谈谈对工程地质勘察工作中岩溶地区地基处理
最后更新时间：2024-03-17
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论文导读：性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称。又称喀斯特地貌。其主要形态有溶洞、溶沟、溶槽、裂隙、暗河、石芽、漏斗及钟乳石等，是可溶性岩受水的化学和物理作用的结果。岩溶发育的基本条件：（1）具有可溶性岩层；（2）具溶蚀能力和流量足够的水；（3）地下水有下渗、流动的途径。一般地说，硫酸盐岩层、卤素类岩层岩溶发展
[摘要]文中作者就工程地质勘察工作中的岩溶的一般形态和形成理由、岩溶地基的分析、岩溶探查及其施工理由、岩溶地区主要地基处理原则及地基基础处理的比选等多方面进行的阐述。
[关键词]地基 地质勘察 地基处理
[中图分类号] P642.254 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-132-1
1岩溶的一般形态和形成理由
岩溶地貌是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称。又称喀斯特地貌。其主要形态有溶洞、溶沟、溶槽、裂隙、暗河、石芽、漏斗及钟乳石等，是可溶性岩受水的化学和物理作用的结果。岩溶发育的基本条件：（1）具有可溶性岩层；（2）具溶蚀能力和流量足够的水；（3）地下水有下渗、流动的途径。一般地说，硫酸盐岩层、卤素类岩层岩溶发展速度较快；碳酸盐类岩层则发展速度较慢。质纯层厚的岩层，岩溶发育强烈，且形态齐全、规模较大；含泥质或其他杂质的岩层岩溶发展较弱。结晶颗粒粗大的岩石，岩溶较为发育，结晶颗粒细小的岩石，岩溶发育较弱。岩溶的发育是缓慢的，在建筑物使用年限内可认为是不变的。覆盖在岩溶面上的冲积、洪积层，在地表水下渗或地下水升降变化的情况下，土颗粒沿岩溶、洞穴裂隙带走，使上层土形成空洞而形成土洞。土洞是岩溶作用的产物，土洞其下基岩必有岩溶水通道，土洞常分布于溶沟西侧和落水洞、石芽上口等位置。
2岩溶地基的分析
岩溶不良地质构成的岩溶地基常常引起地基承载力不足、不均匀沉降、地基滑动和塌陷等地基变形破坏。随着越来越多的工程兴建在岩溶地区，岩溶地基理由就成为工程建设中的突出理由，加强岩溶地基稳定性分析评价，采用合理、经济的地基处理措施，有着重大的技术价值和经济作用。
岩溶地基分析评价过程的一般步骤为：实际洞体→几何模型→力学模型→数学模型→计算策略→结论。其核心内容是力学模型、数学模型及计算策略的研究。近年来在该领域内的研究取得较大进展，对岩溶空洞地基稳定性的分析评价经历了从定性→半定量→定量的过程。
定性评价法适用于初勘阶段选择场地及一般工程地基稳定性分析评价，包括综合分析法、经验比拟法。其中综合分析法可根据洞隙各项边界条件，对比所列影响洞体的诸因素进行综合分析并作出评价。
半定量评价策略：（1）顶板厚跨比法：此法常用于稳定围岩。不考虑顶板形态、荷载大小和性质，根据近似的水平投影跨度L和顶部最薄处厚度h，求出厚跨比h/L，作为安全厚度评价依据。（2）估算顶板安全厚度法：
3岩溶探查及其施工理由
