浅析岩溶地区岩土工程勘察与地基处理方法

浅析岩溶地区岩土工程勘察与地基处理方法

向进益

中冶武勘工程技术有限公司 430070

摘要：岩溶地区土体的性质与地质结构密切相关，因此，在对岩溶区进行勘察过程中必须注重工程勘查工作。本文以豫西湿陷性黄土地区为例，分析了其岩土工程勘察与地基处理中存在的问题，然后根据当地的实际情况提出了科学合理的岩土工程勘察与地基处理方法，旨在促进该地区岩土工程的高质量发展，

关键词：岩溶地区；岩土工程；地基处理；前期准备

岩溶地区属于深部不透水的浅层，地下水主要由地表径流和地下渗漏组成，其特点是渗透性差，且在一定条件下极易形成孔隙潜水。由于岩土体本身具有较大的自稳性质及较高强度等特性导致了它对周围环境以及人类活动影响很大，所以为了使工程建设更加安全、稳定地进行下去，并满足人们正常生活需求时就必须采取有效措施来保证地基基础稳定性和承载力达到要求水平，从而确保建筑物能够长期稳固，这就对地基基础的勘察与处理提出了更高要求，因此，岩溶地区在进行工程建设和施工中必须要做好相应地措施来保证其质量。

一、岩溶概况及岩溶地区的工程地质特点

（一）岩溶概况

岩溶土是指地下水中含有较多的水以及地下水，在一定程度上存在着孔隙、裂穴等物质。这些水体中往往包含有大量的溶洞和洞穴，并且其中还有许多细小颗粒或者是固体悬浮物；同时也包括了很多种不溶于水且不易溶解于空气之中的矿物质及盐类等等一些性质比较复杂而又十分容易被吸收利用掉或者分解出来具有明显毒性以及不可降解性和污染性的矿物成分。岩溶在地下水当中的含量比较少，而且还具有一定的隐蔽性，但是又因为其自身所具备的是一种特殊性质，所以它是被广泛使用以及应用[1]。

（二）岩溶地区的工程地质特点

1.地层分布

岩溶地区的土质主要是由碳酸盐、有机碎屑及少量灰白色粘土组成，其中，粉砂层和细沙砾石为最典型。在不同地质时期中存在着明显的差异性。在新构造运动期间形成了大量裂隙发育而成较小体积岩石，而经历一定地震之后又产生较大规模变形破坏现象出现大块岩脉或不规则破碎带等结构面形态的变化特征；同时伴随着地壳抬升、软化作用以及地温梯度加大，形成了较多的裂隙，这些大块岩体在一定程度上也会被溶蚀，从而导致其分布广泛，并对工程造成极大影响。由于土质构造的差异性以及岩体内部发育状况不同等原因，使得它们呈现出明显地带性、非均一性和区域性特征。

2.岩溶发育特征

根据岩溶发育的过程，可将其分为以下几个阶段:形成初期，地质构造条件复杂、地下水位较高以及地下水类型为基性泥岩层;后期地质环境较差。(1)前期构造活动较为严重，在整个岩溶地区中主要表现为地壳运动和地面沉降等因素影响下产生了局部断裂现象而引起的滑坡问题；(2)地层岩石性质变化较大，部分区域存在大量基面以下，但总体上呈微酸性且强度较低、不均匀性较强的土层结构；(3)地层岩性变化较大，局部存在大量的基面以下，并且土层整体稳定性较差、不均匀性较小等特点，在后期地质环境较为复杂时也表现为软塑状态下出现了大量溶洞现象。

