岩溶地区地基处理关键技术研究

程 瑞 新

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081)

岩溶地区地基处理关键技术研究

程 瑞 新

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081)

针对岩溶地区的地基特点，分析了岩溶地区工程建设中存在的主要问题，并提出了岩溶地区的地基处理原则，阐述了灌浆、高压旋喷、灌注桩等地基处理的技术要点，旨在确保岩溶地区建筑的安全稳定性。

岩溶地区，地基处理，高压旋喷法，灌浆处理法

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。

1 岩溶地区地基特点

岩溶，又被称为喀斯特地貌，这一现象是水以化学腐蚀的形式腐蚀可溶性岩石为主要特点，其中包括水的机械腐蚀以及水的崩塌，以及携出、转移物质和再沉淀的综合作用及其产生的现象的综合描述。可溶性岩、腐蚀性的水和水的循环作用是岩溶存在的基础。土洞，是岩溶地基中最为普遍的岩溶作用的产物，主要是指那些掩盖在可溶性岩石上方土层的空洞。其主要形成原因是水的活动、土层性质和岩溶发育。水的活动是其发育因素中最为主要和关键的因素。运动或迁移的地表水和地下水会潜蚀和分解土层，从而形成土洞。形成土洞之后，土洞的洞壁会出现力的集中现象，此时一旦地下水的水位出现变化，会再次导致洞壁的土层发生变化，极有可能破坏洞内的土层，从而扩大土洞，进一步导致土洞的塌陷。在岩溶地区，较大的厚度变化和较高的孔隙比是其土层的重要特色，这极容易使得地基发生下沉，使得建筑物发生倾斜、开裂和破坏。

2 岩溶地区工程的主要问题

当我们要在岩溶地区进行建筑工程时，需要首先注意到其不良的地质构造，这是施工过程中最为主要的问题。因此，无论在岩溶地区进行哪种类型的建筑时，都要提前做好地质考察和研究，只有这样才能真正估测和解决其中可能存在的工程隐患。

2.1 地基不稳及塌陷问题

受土层的岩溶作用，会使得腐蚀石灰岩的表面培育出溶沟，这些出现的溶沟间常伴有尖锐的棱锥形的石芽，这也使得石灰岩的地基不平，出现高低不平的现象，进一步促成了石芽地基的形成。另外，这些溶沟中容易填充泥土，因而常有低强度和高压缩性的特点，这往往导致地基的不匀称，出现各种沉降，以至于建筑物处于不稳定的状态。在建筑物的荷重不稳定的情况下，土洞和溶洞的地基常常会出现坍塌，带来严重的安全隐患问题。

2.2 突水和渗漏问题

受岩体中常常有缝隙、溶洞和管道的作用，岩溶地区在开挖地基的基坑时，一旦出现承压水，极易引发地下突水，出现地基排水困难的现象，严重时会淹没地基。

3 岩溶地区地基处理原则

在处理地基的过程中，应当充分研究当地的地质资料和历史，将技术人员安排到现场进行勘探，从而把握清楚当地的地质实际情况，完成这些工作后方可制定相应的处理方式和施工方案。施工前，应当通过注浆处理的方法处理溶洞，加固溶洞内的填充物，以避免施工过程中发生混凝土的流失。针对较小的溶洞时，最先应放置碎石，再注浆处理溶洞。当出现溶洞顶部存在砂层的情况时，要在钻探之前充入钢护管道，以保证施工的正常。

4 岩溶地区地基处理的关键技术

4.1 溶洞灌浆的地基处理技术

溶洞的灌浆处理法是岩溶地区进行建筑工程中最为常见的加固方法，这主要是通过填充溶洞，使得土层更加密实以加大土层的强度和硬度，保证稳定性。然而，要真正地避免溶洞对于建筑物稳定性和安全性的进一步影响，我们应当尽可能阻断溶洞与地下水和土层间的联系。而溶洞的灌浆处理法主要应对的是较浅的土层，这就需要我们投入更多的资金，加入许多的小型机械设备，以增强处理范围的广度。

