概谈岩溶地基处理

靳志斌

[摘 要]岩溶地区的地基处理在工程施工问题中属于难度系数较大的工程，其处理成果直接影响到施工的工期和质量。所以，对于岩溶地区的施工工程而言，进行现场的勘查，综合考虑施工规范及实际工程要求来确认施工技术是非常必要的。经济不断发展使得岩溶地区的工程日益增多，其中地基的处理问题成为了重中之重，地基处理的结果直接关系到建筑工程的整体水平。所以，增强岩溶地区的地基处理技术水平，利用经济合理的地基处理方案具有重大现实意义。

[关键词]岩溶地区 地基处理 高压旋喷法 灌浆处理法

中图分类号：G623.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0094-01

1、岩溶地区地基特点

1.1岩溶地貌：岩溶又称喀斯特地貌，全世界大量的国家地质公园与岩溶相伴相生，变化莫测，闻名全球的桂林山水、梦幻张家界，黄果树大瀑布都是岩溶的杰作。北京猿人也是在岩洞中成长的华夏祖先。岩溶不但为人们创造了旅游胜地也将改善了局部水文环境将一些称为漏斗的山塘变成旱涝保收的米粮仓。

1.2岩溶分类：岩溶可以分为古代岩溶和现代发育岩溶；古代岩溶在古代处在较低的位置相对在水流面以下，大量的水形成地下河冲刷，沿地下河逐步崩塌形成面积很大的溶洞，后来地壳抬升逐步变成高山，逐步切断了水流动力，洞中有水滴作用就形成钟乳石与石笋有的逐步连在一起变成石柱。

现代发育岩溶在处于较低的位置，如有地下河通过，不断在被冲刷、溶蚀、搬运；可能在将来发育成更大的裂隙或溶洞，是不易判断、危险性更大的复杂地质问题。

1.3岩溶机理：可溶性岩石主要有碳酸盐岩和硫酸盐类岩石。岩溶现象是水对可溶性岩石进行以化学腐蚀为特征，并包括水的机械侵蚀和崩塌作用，以及物质的携出、转移和再沉淀的综合地质作用以及由这种作用产生的现象的统称。

碳酸盐类岩石以沉积形成的碳酸盐矿物组成的岩石的总称，主要为石灰岩和白云岩两类.主要矿物成分是方解石、白云石、铁白云石、菱镁矿等，其次为石英、云母、长石和粘土矿物等；化学成分主要为CaO、MgO和CO2，其次为SiO2 、TiO2 、FeO、Fe2O3、Al2O3、K2O、Na2O、H2O以及某些微量元素。硫酸盐岩硫酸盐类岩石主要为石膏、芒硝等，石膏是单斜晶系矿物，主要化学成分是硫酸钙（CaSO4）。

1.4岩溶发展的基本条件：是有可溶性岩石，具有较大量的水和水循环流动的动力，水的腐蚀、冲刷、搬运作用明显。

2、岩溶地区工程的主要问题

2.1 地基不稳及塌陷问题

由于地表的岩溶作用，石灰岩的表层会有溶沟发育，在这些发育的溶沟之间常常会残留尖棱状或者锥状的石芽，导致石灰岩地基出现高低不平的现象，从而形成石芽地基。此外，石芽间的溶沟会被土填充，所以具有较低的强度和较高的压缩性，容易引起建筑地基的不均匀沉降，从而无法保证建筑的稳定性。土洞地基和溶洞地基也容易在建筑物的荷重作用下产生塌陷，给建筑物造成严重的安全隐患。

