巖溶地基巖土工程勘察及地基處理分析

陳學兵

摘 要：巖溶地質是建設工程較難處理的地質類型之一，做好巖土工程勘察與處理十分重要。本文首先簡要分析了巖溶地基情況，其后詳細探討了巖溶地基巖土工程勘察與地基處理方法，最后圍繞工程案例展開分析，以期可供參考。

關鍵詞：巖溶地基;巖土工程;勘察方法;地基處理

1引言

隨著我國工程建設的不斷發展，難免遭遇巖溶地質情況，巖溶區巖溶形態、巖溶地下水等均會影響地基的穩定性。對此，工程建設時，必須落實巖土工程勘察及地基處理工作，切實保證地基安全可靠，為項目后期使用夯實基礎。

2巖溶地基概述

巖溶地基，指的是碳酸鹽類巖石為地基持力層且巖體內存在巖溶現象及上覆土層存在土洞，對場地穩定與建筑安全產生影響的地基。隨著經濟的發展和社會的進步，人類在巖溶地區的建設工作越來越頻繁，而由于巖溶地質導致工程施工災難問題也日益增長。因此，對典型巖溶發育區巖溶發育的機制研究、勘察、處治，是保證地基穩定性的基礎，也是保證施工安全、施工得以順利進行的基礎。

3巖溶地基勘察與地基處理方法

3.1巖溶地基勘察方法

巖溶地基勘察，需遵循由面到點、由疏到密原則，可采用工程地質調查測繪、鉆探、物探、測試等多種方法勘察，具體如下：

（1）資料收集：主要收集場地及周邊地理地質、水文地質、地形、地貌以及建筑物特征（建筑規模、結構、基礎形式、埋深、持力層巖土性質等）等相關資料。

（2）地面踏勘調查：主要查明場地及其周邊地層巖性、地質構造、不良地質現象及其對工程的影響有關資料。

（3）取樣及室內試驗：為確定持力層的承載力，可取樣開展土工常規試驗、巖石密度、飽和單軸抗壓強度試驗，為確定巖石地基的承載力和巖石抗壓強度標準值提供了計算指標。

（4）鉆探：鉆探深度按規范要求鉆入基底以下 3倍樁徑且不小于 5.0m。巖芯采取率對一般巖層不低于 80%，對破碎巖層不低于 65%。以查明巖溶發育程度、洞隙特征以及與巖性、地質構造的關系。

（5）鉆孔聲波：用單孔聲波物探手段測試巖體彈性縱波速度，同一巖體取樣、測定巖石縱波速度，以計算巖體完整性指標。

（6）水位觀測：為了解地下水動態的基本特征和地下水埋藏的基本條件，對每孔進行初見、終孔、穩定水位觀測。

3.2巖溶地基處理方法

巖溶地基巖土工程勘察完成后，根據勘察結果合理選擇地基處理方法，幾種常見方法如下：

（1）溶洞灌漿。主要處理表面巖溶洞穴，這種方法不僅成本低，加工范圍在洞穴內灌入相應的泥漿，可有效改善土壤結構，增強穩定性。同時，溶洞灌漿可以切斷地下水，防止地下水影響基礎。

（2）壓力灌漿。通過高壓設備將漿液倒入地基中，通過擠壓去除土壤中多余的水分。漿體凝固后形成較硬的地質，使地基具有較強的物理化學性質，在工程建設中發揮較大的作用。

（3）強夯法。即在地基的高處懸掛重錘，通過重錘的自由落體不斷夯實地基，從而除去地基中的水分，達到加固地基的目的。

4 工程案例

4.1工程概況

本工程為某商業綜合體，南北、東西向長200m、146m，地上 3～4 層，地下部分區域為單層地庫，部分無地下室。本項目總建筑面積10.61m2，高度 19.60m，設防烈度 6 度，Ⅱ類場地。場地上覆土層依次為雜填土①、硬塑紅黏土②、可塑紅黏土③、破碎石灰巖④、較完整石灰巖⑤，④、⑤層巖內分布有大量溶洞，溶洞形式多樣且高度大小不一。

4.2施工勘察

根據相關規范要求，需開展施工勘察工作，采用超前鉆方法。與一般性土地區基礎設計不同，巖溶地區詳勘每根柱子下均有勘探點。設計按詳勘點進行基礎初步設計，確定每根柱下基礎形式，然后由設計與勘探共同確定施工勘探點。施工勘探點的勘探根據《巖溶地區建筑地基基礎技術規范》（DBJ45/024- 2016）的相關規定執行。

本工程地基溶洞發育程度為中等，即便是臨近約 1m，巖石面也有較大差異，為確保施工過程中補充勘探點過大及結構安全，大部分柱下均布置 5 個探孔，僅對荷載較小的柱下布置三個孔。為避免同一柱下基礎探孔的差異性，要求勘探深度截止標準為較完整巖厚度≥7m。

4.3基礎選型及設計

本工程基礎持力層為④層破碎石灰巖或⑤層較完整石灰巖，場地溶洞發育程度為中等，無地庫區域基礎方案為獨基或樁（墩）基，有地庫區域基礎方案為獨基或樁基 + 防水板。本項目大部分柱子的軸力 4000～6500kN 之間，少量柱6500～9000kN;持力層為④層破碎巖和⑤層較完整石灰巖。本工程柱子尺寸為 600×600mm～800×800mm。

4.4地基處理方法

本工程樁（墩）基按當地習慣做法，采用機械旋挖成孔灌注樁，為嵌巖樁。本場地溶洞（溝）主要為屬空洞、半～全填充溶洞。溶洞（溝）頂板多為巖體破碎、節理裂隙發育的石灰巖，表明擬建場地巖溶發育程度較強，溶洞頂板的穩定性較差，屬于淺覆蓋型巖溶。因此在設計時只考慮嵌巖段承載力，不考慮持力層以上樁側阻力。

5 結語

綜上所述，隨著我國城市建設規模的持續擴大，工程建設中遭遇巖溶地基的情況越加常見。巖溶地基常存在溶洞或土洞、溶溝等情況，極易出現地基不均勻變形、崩塌等問題，為此在地基施工前必須落實巖土工程勘察工作，根據勘察結果合理開展基礎選型及設計工作，落實地基處理工作，切實保證建筑場地與結構安全。

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