巖溶地基巖土工程勘察及其地基處理措施

黃耀

摘要：建筑領(lǐng)域發(fā)展飛速，對工程各個層面上的技術(shù)都提出了較多的要求。巖土勘察和地基的處理是建筑工程中的基礎(chǔ)性工作，科學(xué)性、合理性以及可靠性將直接影響到工程施工質(zhì)量。巖溶地基是指巖體中存在溶洞、溶蝕裂隙，或巖體表面存在石芽、溶溝（槽）、溶蝕漏斗，或覆蓋層中存在可溶巖類殘積土（包括經(jīng)搬運沉積次生的沉積土、沖積土）、伴生土洞等不良地質(zhì)現(xiàn)象的地基。巖溶地基存在地基不穩(wěn)定、承載力不足、塌陷等工程問題，面對形態(tài)各異的巖溶地基，如何加強(qiáng)巖溶地基勘察及處理是一項技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：巖溶地基 工程勘察 巖土工程 地基處理

Geotechnical Survey of Karst Foundation and Treatment Measures of Foundation

HUANG Yao

（Hunan Provincial Natural Resources Survey Institute， Loudi， Hunan Province， 417000 China）

Abstract： The rapid development of the construction field puts forward many requirements for all levels of engineering technology.Geotechnical investigation and foundation treatment are the basic work in construction engineering， and science， rationality and reliability will directly affect the quality of engineering construction.Karst foundation refers to the foundation of karst cave， karst fissure， dissolution fissure， or stone buds， dissolution groove （groove）， dissolution funnel on the rock surface， or soluble rock residual soil （including transported sedimentary soil， secondary alluvial soil）， associated soil hole in the overlayer.The karst foundation has engineering problems such as unstable foundation， insufficient bearing capacity and collapse.In the face of different forms of the karst foundation， how to strengthen the investigation and treatment of the karst foundation is a technical problem.

Key Words： Karst foundation;Engineering survey;Geotechnical engineering; Foundation treatment

巖土工程勘察是工程建設(shè)中的一項重要工作，勘察獲得的數(shù)據(jù)，是設(shè)計人員開展施工設(shè)計的重要依據(jù)。只有保證勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，才能確保設(shè)計工作能夠正常開展。而地基作為支撐上方建筑物及構(gòu)筑物的基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)，如果地基承載性能較差，可能出現(xiàn)地基塌陷與變形現(xiàn)象，破壞上方建筑物穩(wěn)定狀態(tài)，存在安全隱患。因此，還需要加強(qiáng)地基處理措施的應(yīng)用。

在巖溶地區(qū)內(nèi)部，由于長時間受到相應(yīng)作用的干擾，使得地質(zhì)土層發(fā)生一定改變，隨著土洞、巖溶洞的出現(xiàn)，導(dǎo)致巖土強(qiáng)度大幅下降。我國的巖溶分布范圍相對較廣，在土地中占據(jù)較大比例，如果施工區(qū)域位于該地區(qū)，容易對項目安全造成影響。為此，在施工之前需要細(xì)致勘查巖體強(qiáng)度、硬度，并采取科學(xué)合理的措施進(jìn)行處理。

1巖土工程技術(shù)概述

1.1勘察技術(shù)

在巖土工程施工之前，相關(guān)部門要做好勘察工作，獲得詳細(xì)的建筑物資料，并且做好收集整理工作。收集整理的內(nèi)容包括建筑結(jié)構(gòu)功能的特點、建筑的荷載情況、地基埋置的深度等。相關(guān)人員要根據(jù)資料的分析結(jié)果分階段勘察[1]，勘察工作的主要內(nèi)容包括巖土工程可行性勘察、巖土工程初步勘察、巖土工程施工階段的勘察。相關(guān)人員要從施工的實際情況出發(fā)，根據(jù)建筑物的特點，適當(dāng)擴(kuò)展或者合并勘察環(huán)節(jié)。從物理應(yīng)力層面而言，由于上部建筑物負(fù)載發(fā)生改變，地下應(yīng)力的應(yīng)變狀態(tài)也會發(fā)生改變，因此相關(guān)人員需要詳細(xì)分析地下應(yīng)力情況并做好評估工作。