2.2 突水和渗漏问题

在岩溶地区，由于岩体中存在的缝隙、溶洞和管道，导致在地基基坑开挖时，如果有承压水，那么很容易引起地下突水，从而导致地基基坑的排水困难，严重的还会把地基淹没。

3、岩溶地区地基处理的技术：

在岩溶地区进行工程建筑，溶洞灌浆法是较常用到的加固方式之一。这个方式主要采取的是将溶洞进行填充，使之更加密实，从而增强土体的强度和稳定性，

溶洞、塌陷漏斗较深较大或溶洞多层发育的岩溶地基，可采用桩基础。冲孔桩适用于地下岩溶发育，有多层洞穴，洞穴洞穴较小，上部洞穴顶层地质情况薄弱，桩顶可上钝，钻到下屋顶。有经验的施工人员可以从冲击声中检测屋顶的厚度，确定是否到达底土。可以先做桩钻，先发现洞穴，冲击钻再次满足地层的设计要求；钻桩适用于单桩荷载大，地下巨石，夹层分布，岩溶表面不均匀，采用这种桩可靠钻孔磨石，桩端轴承，轴承桩侧为好。但不应在岩溶裂缝中钻孔，卡伦更多的基岩，因为施工容易造成粘连，钻杆沿着岩溶洞穴斜坡倾斜，偏斜等现象。

3.1开挖置换：重要的结构物、埋藏较浅的溶洞、裂隙爆破清挖到底，使用不易风化、不溶或微溶的石料分层强夯回填，所有基础下应用强夯法处理地基，有软土、残积土的情况可考虑强夯置换墩，其复合地基承载力应经试验，设计取值要留有余地。

3.2.灌浆充填：裂隙、小型溶洞在上部结构物为一般结构且对变形不敏感时，在溶洞发育情况明了的情况下可以采用水泥浆或水泥砂浆或混凝土压浆充填，空隙较大的需要先行清挖、抛片石后压浆充填。充填后抽芯取样查看充填物底部情况，如有软弱土、岩屑、空洞时可以考虑重复压浆充填，充填要尽量切断溶洞和地下水以及土层之间的联系，这样能够防止溶洞的进一步发展对建筑物安全造成严重的危害。溶洞灌浆法主要是针对溶洞埋深较浅的地基土层或岩层，使用的小型机械设备，能够处理的范围较广，而且造价也不高，在一般工程中采用广泛。

3.3桩基处理技术：适用情况：经勘查溶洞位置尺寸明了、顶板有一定厚度、不易开挖处理，顶板强度满足施工需要，施工钻桩安全；溶洞尺寸较大压浆充填无法充满，洞底有好的持力层，桩布置方便。

3.3.1套管柱桩穿透处理：一般使用冲击钻施工，洞底一定深度以上孔径大于设计桩径100mm以上，凿穿洞顶前使用泥浆护壁，凿穿后一般情况浆液流失，根据现场情况添加泥浆，如无法恢复泥浆水位宜使用带护盘的钢护筒保护孔口防止孔口坍塌，出现安全事故。补浆或安装钢护筒后继续钻进，到达洞底有完整底盘后再下入内层钢护筒，孔口与外层钢护筒焊接，内部浇筑1.5倍樁径的混凝土，48小时候充满泥浆检查无泄漏后使用设计尺寸的钻具继续钻进，到达设计深度后终孔，浇筑桩身混凝土，重要的结构安装声测管检测桩的完整性，使用高应变检测承载力，对重要结构抽芯到桩底一下2米检查岩石结构。注意钻机只能采用冲击钻机，使用旋挖、回转、冲抓等钻机易出现质量和安全事故。

3.3.2孔底加固穿过处理：在上述施工过程中溶洞高度较小时在凿穿顶板后再孔内抛入片石用钻具锤实继续填入片石再次锤击，量测孔深已封闭溶洞时浇筑混凝土并继续低锤击量冲击知道泥浆基本维持住后继续钻进直到符合设计要求。施工时需要与设计紧密配合，满足设计要求，一般要在桩完成后抽芯确认。

下洞穴相连河流等，堆砌预制桩不受上述因素的影响；堆组适用于岩溶表面极复杂，但是岩溶表面覆盖有较厚的砂层，如果上述各种桩类难以或保证施工质量和安全性。

结束语：

经济的飞速发展，不断加快的城市化进程，使得岩溶地区的建筑工程越来越多，这就要求施工单位综合考虑地质条件、土层性质和土层的种类来选择处理地基的技术，保证地基造价既安全又经济，保证工期更快，且严格把控质量，保证岩溶地区建造的安全性和稳定性。

参考文献

[1] 刘之葵.岩溶区溶洞及土洞对建筑地基影响的研究[D].长沙：中南大学，2015.

[2] 朱祖友，任惠国.岩溶地面塌陷特征的力学成因分析[J].科技资讯，2014（26）：53-54.