浅谈岩溶地区工程地质勘察中地基处理的桩基形式

余浩

【摘 要】岩溶地区的地质情况复杂，对于在岩溶地区的工程地质勘察中，地基处理的桩基形式一直都是地质勘查的重点难题。由于工程地质勘察的目的主要是为设计和施工中提供相关的工程地质依据，故此，本文主要是通过概述岩溶的形成条件和地质危害，以及对于地基的分析和处理原则，提出岩溶探查和施工过程中存在的问题，并对此提出对应的解决措施以及地基处理中的桩基形式，以此提高我国地质勘察工作的效率。

【关键词】岩溶地区;地基处理;桩基

我国岩溶的地貌分布广，面积大，形成的物质主要是以可溶岩，即灰岩为基础。岩溶地貌主要是发育在以石灰岩和白云岩的碳酸盐岩上的地貌。岩溶地区的地质特征明显，比如溶洞、溶沟、暗河等对建筑地基会有较大的影响。在工程地质勘察的过程中，主要是通过细致的岩土工程勘察结构作为工程地基处理和施工的依据，因此，对于岩溶地基的处理，需要采用合理、经济的桩基形式，保障地质勘查工作的效率。

1.岩溶工程的概述

1.1岩溶的形态与形成条件

岩溶地貌，又称喀斯特地貌，是地下水与地表水对可溶性岩石溶蚀与沉淀，侵蚀与沉积，以及重力崩塌、坍塌、堆积等作用形成的地貌。其中，溶蚀为主，侵蚀为辅，化学分解为主，机械分解为辅。岩溶地貌分地表岩溶形态和地下岩溶形态。地表岩溶形态包括溶沟、石芽、落水洞、天坑、峰丛、峰林和孤峰等，这些地表形态有的又生成上的联系，有的是有伴生关系。地下岩溶形态包括洞穴、地下河、岩溶泉。较为重要的事洞穴当中的堆积物，包括化学堆积物、机械堆积物、生物堆积物，这三类堆积物种化学堆积物的形态很丰富，有石钟乳、石笋、石柱、石幕、泉华等。

岩溶的形成条件：首先是岩石的可溶性，主要取决于岩石成分和岩石结构，;其次是岩石的透水性，该条件主要取决于岩石的裂隙度和孔隙度，它们是流动水下渗的主要渠道，岩石裂隙越大，岩石的透水性越强，岩溶作用越显著。;最后是水的溶蚀能力和流动作用。

1.2岩溶工程地质危害

岩溶，是水对可溶性岩石，如碳酸盐岩、石膏、岩盐等进行以化学溶蚀作用为主，流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用，以及由这些作用所产生的现象的总称。按照发育程度可划分三类：岩溶微弱发育、岩溶中等发育、岩溶强烈发育。

由于岩溶地区地质情况错综复杂，影响了地基基础的选择和施工的质量和安全。巖溶对于建筑物的危害，主要分为以下几种类型：（1）岩溶塌陷，地基发生沉降。在建筑工程施工过程中，地基的主要受力层如果有溶洞等特殊物质存在时，一旦地基压力增加，或者其他原因发生振动时，将会出现塌陷事故。（2）地基的基础实在基岩上，如果基岩附近存在溶洞或溶沟，将会加大影响地基的稳定程度，比如洞隙或者岩溶空洞、裂隙发育，会导致地基表面悬空，均匀性减弱，从而影响建筑物的安全。（3）岩溶地区的地质条件较为复杂，会存在很多还未发现的安全隐患，而这也会成为工程施工过程中的突发性地质问题，会使建筑地基受损或者增大建筑施工的难度。（4）溶洞或者土洞等岩溶地质，都会存在软土的部分，而且基岩结构起伏较大，这回导致地基不稳，影响建筑物的使用安全。

2.岩溶地基的分析

岩溶地基变形破坏的主要形式主要包含地基承载力不足、地基滑动和地表塌陷等。近几年，越老越多的工程建在岩溶地区，岩溶地基问题则成为了工程建设中的重要问题。对于岩溶空洞地基稳定性的分析主要包含三个过程，即定性，半定量和定量。

定性评价法主要是对场地的选择和工程地基的稳定性进行分析评价，该分析方法包括综合分析法和经验比拟法。其中综合分析法包含多种因素对于洞体的影响，比如岩性及厚度、裂隙状况、岩体产状、地下水和洞穴形态等因素，并且以稳定性为基准，分析各种因素的利与弊。经验比拟法，主要是根据评价对象洞隙条件与条件相似的已有的成功或失败的案例进行类比评价。

