淺談巖溶地區工程地質勘察中地基處理的樁基形式

余浩

【摘?要】巖溶地區的地質情況復雜，對于在巖溶地區的工程地質勘察中，地基處理的樁基形式一直都是地質勘查的重點難題。由于工程地質勘察的目的主要是為設計和施工中提供相關的工程地質依據，故此，本文主要是通過概述巖溶的形成條件和地質危害，以及對于地基的分析和處理原則，提出巖溶探查和施工過程中存在的問題，并對此提出對應的解決措施以及地基處理中的樁基形式，以此提高我國地質勘察工作的效率。

【關鍵詞】巖溶地區;地基處理;樁基

我國巖溶的地貌分布廣，面積大，形成的物質主要是以可溶巖，即灰巖為基礎。巖溶地貌主要是發育在以石灰巖和白云巖的碳酸鹽巖上的地貌。巖溶地區的地質特征明顯，比如溶洞、溶溝、暗河等對建筑地基會有較大的影響。在工程地質勘察的過程中，主要是通過細致的巖土工程勘察結構作為工程地基處理和施工的依據，因此，對于巖溶地基的處理，需要采用合理、經濟的樁基形式，保障地質勘查工作的效率。

1.巖溶工程的概述

1.1巖溶的形態與形成條件

巖溶地貌，又稱喀斯特地貌，是地下水與地表水對可溶性巖石溶蝕與沉淀，侵蝕與沉積，以及重力崩塌、坍塌、堆積等作用形成的地貌。其中，溶蝕為主，侵蝕為輔，化學分解為主，機械分解為輔。巖溶地貌分地表巖溶形態和地下巖溶形態。地表巖溶形態包括溶溝、石芽、落水洞、天坑、峰叢、峰林和孤峰等，這些地表形態有的又生成上的聯系，有的是有伴生關系。地下巖溶形態包括洞穴、地下河、巖溶泉。較為重要的事洞穴當中的堆積物，包括化學堆積物、機械堆積物、生物堆積物，這三類堆積物種化學堆積物的形態很豐富，有石鐘乳、石筍、石柱、石幕、泉華等。

巖溶的形成條件：首先是巖石的可溶性，主要取決于巖石成分和巖石結構，;其次是巖石的透水性，該條件主要取決于巖石的裂隙度和孔隙度，它們是流動水下滲的主要渠道，巖石裂隙越大，巖石的透水性越強，巖溶作用越顯著。;最后是水的溶蝕能力和流動作用。

1.2巖溶工程地質危害

巖溶，是水對可溶性巖石，如碳酸鹽巖、石膏、巖鹽等進行以化學溶蝕作用為主，流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機械作用為輔的地質作用，以及由這些作用所產生的現象的總稱。按照發育程度可劃分三類：巖溶微弱發育、巖溶中等發育、巖溶強烈發育。

由于巖溶地區地質情況錯綜復雜，影響了地基基礎的選擇和施工的質量和安全。巖溶對于建筑物的危害，主要分為以下幾種類型：（1）巖溶塌陷，地基發生沉降。在建筑工程施工過程中，地基的主要受力層如果有溶洞等特殊物質存在時，一旦地基壓力增加，或者其他原因發生振動時，將會出現塌陷事故。（2）地基的基礎實在基巖上，如果基巖附近存在溶洞或溶溝，將會加大影響地基的穩定程度，比如洞隙或者巖溶空洞、裂隙發育，會導致地基表面懸空，均勻性減弱，從而影響建筑物的安全。（3）巖溶地區的地質條件較為復雜，會存在很多還未發現的安全隱患，而這也會成為工程施工過程中的突發性地質問題，會使建筑地基受損或者增大建筑施工的難度。（4）溶洞或者土洞等巖溶地質，都會存在軟土的部分，而且基巖結構起伏較大，這回導致地基不穩，影響建筑物的使用安全。

2.巖溶地基的分析

巖溶地基變形破壞的主要形式主要包含地基承載力不足、地基滑動和地表塌陷等。近幾年，越老越多的工程建在巖溶地區，巖溶地基問題則成為了工程建設中的重要問題。對于巖溶空洞地基穩定性的分析主要包含三個過程，即定性，半定量和定量。

定性評價法主要是對場地的選擇和工程地基的穩定性進行分析評價，該分析方法包括綜合分析法和經驗比擬法。其中綜合分析法包含多種因素對于洞體的影響，比如巖性及厚度、裂隙狀況、巖體產狀、地下水和洞穴形態等因素，并且以穩定性為基準，分析各種因素的利與弊。經驗比擬法，主要是根據評價對象洞隙條件與條件相似的已有的成功或失敗的案例進行類比評價。