4.2 高压旋喷地基处理技术

为克服施工过程中存在的不良地质现象，这主要由大量的溶洞、土洞、软土层和土层裂缝引起，施工单位主要通过高压旋喷的方式来增强地基的稳定性，从而保证施工的安全。使用高压旋喷的方法时，应当注意地下水，当水量较大和水流较快时，这一方法就很难确定喷桩的直径大小，尤其是难以确定其深部的直径。另外，使用高压旋喷法有着严格的前提条件，需要优良的施工工艺，先进的机械设备，以及有着丰富经验的施工工人，另外对施工材料也有着严格的要求。因此，即便其施工效果较好，但由于条件较高，其使用范围较窄。

4.3 桩基处理技术

桩基处理主要应用在有着较大溶洞、较深塌陷和多层溶洞发育的岩溶地区的地基建筑中。对于有着多层溶洞，但洞穴较小，且洞穴的上方板层较薄的地质条件中，往往使用冲孔灌注桩的方法，这可以钻过上层的溶洞顶板，直达下层顶板。对于有着丰富经验的施工工人而言，通过冲击声可以判断出顶板的厚度，从而发现是否达到持力层。安全的方法可以先做个超前钻，以了解洞穴具体情况，再用冲击钻冲击，到达符合条件的岩层。对于负荷较大的单桩，且孤石密集和夹层较多的，岩溶表面不平的溶洞，主要采取钻孔桩的方式。钻孔桩可以直接钻过孤石、夹层，直达持力层，将桩端有力可靠地放置在持力层。这一方法不可用于有着较多溶岩缝隙和溶沟的基岩中，这是因为钻孔在施工中容易出现卡钻或偏钻的现象，从而出现打偏的情况。对于淤泥、流沙、土洞较多的溶洞或者是通往暗河的溶洞时，主要采用预应力管桩，这是因为预制桩在压桩的过程中不受上述情形的影响。对于极其复杂的岩溶表层，且砂土层较厚时，往往采用群桩的方法，这是因为以上的其他方法都不能施工，或者是无法保障桩的质量和安全。

在桩基建设的过程中，岩溶地区需要考虑较多，对于无法满足工程要求的岩溶地貌，应当适当处理好岩溶地基。针对那些影响桩基和施工的稳定性、安全性的岩溶地貌，应当综合分析其大小、位置、环境和地质条件等因素，因地制宜地采用以下几个解决方法：

1)不处理。针对以下几种情况，可以采取不处理的方式：桩基影响范围之外的溶洞；在地基压缩层深度之外的，或者当洞顶的自重应力不大于垂直附加力时，未出现洞顶破损，受力的边缘不存在落水、漏斗和土洞的地段；地基在受到微风化的硬质岩的表面和较窄的竖直型的洞隙旁边，没有被水冲蚀过的且密度较高的地段；较厚的洞体，有着完整的周围岩。

2)绕避。依据不同强弱程度和危害程度的岩溶发育，不应该采用修筑桩基础，尽可能使用绕避的方式，主要有以下几个情形：不利于采用桩基础的建设方式的地貌，如：天坑、天生桥和落水洞等；孔隙较多、岩溶通往暗河和富水地段的岩溶地区；情形复杂、无规律的，存在暗流与表流交替的地段；存在严重塌陷和漏水的岩溶；较大起伏的地基、软土具有可塑性以及有着流塑性土的主要聚集地，强烈的地下水活动地段；较高地基处理费用和环境保护地段。

5 结语

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。

[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.

[3] 陈 洁，孙景海.我国岩溶塌陷预测研究现状[J].中国水运,2009，9(7)：181-182.

[4] 周建普，李献民，张可能.岩溶地基处理方法[J].矿冶工程,2012,22(1):32-33.

[5] 闫志为.源头地下河系统岩溶水文地质特征初探[J].水利科技与经济,2014，12(11):741-747.

[6] 李亚武.岩溶地基处理技术[J].铁道工程学报,2013，76(4)：44-49.

On key technique for foundation treatment in karst areas

Cheng Ruixin

(GuiyangSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,PowerConstructionCorporationofChina,Guiyang550081,China)

According to the foundation features of the karst areas, the paper analyzes the main problems in the engineering construction in karst areas, points out the foundation treatment principles for the karst areas, and illustrates the technical points for the foundation treatment in the grouting, high-pressure injection, and bored piles, so as to ensure the safety and stability of the buildings in karst areas.

karst areas, foundation treatment, high-pressure injection method, grouting treatment method

1009-6825(2017)02-0090-02

2016-11-06

程瑞新(1979- )，男，硕士，工程师

TU472

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