工程地质勘察的目的是为设计和施工提供工程地质依据。但在岩溶地区岩石面高低起伏变化大，岩石露头无连续性和规律性，表层岩层往往十分破脆。普通的地质钻探难度大，很难反映场地的岩溶情况，常常不能完全满足设计要求，往往在施工过程中还要对场地环境进行复查，给地基处理、基础选型方案的选择带来很大难度，造成工期长，造价高，施工质量还难以保证。所以，在岩溶场地的勘察工作中不能单纯依赖钻探忽视物探，要两相结合，互相认证。可采用电法、电磁法探测基岩埋深、土洞，划分上覆松散沉积层序和风化带，采用跨孔电磁波计算机层析成像（CT）技术探测地下洞穴、隐伏断层、破碎带。结合利用传统钻探孔，将部分孔加深作为电磁坡发射及接收井，即可实现由点到面（剖面）的探查成果。
4岩溶地区主要地基处理原则
一般对地基稳定有影响的岩溶洞隙，应根据其位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件综合分析、因地制宜的采取下列处理措施：（1）对洞口较小的洞隙，宜采用镶补、嵌塞与跨盖等策略处理；（2）对洞口较大的洞隙，宜采用梁、板和拱等结构跨越。跨越结构应有可靠的支承面。（3）对于围岩不稳定、风化裂隙破碎的岩体，可采用灌浆加固和清爆填塞等措施；（4）对规模较大的间隙，可采用洞底支撑或调整柱距等策略处理。
5地基基础处理的比选
（1）冲孔灌注桩：由于冲孔是靠钻头的自由落体运动形成的冲力来成孔的，所以冲孔桩还适用于开口裂隙多的地质情况，冲击钻所造成的桩孔垂直度好。
（2）钻孔桩：钻孔桩的成孔直径大，一柱一桩，受力清楚，施工方便，适用于单桩荷载大、地下有孤石，夹层分布，岩溶表面不平的情况，用这种桩能钻穿孤石、夹层，将桩端可靠地支承在持力层上，桩端的嵌岩情况也好。但钻孔桩不宜用在溶岩裂除多，溶沟多的基岩中，因为施工中容易造成卡钻、钻杆沿溶岩斜壁偏斜，以至打偏等现象。
（3）预应力管桩：预应力管桩适用于地下有淤泥、土洞、流砂、地下溶洞连通暗河等情况，压桩采用的预制桩不受上述因素的影响，压桩的单桩承载力可由压桩机上的压力表观察到，所以非常直观，易于掌握，但在土岩软弱过渡较快处容易出现断桩。
（4）群桩：当岩溶表面极其复杂，但岩溶表面上覆盖有较厚沙土层时，如果采用以上各种桩型都难于施工或保证成桩质量和安全度的情况下，群桩不失为解决此类复杂地质情况的一种有效选择群桩的桩端并不一定要求支承在变化极其复杂的岩面上对工程地质勘察工作中岩溶地区地基处理的由优秀论文网站www.7ctime.com提供,助您写好论文.，只要在群桩桩端体的压力泡，能有效搜盖基岩面，即有坚硬的下卧层即可，这样就避开了复杂变化的基岩表面对桩基造成的危害或潜伏的危害。采用静压预制管桩作为群桩是较好的一种方式。
（5）夯扩桩：桩由上部桩身和下部复合载体组成，桩身为钢筋混凝土结构，复合载体是避软就硬，以碎砖、碎石、混凝土块等为填充料，在持力层内夯扩加固挤密形成的挤密实体。夯击过程中如遇土洞，可即时对土洞进行充填处理，不会危及地面安全。
（6）复合地基：对于建筑荷载较小，土层较厚，土洞较多，岩面起伏大，采用复合地基处理可避开直接应用天然地基时的沉降量大和承载力小的理由。复合地基部分土体被置换成增强体，由周围地基同承担荷载，目前在工程实践中多采用深层搅拌桩或刚性桩作为增强体。地基竣工验收应进行压板载荷试验，一般承载力可以达到220kPa左右。
6今后应着重研究解决的理由
（1）勘探方面要解决钻探与物探如何更好的结合的理由
可以考虑将部分钻探孔论文导读：础型式。勘察、测绘与测试技术。上一页12
加深兼作跨孔电磁波CT扫描成像技术孔；提高物探剖析的准确度及精度；对土洞、溶洞的形态，形成由线到面再进入三维的立体映像，辅以岩层的产状、夹层的岩性等，以提供给设计人员一个明晰的认识。
