定性。

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On key technique for foundation treatment in karst areas

Cheng Ruixin

(GuiyangSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,PowerConstructionCorporationofChina,Guiyang550081,China)

According to the foundation features of the karst areas, the paper analyzes the main problems in the engineering construction in karst areas, points out the foundation treatment principles for the karst areas, and illustrates the technical points for the foundation treatment in the grouting, high-pressure injection, and bored piles, so as to ensure the safety and stability of the buildings in karst areas.

karst areas, foundation treatment, high-pressure injection method, grouting treatment method

1009-6825(2017)02-0090-02

2016-11-06

程瑞新(1979- )，男，碩士，工程師

TU472

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