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岩溶地基岩土工程勘察及地基处理

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摘要:岩溶地基是一种复杂的地基类型,相对应的工程勘察工作应具有一定的针对性。因此,对岩溶地基岩土工程的勘察工作应突出重点,详细了解地质灾害和场地稳定性。既要确保工程的施工安全,又要尽量的节省工程投资成本。本文主要对岩溶地基岩土工程的勘察和地基处理问题进行分析探讨。

关键词:岩溶地基;岩土工程;工程勘察地基处理

中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:

我国是世界上岩溶区域分布最广泛的国家之一,包含广东、广西、云南、江西、安徽、四川等省市地区。岩溶分布地区,岩土受到岩溶的作用而导致土体结构出现改变,形成各种大小不同、形状各异的土洞或岩溶洞,影响岩土的强度。若在这些岩溶地区进行施工建设,对工程的设计和施工将产生严重的影响,如果不认真对待,会造成严重的安全问题。

岩土工程勘察

岩溶地基岩土工程勘察主要包括工程地质的测绘和调查、工程的勘察方法、一些测试工作和坑探钻探等工作。因为在岩溶分布地区,由于地形、地质条件和多样性、复杂性以及岩溶发育空间的不一致性,都在一定程度上限制了常规的地质勘察方法。例如常用的地质勘察钻探法,其探测周期长且成本较高,无法利用密集网度探测复杂岩溶的分布特征。所以,岩溶地基岩土工程勘察工作应利用综合物探法才可以进行,处理一些常规方法无法解决的勘察问题,为科学划分岩溶发育场地提供有利条件。而岩溶区的勘察工作则主要分为无岩溶区勘察、一般发育岩溶区勘察和发育区岩溶勘察。具体内容如下:

(1)无岩溶区勘察:对无岩溶区的勘察,其工作重点是查明石笋石柱分布、岩面的起伏状况、岩棉的坡度和覆盖层厚度;岩面和残积土之间的软土层厚度,是否在残积土上部存在红粘土。并科学确定岩面上土层的稳定性和均匀性,对地基适宜性、稳定性做出正确的评价,同时布置钻孔时应科学规范。

(2)一般发育岩溶区勘察:考虑到岩溶区地基的复杂性,在勘察无岩溶区勘察内容的同时,还应该查明各溶沟、溶洞的分布、埋深、充填性和规模大小等。

(3)岩溶发育区勘察:考虑到岩溶区地基的复杂性,在勘察无岩溶区勘察内容的同时,还应该查明各地基岩溶洞的分布、埋深、充填性和规模大小,各溶洞间是否连通,地下水和地表水是否存在水力联系以及岩溶水流向等等。布置钻孔时应根据地基复杂程度和工程特点进行,考虑岩溶地基的复杂性,在勘察过程中多采用多种物探法相结合的勘察方法,以方便查明各不良地质的分布规律、类型、发育程度和发展趋势等。

岩土工程各物探勘察法

高密度电法。利用计算机的电流场屏蔽、集流技术,对岩土工程岩溶洞进行勘察,精度较高,已被国内外广泛应用。

电阻率法。属于最常用的电法勘察技术,也是岩溶勘察最主要和最早的物探方法。

声波透射法。此种方法是利用钻孔间所接受的声波频率、波幅、声速变化,测定岩土的弹性参数,用来定位岩溶,评价岩体的强度和完整性。

地质雷达。此种方法是一种电磁探测技术,通过地质雷达,能够利用钻孔进入岩土内部,而且雷法具有较好的分辨率,在欧美国家已成为岩溶勘察工作的一种常规必备手段。

其它方法。如跨孔地震法、微重力法、射气测量、遥感测量等。

岩溶地基的处理方法

3.1 钻孔灌注桩

采用钻孔灌注桩,具有受力清晰、成孔直径大、施工简便等特点,尤其适用于岩石质硬、单桩荷载较大、岩溶表面不平整、地下存在孤石等情况。此种桩能够击穿夹层和孤石,可以把桩端牢靠的设置在持力层上,且钻进速度较快,护壁效果好。但缺点是:(1)若遇到较高强度的石灰岩时,在一定程度上限制了回旋钻的破岩能力,耗功耗时。(2)由于岩面的倾斜程度较大,可能造成钻头无法和岩层均匀的接触,容易出现偏孔、斜孔和卡钻的情况,影响施工进度。(3)无法有效预防大体积的扩孔和泥浆流失。(4)清孔难度较大且拆除钻杆缓慢,若遇到坍孔现象无法及时提起钻头。

3.2 冲孔灌注桩

采用冲孔灌注桩具有的优点是:(1)冲击钻的适应能力较强,可以通过各种卵漂石层、孤石或钙质胶结层。尤其是处理斜面开孔、裂隙、溶沟等情况,工艺简单且成本较低。(2)冲击锤具有较快的提升速度,一旦遇到溶洞有坍孔或漏浆的情况,可以迅速的提起冲钻,防止埋锤、掉锤事故的发生。(3)在倾斜岩面开孔时,可以在孔内投入片石,用以改善孔底虚实不均现象,确保桩孔的垂直度。但采用此种方法的缺点是在基桩通过大裂隙或多层溶洞时,灌注混凝土和成孔的难度较大,容易出现混凝土超灌现象。而且成孔过程中,较易出现坍孔、漏浆、卡钻、地面塌陷、埋钻等事故,必须做好孔口护筒工作。

3.3 人工挖孔桩

采用人工挖孔桩具有工艺简单、施工进度快、成本低、质量直观且容易得到保证等特点。在一些岩溶地区得到了广泛的应用,在成桩质量、施工工艺上取得了一定的经验技术,多适用于岩溶上覆土层较薄、发育不强烈的地质情况,而对于地下水丰富、持力层深度较大、存在流砂和软土或岩溶发育较强烈地区,若采用人工挖孔桩进行强挖,往往会出现涌水量骤增或护壁困难等情况,影响施工进度,而使用强排地下水的措施会严重影响周围的环境。因此,可采用钢管桩、冲击桩和挖孔桩相结合的处理方法进行。

3.4 灌浆法

此种方法对于深浅土洞、浅层溶洞、溶沟内软土、基岩面软土或塌陷有着良好加固效果。在我国某些地区都采用灌浆法进行大型溶洞的处理,在一些工程中,对岩土溶洞进行连续的灌注混凝土,有时十几吨,有时上百吨。虽然一定程度上满足了建筑的施工要求,但在岩溶发育较强烈的地区,如果没有进行严格的水文地质勘察工作,是不适宜采用此种方法进行大型溶洞的处理工作的。

结语

岩溶地区的发育一般没有规律性可言,溶洞的发育较隐蔽,且岩面起伏较大,勘察过程中可以使用高密度电法、电阻率法或声波透射法等勘察方法,提高工程的勘察质量。进行岩溶地基的处理时,应根据岩溶地区的地质情况、上部结构特点和施工条件进行综合的考虑,选取最佳的地基处理方案,若条件需要时,可根据岩溶地区的发育情况采用多种方法相结合的综合处理模式。

参考文献

[1]马小峰,浅谈软土地基处理方法[J].山西建筑,2008,34(1):121-122.

[2]杨涟.复杂岩溶地基处理实例[J].勘察科学技术,2011.(5):23-26.

[3]地基与基础,杨位洮,张克恭主编.中国建筑工业出版社.2009.11.