（2）努力探寻适应岩溶地区的基础型式
①发展桩端喷浆、后注浆技术；
②改善桩头的嵌固能力；
③发展与岩面有良好接触应力的夯扩桩，提高施工效率；
④发展半刚性桩复合地基基础型式。勘察、测绘与测试技术。
[摘要]文中作者就工程地质勘察工作中的岩溶的一般形态和形成理由、岩溶地基的分析、岩溶探查及其施工理由、岩溶地区主要地基处理原则及地基基础处理的比选等多方面进行的阐述。
[关键词]地基 地质勘察 地基处理
[中图分类号] P642.254 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-132-1
1岩溶的一般形态和形成理由
岩溶地貌是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称。又称喀斯特地貌。其主要形态有溶洞、溶沟、溶槽、裂隙、暗河、石芽、漏斗及钟乳石等，是可溶性岩受水的化学和物理作用的结果。岩溶发育的基本条件：（1）具有可溶性岩层；（2）具溶蚀能力和流量足够的水；（3）地下水有下渗、流动的途径。一般地说，硫酸盐岩层、卤素类岩层岩溶发展速度较快；碳酸盐类岩层则发展速度较慢。质纯层厚的岩层，岩溶发育强烈，且形态齐全、规模较大；含泥质或其他杂质的岩层岩溶发展较弱。结晶颗粒粗大的岩石，岩溶较为发育，结晶颗粒细小的岩石，岩溶发育较弱。岩溶的发育是缓慢的，在建筑物使用年限内可认为是不变的。覆盖在岩溶面上的冲积、洪积层，在地表水下渗或地下水升降变化的情况下，土颗粒沿岩溶、洞穴裂隙带走，使上层土形成空洞而形成土洞。土洞是岩溶作用的产物，土洞其下基岩必有岩溶水通道，土洞常分布于溶沟西侧和落水洞、石芽上口等位置。
2岩溶地基的分析
岩溶不良地质构成的岩溶地基常常引起地基承载力不足、不均匀沉降、地基滑动和塌陷等地基变形破坏。随着越来越多的工程兴建在岩溶地区，岩溶地基理由就成为工程建设中的突出理由，加强岩溶地基稳定性分析评价，采用合理、经济的地基处理措施，有着重大的技术价值和经济作用。
岩溶地基分析评价过程的一般步骤为：实际洞体→几何模型→力学模型→数学模型→计算策略→结论。其核心内容是力学模型、数学模型及计算策略的研究。近年来在该领域内的研究取得较大进展，对岩溶空洞地基稳定性的分析评价经历了从定性→半定量→定量的过程。
定性评价法适用于初勘阶段选择场地及一般工程地基稳定性分析评价，包括综合分析法、经验比拟法。其中综合分析法可根据洞隙各项边界条件，对比所列影响洞体的诸因素进行综合分析并作出评价。
半定量评价策略：（1）顶板厚跨比法：此法常用于稳定围岩。不考虑顶板形态、荷载大小和性质，根据近似的水平投影跨度L和顶部最薄处厚度h，求出厚跨比h/L，作为安全厚度评价依据。（2）估算顶板安全厚度法：
3岩溶探查及其施工理由
工程地质勘察的目的是为设计和施工提供工程地质依据。但在岩溶地区岩石面高低起伏变化大，岩石露头无连续性和规律性，表层岩层往往十分破脆。普通的地质钻探难度大，很难反映场地的岩溶情况，常常不能完全满足设计要求，往往在施工过程中还要对场地环境进行复查，给地基处理、基础选型方案的选择带来很大难度，造成工期长，造价高，施工质量还难以保证。所以，在岩溶场地的勘察工作中不能单纯依赖钻探忽视物探，要两相结合，互相认证。可采用电法、电磁法探测基岩埋深、土洞，划分上覆松散沉积层序和风化带，采用跨孔电磁波计算机层析成像（CT）技术探测地下洞穴、隐伏断层、破碎带。结合利用传统钻探孔，将部分孔加深作为电磁坡发射及接收井，即可实现由点到面（剖面）的探查成果。