半定量評價方法在工程實踐中實用性比較大，現代很多洞體的受力狀況都變得十分復雜，想要確定洞體的破壞形式和實際的巖體力學參數變得更加困難，但是半定量評價方法將會在該實踐中發揮作用，具體方法包含頂板厚跨比法和估算頂板安全厚度法。

定量評價法再進行分析計算前，需要先假定條件建立相應的物理力學模型或者數學模型，以此對巖溶空洞的穩定性做出判斷，該方法主要包含穩定系數法、普氏壓力拱理論分析法、有限元數值分析法和應用統計法。

3.巖溶探查與施工過程中存在的問題

巖溶地區地質環境復雜，巖石表面高低起伏變化大，無規律性和連續性，對地質的鉆探難度大，造成工期長，成本高，施工質量無法保證，因此，在巖溶地區進行工程地質勘察的過程中，需要將鉆探和物探相結合，可以采用點法、電磁法探測基巖。在巖溶探測和施工的過程中，常常會出現一些現象和問題：（1）鉆探的過程中，發生漏水、塌孔、掉鉆等現象;（2）同一個承受的平臺，其樁長差距過大，不均衡，同樁的抽芯的鉆孔各不相同;（3）人工挖孔樁易出現涌水和掉入土洞的現象;（4）地面發生塌陷，導致周邊相鄰的建筑發生沉裂狀態、

4.巖溶地區地基處理的基本原則

地基不能滿足穩定性需求時，需要進行有效的處理措施，主要根據其位置、大小、圍巖穩定性和水文地質條件等進行綜合分析，根據實際情況按照以下原則進行處理：（1）對于重要建筑物地基的選擇應該避開巖溶強烈發育區;（2）對于規模較大，不穩定的巖溶洞隙，采用洞底支撐、梁板跨越或調整柱距等方法進行處理;（3）對于缺乏處理的土洞或者地表塌陷，不作為地基的選擇，對其宜采用地表截流、防滲堵漏、通氣降壓等方面進行處理;（4）對于環境的保護，需要防止地下水排泄通道堵截的不良現象。

5.巖溶工程地基礎處理的樁基形式

在工程勘察的過程中，對于地基處理的樁基需要面臨一系列問題，如溶槽溶洞處理、同一承臺的長短樁的應對協調問題等等。因此，對于地基處理的樁基形式受到了極大的重視，以確保工期的穩定和施工的安全。下面介紹以下巖溶地區地基處理的主要的樁基形式：

5.1沖孔灌注樁

沖孔灌注樁是灌注樁的一種，適用于地下巖溶發育巖層或裂隙發育的地層施工。這種樁基形式的優點主要是對于附近的建筑物和周邊環境影響較小;樁長和直徑可根據設計進行隨意變化;樁端可以進入持力層，而且單樁的承載力也比較大。缺點是成孔工藝復雜，技術間隔時間長，不能立即承受荷載，易發生質量事故等。因此，對于該樁的使用，需要根據實際情況，進行綜合分析。

5.2鉆孔灌注樁

鉆孔樁主要適用于單樁的荷載大，地下有孤石，夾層分布不均的情況。鉆孔樁主要是采用機械成孔，所以直徑比較大，施工比較方便，用這種樁可以鉆孤石和夾層，但不適宜在溶溝多的基巖中進行，容易出現卡鉆或者打偏的現象。

5.3預應力管樁

預應力管樁可以分為后張法預應力管樁和先張法預應力管樁，主要適用于地下有淤泥、流沙、溶洞等地質情況。該樁是由圓筒形樁身、端頭板和缸套箍等組成，對于單樁承載力的壓力可以很直觀的觀察到，但是不適宜在土巖軟弱過渡較快的地方使用。

5.4復合地基

復合地基是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強，或被置換，或在天然地基中設置加筋材料，加固區是由基體和增強體兩部分組成的人工地基。復合地基的使用主要參照于地區的土質情況，適合土層較厚、土洞較多的地質。

結束語

綜上所訴，由于巖溶地基的復雜性，對于工程地質勘察中的地基處理，需要根據實際情況，按照地基處理原則，因地制宜的選擇合理的樁基形式。此外，在建筑施工的過程中，需要全面了解地質情況、施工細節等因素，實現建筑地基的穩定性和安全性，為巖溶地區的工程建設打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]李國勝.巖溶地區地基處理及基礎設計方法探討[J].建筑結構，2020，50（03）：119-128.

[2]黃宏大.巖溶地區樁基設計研究[J].福建建筑，2019（10）：151-155.

[3]吳孝軍.巖溶對建筑地基的影響及其處理方法[J].建筑工程技術與設計，2018，（34）：4091.

（作者單位：中煤浙江勘測設計有限公司）