1.2地基處理技術(shù)

地基處理方式的選擇主要與上部建筑物的荷載有關(guān)，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)不同的荷載大小，選擇不同的地基處理方式及處理深度，從而達(dá)到滿足上部荷載的承載力要求[2]。從設(shè)計方面來看，基礎(chǔ)類型的選擇主要與建筑物本身的荷載、上部建筑的結(jié)構(gòu)形式、地基土的承載力有關(guān);地基基礎(chǔ)主要是箱筏基礎(chǔ)、擴(kuò)展基礎(chǔ)以及樁基礎(chǔ)。此外，對于梁板筏基礎(chǔ)和平板筏基礎(chǔ)，相關(guān)人員還要考慮其底板對沖切力有足夠的承載力。

2巖土工程勘察意義

工程施工前期，應(yīng)根據(jù)要求展開巖土工程勘察工作，而且需要遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及程序規(guī)范，確?？梢詼?zhǔn)確收集施工區(qū)域的各項數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確掌握不良地質(zhì)及地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)據(jù)，認(rèn)真嚴(yán)格完成勘察和分析工作[3]，進(jìn)而為后續(xù)工作的順利開展奠定基礎(chǔ)。巖土工程的勘察工作需要施工技術(shù)人員深入到施工的現(xiàn)場中，對巖土的形態(tài)、性質(zhì)與其他的各類地質(zhì)條件實施勘察，而后把勘察的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行精準(zhǔn)記錄，為工程的施工提供依據(jù)與參考。

在工程開展巖土勘察的時候，需要從以下幾點入手：首先，依照工程中的結(jié)構(gòu)圖與平面圖，對建筑工程的具體地點地質(zhì)狀況開展細(xì)致的分析，精準(zhǔn)地計算出地基所具有的承載力，保障地基具有的穩(wěn)定性可以滿足需求;其次，在開展工程中需要將土體的類型進(jìn)行細(xì)致的分類，對施工場地中的地下水位開展細(xì)致的調(diào)查;最后，依照巖土勘察過程中所提供出的數(shù)據(jù)信息對樁基所具有的穩(wěn)定性進(jìn)行進(jìn)一步的計算，對深基坑開展合理化處理。

3巖溶地基巖土工程勘察概述

地質(zhì)勘探工作是巖土工程中的首要環(huán)節(jié)，需制訂方案作為工程施工的數(shù)據(jù)支撐。對于部分規(guī)模覆蓋范圍較廣的工程，由于涉及的地域面積過大，巖溶數(shù)量隨之增加，如果在勘察過程中，不能制定出適宜的加固方法，會增加工程承擔(dān)的風(fēng)險。為此，施工單位不僅要重視工程開展前的勘察工作，還需要合理使用先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)手段，保證任務(wù)完成的質(zhì)量。

當(dāng)前，對巖溶開展勘察的方法包括地質(zhì)調(diào)查、物探、鉆探等，施工人員需要依據(jù)真實的工作情況，挑選合適的方法。例如：施工區(qū)域因巖溶的存在，讓地形情況變得相對復(fù)雜，若采取以往的人工操作方式，不僅工作效率低下、減緩勘察進(jìn)度，還會使結(jié)果與日后的施工計劃出現(xiàn)偏差，無法為后期工作提供信息指導(dǎo)。隨著科技水平的提高，巖溶探查技術(shù)也不斷進(jìn)步，當(dāng)前使用效果最好的便是立體勘察技術(shù)。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點。

（1）不受地形約束。由于巖溶地貌起伏程度較大，內(nèi)部還分布著一些石筍、石柱林等，若采取以往的勘察方法，會大幅增加工作難度。合理使用立體勘察技術(shù)，不僅能解決以上問題，還能在一定程度上提高工作效率[4]。