4岩溶地区主要地基处理原则
一般对地基稳定有影响的岩溶洞隙，应根据其位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件综合分析、因地制宜的采取下列处理措施：（1）对洞口较小的洞隙，宜采用镶补、嵌塞与跨盖等策略处理；（2）对洞口较大的洞隙，宜采用梁、板和拱等结构跨越。跨越结构应有可靠的支承面。（3）对于围岩不稳定、风化裂隙破碎的岩体，可采用灌浆加固和清爆填塞等措施；（4）对规模较大的间隙，可采用洞底支撑或调整柱距等策略处理。
5地基基础处理的比选
（1）冲孔灌注桩：由于冲孔是靠钻头的自由落体运动形成的冲力来成孔的，所以冲孔桩还适用于开口裂隙多的地质情况，冲击钻所造成的桩孔垂直度好。
（2）钻孔桩：钻孔桩的成孔直径大，一柱一桩，受力清楚，施工方便，适用于单桩荷载大、地下有孤石，夹层分布，岩溶表面不平的情况，用这种桩能钻穿孤石、夹层，将桩端可靠地支承在持力层上，桩端的嵌岩情况也好。但钻孔桩不宜用在溶岩裂除多，溶沟多的基岩中，因为施工中容易造成卡钻、钻杆沿溶岩斜壁偏斜，以至打偏等现象。
（3）预应力管桩：预应力管桩适用于地下有淤泥、土洞、流砂、地下溶洞连通暗河等情况，压桩采用的预制桩不受上述因素的影响，压桩的单桩承载力可由压桩机上的压力表观察到，所以非常直观，易于掌握，但在土岩软弱过渡较快处容易出现断桩。
（4）群桩：当岩溶表面极其复杂，但岩溶表面上覆盖有较厚沙土层时，如果采用以上各种桩型都难于施工或保证成桩质量和安全度的情况下，群桩不失为解决此类复杂地质情况的一种有效选择群桩的桩端并不一定要求支承在变化极其复杂的岩面上对工程地质勘察工作中岩溶地区地基处理的由优秀论文网站www.7ctime.com提供,助您写好论文.，只要在群桩桩端体的压力泡，能有效搜盖基岩面，即有坚硬的下卧层即可，这样就避开了复杂变化的基岩表面对桩基造成的危害或潜伏的危害。采用静压预制管桩作为群桩是较好的一种方式。
（5）夯扩桩：桩由上部桩身和下部复合载体组成，桩身为钢筋混凝土结构，复合载体是避软就硬，以碎砖、碎石、混凝土块等为填充料，在持力层内夯扩加固挤密形成的挤密实体。夯击过程中如遇土洞，可即时对土洞进行充填处理，不会危及地面安全。
（6）复合地基：对于建筑荷载较小，土层较厚，土洞较多，岩面起伏大，采用复合地基处理可避开直接应用天然地基时的沉降量大和承载力小的理由。复合地基部分土体被置换成增强体，由周围地基同承担荷载，目前在工程实践中多采用深层搅拌桩或刚性桩作为增强体。地基竣工验收应进行压板载荷试验，一般承载力可以达到220kPa左右。
6今后应着重研究解决的理由
（1）勘探方面要解决钻探与物探如何更好的结合的理由
可以考虑将部分钻探孔论文导读：础型式。勘察、测绘与测试技术。上一页12
加深兼作跨孔电磁波CT扫描成像技术孔；提高物探剖析的准确度及精度；对土洞、溶洞的形态，形成由线到面再进入三维的立体映像，辅以岩层的产状、夹层的岩性等，以提供给设计人员一个明晰的认识。
（2）努力探寻适应岩溶地区的基础型式
①发展桩端喷浆、后注浆技术；
②改善桩头的嵌固能力；
③发展与岩面有良好接触应力的夯扩桩，提高施工效率；
④发展半刚性桩复合地基基础型式。勘察、测绘与测试技术。