半定量评价方法在工程实践中实用性比较大，现代很多洞体的受力状况都变得十分复杂，想要确定洞体的破坏形式和实际的岩体力学参数变得更加困难，但是半定量评价方法将会在该实践中发挥作用，具体方法包含顶板厚跨比法和估算顶板安全厚度法。

定量评价法再进行分析计算前，需要先假定条件建立相应的物理力学模型或者数学模型，以此对岩溶空洞的稳定性做出判断，该方法主要包含稳定系数法、普氏压力拱理论分析法、有限元数值分析法和应用统计法。

3.岩溶探查与施工过程中存在的问题

岩溶地区地质环境复杂，岩石表面高低起伏变化大，无规律性和连续性，对地质的钻探难度大，造成工期长，成本高，施工质量无法保证，因此，在岩溶地区进行工程地质勘察的过程中，需要将钻探和物探相结合，可以采用点法、电磁法探测基岩。在岩溶探测和施工的过程中，常常会出现一些现象和问题：（1）钻探的过程中，发生漏水、塌孔、掉钻等现象;（2）同一个承受的平台，其桩长差距过大，不均衡，同桩的抽芯的钻孔各不相同;（3）人工挖孔桩易出现涌水和掉入土洞的现象;（4）地面发生塌陷，导致周边相邻的建筑发生沉裂状态、

4.岩溶地区地基处理的基本原则

地基不能满足稳定性需求时，需要进行有效的处理措施，主要根据其位置、大小、围岩稳定性和水文地质条件等进行综合分析，根据实际情况按照以下原则进行处理：（1）对于重要建筑物地基的选择应该避开岩溶强烈发育区;（2）对于规模较大，不稳定的岩溶洞隙，采用洞底支撑、梁板跨越或调整柱距等方法进行处理;（3）对于缺乏处理的土洞或者地表塌陷，不作为地基的选择，对其宜采用地表截流、防渗堵漏、通气降压等方面进行处理;（4）对于环境的保护，需要防止地下水排泄通道堵截的不良现象。

5.岩溶工程地基础处理的桩基形式

在工程勘察的过程中，对于地基处理的桩基需要面临一系列问题，如溶槽溶洞处理、同一承台的长短桩的应对协调问题等等。因此，对于地基处理的桩基形式受到了极大的重视，以确保工期的稳定和施工的安全。下面介绍以下岩溶地区地基处理的主要的桩基形式：

5.1冲孔灌注桩

冲孔灌注桩是灌注桩的一种，适用于地下岩溶发育岩层或裂隙发育的地层施工。这种桩基形式的优点主要是对于附近的建筑物和周边环境影响较小;桩长和直径可根据设计进行随意变化;桩端可以进入持力层，而且单桩的承载力也比较大。缺点是成孔工艺复杂，技术间隔时间长，不能立即承受荷载，易发生质量事故等。因此，对于该桩的使用，需要根据实际情况，进行综合分析。

5.2钻孔灌注桩

钻孔桩主要适用于单桩的荷载大，地下有孤石，夹层分布不均的情况。钻孔桩主要是采用机械成孔，所以直径比较大，施工比较方便，用这种桩可以钻孤石和夹层，但不适宜在溶沟多的基岩中进行，容易出现卡钻或者打偏的现象。

5.3预应力管桩

预应力管桩可以分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩，主要适用于地下有淤泥、流沙、溶洞等地质情况。该桩是由圆筒形桩身、端头板和缸套箍等组成，对于单桩承载力的压力可以很直观的观察到，但是不适宜在土岩软弱过渡较快的地方使用。

5.4复合地基

复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基。复合地基的使用主要参照于地区的土质情况，适合土层较厚、土洞较多的地质。

结束语

综上所诉，由于岩溶地基的复杂性，对于工程地质勘察中的地基处理，需要根据实际情况，按照地基处理原则，因地制宜的选择合理的桩基形式。此外，在建筑施工的过程中，需要全面了解地质情况、施工细节等因素，实现建筑地基的稳定性和安全性，为岩溶地区的工程建设打下坚实的基础。

参考文献：

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[2]黄宏大.岩溶地区桩基设计研究[J].福建建筑，2019（10）：151-155.

[3]吴孝军.岩溶对建筑地基的影响及其处理方法[J].建筑工程技术与设计，2018，（34）：4091.

（作者单位：中煤浙江勘测设计有限公司）