（2）獲取地址信息。使用以往的地質(zhì)勘察技術(shù)，只能簡單了解水溫特點、地下巖溶發(fā)育狀況。采取立體勘察技術(shù)，不僅能獲取地質(zhì)信息，還能夠獲取日后的發(fā)育趨勢、分布情況等重要信息，為提前開展地基處理工作提供信息基礎(chǔ)。

4巖溶地基巖土地基處理原則

4.1可行性

（1）技術(shù)可行性。在擬定巖溶地基施工方案時，需將技術(shù)手段作為前提，開展大范圍、專業(yè)性的驗證，以保障現(xiàn)實中設(shè)計的效果。

（2）經(jīng)濟(jì)可行性。在擬定地基的施工方案內(nèi)容時，需要在成本預(yù)算數(shù)值范圍內(nèi)，制定出最佳方案，保障其可行性。

4.2適用性

巖溶地區(qū)內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，地基的處理方案、技術(shù)手段較多。不同的處理手段在使用條件、完成效果上會存在一定差異。為達(dá)到預(yù)期效果，相應(yīng)工作人員要結(jié)合地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，進(jìn)行多次驗證，保證處理方案具備一定適用性。

4.3安全性

在對巖溶區(qū)域進(jìn)行處理時，必須遵守安全性原則，不僅要保證施工過程中的人員安全，還要通過強(qiáng)化施工環(huán)節(jié)的管控，提高工作人員安全意識，可起到良好的預(yù)防作用。

5巖溶地基地基處理技術(shù)措施

5.1填墊法技術(shù)

在巖溶區(qū)域地基勘察結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取合適的處理方法提升地基穩(wěn)定性，能夠為日后工程打下良好基礎(chǔ)。填墊法是在巖溶地基處理過程中較為常見的方式之一，在實際工程中還被分為充填、換填、挖填等多種方法。

（1）充填法。用于露出的土洞中，不僅能讓兩側(cè)圍巖發(fā)揮支撐作用，還能防止巖石出現(xiàn)移位的情況，以此達(dá)到地基加固的效果。

（2）換填法。通過挖除地基內(nèi)部一定范圍的軟土，再填入強(qiáng)硬度高、壓縮性低、侵蝕抵抗性高的原料，提升地基穩(wěn)固程度。例如：選擇塊狀石、片狀石、混凝土等材料用于回填。該方法具有承載能力高、剛硬度大、變形量小的特點，可用于淺層地基處理工作。

（3）挖填法。主要用于淺埋的土洞中，預(yù)防地下水活動將地基掏空。

5.2強(qiáng)夯技術(shù)

該技術(shù)是運用起重機(jī)機(jī)械把夯錘提升到一定高度之上，而后讓夯錘自由落下，對地基開展捶打，將地基密度有效縮小，可以在較大程度上提升地基的穩(wěn)固性和承載能力。在對該種技術(shù)進(jìn)行運用的時候，一般都是運用起重機(jī)械把重錘設(shè)備提高到10～40m之內(nèi)的高度，通過其自由下落，對土層進(jìn)一步夯實，運用連續(xù)性的夯擊抑或是間接性的夯擊，以便于將土層進(jìn)行加固[5]。該種技術(shù)主要運用在粉土、碎砂石以及飽和度相對比較低的黏性土地基，運用該種技術(shù)可以消除地基的不利影響，保障地基具有較高的抗震性能。

5.3擠密樁技術(shù)

該種技術(shù)主要是在施工過程中把準(zhǔn)備出的材料先一步的填入進(jìn)樁孔內(nèi)部，而后運用適宜的方法將樁孔內(nèi)部填充材料夯實，保障其可以與設(shè)計需求和標(biāo)準(zhǔn)相符合。該種技術(shù)可以運用在素土、黃土與雜填土等各類地基中[6]。該種技術(shù)在運用的時候，主要包含以下兩種：首先，灰土擠密樁技術(shù)，該種技術(shù)關(guān)鍵功效為提升地基所具有的承載性能，可以在一定程度上，提升地基所具有的防滲水性能。其次，土擠密樁技術(shù)，該種技術(shù)一般是把地基所具有的濕陷性消除[7]。上述兩種技術(shù)在運用的時候都具有自身優(yōu)勢，施工技術(shù)人員可以依照土質(zhì)具體狀況對技術(shù)進(jìn)行適宜的選擇，然后對地基開展針對性的處理，保障地基所具有的穩(wěn)定性顯著提升。

5.4高壓噴射注漿技術(shù)

高壓噴射灌漿技術(shù)作為建筑工程項目建設(shè)中常見的防滲技術(shù)，運用該種技術(shù)常見模式主要包含打孔埋管以及鐵嘴灌漿。運用打孔埋管模式開展工程時，需要依照設(shè)計圖紙對孔中雜質(zhì)進(jìn)行充分清除，而后進(jìn)行埋管注漿封縫。運用鐵嘴灌漿開展施工時，需要將注漿位置進(jìn)行打磨與清理，充分重疊裂縫和注漿嘴，而后運用高壓噴射灌漿技術(shù)對接縫進(jìn)行處理[8]。該種技術(shù)關(guān)鍵運用在大型的構(gòu)件內(nèi)抑或是已完成的工程地基穿透環(huán)節(jié)中。運用該種技術(shù)實施地基加固，能夠降低施工過程中的占路面積，保障不會破壞地基的基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)層。

5.5跨越法施工技術(shù)

施工跨越法在巖溶區(qū)域的地基處理工作中較為常見，主要包括板跨、梁跨、拱跨等方法。

（1）板跨方法。主要應(yīng)用在深度大、直徑小、不方便進(jìn)入的巖溶地基施工中。在現(xiàn)實工作中，施工人員需要考慮建筑整體性質(zhì)、地基承受能力等因素，挑選出適宜使用的混凝土板、鋼筋混凝土板，用于封頂、加固工作，有效提升整體穩(wěn)定性。

（2）梁跨法。應(yīng)用于埋藏深度大、處于地基持力層的土洞，在解決時可以選擇使用梁跨土洞、塌陷區(qū)域的形式加固地基，從而提升整體穩(wěn)固程度。

（3）拱跨法。應(yīng)用在溶洞深度大、直徑寬、形狀復(fù)雜、有水流的巖溶地基處理中，尤其是工程中的邊墻、塹式擋墻。

6結(jié)語

綜上所述，對巖溶地區(qū)進(jìn)行巖土勘察，能在一定程度上保障項目竣工質(zhì)量。通過分析巖溶地基巖土工程勘察技術(shù)優(yōu)勢、地基處理原則，能夠為日后地基工作的開展提供基礎(chǔ)支撐。通過闡述巖溶地基巖土地基處理措施，為施工人員面對不同情況時提供適宜的方法，全面保障地基穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]肖乾.巖土工程勘察質(zhì)量控制與評價方法研究[D].合肥：安徽建筑大學(xué)，2020.

[2]田虎.水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的應(yīng)用[J].中國金屬通報，2020（10）：239-240.

[3]戈爽，張云鶴，都厚遠(yuǎn).巖土工程勘察質(zhì)量控制要點分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2020，17（16）：32，34.

[4]袁輝.巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題分析——以濟(jì)南市XX工程為例[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2020，17（14）：14-15.

[5] 張道玲.巖溶地質(zhì)特征下的溶洞地基處治研究[J].城市道橋與防洪，2020（4）：164-167.

[6]李國勝.巖溶地區(qū)地基處理及基礎(chǔ)設(shè)計方法探討[J].建筑結(jié)構(gòu)，2020（3）：119-128.

[7]龍治國，彭華中，胡帥.武漢巖溶地區(qū)深隧工程巖土工程勘察方法[J].土工基礎(chǔ)，2020，34（4）：511-514.

[8]劉欣，岳玉梅，郭甲騰.三維地質(zhì)建模在巖土工程勘察中的應(yīng)用——以盛京金融廣場項目為例[J].城市勘測，2020（1）：203-208.