3.地下水特征

岩溶地区的地下水主要是由两方面因素影响，一方面是因为地下水位较低，另一方面就是由于地下水在地质条件下受到人为开采或天然降水补给而导致出现裂隙发育、节理以及风化等现象。(1)岩溶区的裂隙与岩层性质有关。岩石结构中所含水大部分来源于上层滞积水分质层和下层土体空隙渗入到土体内部，由于地下水是由隔水性带进入孔系内部，使其渗流场发生改变，从而使裂隙结构发生变化，形成了地下水的渗流场。(2)岩溶区的裂隙与岩层性质有关。在地下水位较高、风化作用强烈且岩石破碎时，在地表下产生大量孔洞和裂缝等构造;当其处于古地理环境中或含水层厚度较大，而引起孔径大小发生改变时就会出现渗漏现象，由于岩质边坡土体为硬塑性粘土及软粘粉砂岩组成[2]。

二、豫西湿陷性黄土地区

岩溶地区的土质主要是黄土地层，在这些区域中，存在着大量不同类型的地下水位。豫西湿陷性黄土地区中部存在大面积水文地质现象，由于该部分地下水位较高且分布不均，为地表以下2-3m范围内出现了不同程度上泥石流、泥炭等地质灾害；而局部地下水则因地形地貌以及地貌特征被严重污染和破坏后形成新埋溶洞或溶沟，使岩土层的稳定性受到影响。在岩溶地区，地下水的主要特点是渗流和地下水位差较大。其中地下水受地形地貌、水文地质条件以及施工过程中人为因素影响较小。而地面径流水冲沟的存在使得地表水流顺畅地排入了附近河渠或河道之中，形成了局部范围内大面积积水井点，而在雨季或者降雨季节里出现大量雨水流入当地土层内部，造成岩溶地区地下水渗漏现象严重且污染程度较大。

三、岩土工程勘察与地基处理中存在的主要问题

（一）前期准备工作不足

岩溶地区地质条件复杂，岩土性质变化较大，对勘察工作造成了一定的困难，导致在进行前期准备时出现一些问题。(1)勘查深度不够。由于勘探方法比较落后、技术水平相对较低等原因使得部分钻孔无法达到设计要求和施工标准；同时也有一部分现场工作人员对于野外调查没有足够重视性，而忽视了现场勘验中所遇到的各种情况以及存在安全隐患；最后是勘察人员对岩溶地区地质条件了解不全面，在进行实地踏勘时不能准确把握勘查对象。(2)勘察方法不完善。由于岩溶地区复杂的地质条件，在进行实地踏勘中，不能准确确定岩溶区周围地层情况及地下水位变化等信息；另外还有部分勘探人员对于钻孔、泥石流、水文以及地下水特点了解不够透彻和片面性，直接影响了岩溶地区岩土工程的勘察与地基处理

[3]。

（二）勘察与地基操作不规范

在岩溶地区，有的工程勘察人员为了赶工期，没有严格按照相关规范进行施工。比如:在对公路、铁路等路段进行勘测时就发现了以下问题。(1)地基基础处理不当。由于部分道路和桥梁结构出现裂缝或者是支护措施不符合设计要求，或是由于混凝土配比不合格，导致地基变形过大或发生不均匀沉降现象等一系列的不良情况都会影响到岩溶地区工程勘察结果，造成严重的经济损失。(2)岩溶地区地下水水位高，且地下水位较浅而导致地基处理不规范。主要是因为在勘察过程中没有充分考虑到地基基础问题和地下水对工程施工影响等因素，引起相关部门重视不够或者忽略了这一方面的问题。(3)对于岩溶区域边坡土体稳定性较差，并且边坡的稳定性较差，但是由于工作人员专业素质不够高以及工作态度不认真等原因导致其无法有效完成相关施工任务与操作要求，从而影响到工程效益及质量。

（三）岩土工程勘察与地基处理手段单一

在岩溶地区，地下水位高，地表土层厚度大，且有大面积的透镜体覆盖。但是由于地下水流速度快导致了地面塌陷、地裂缝等现象。一方面，施工场地的地质情况比较复杂，勘察过程中对工程建设地点周围环境条件了解不足，施工现场没有经过详细勘探试验或其他资料来进行地基处理时，可能会造成岩溶地区地下水水位下降或者渗漏问题，从而影响到建筑物的安全与稳定性能;由于地下水流速度快导致了地面塌陷、地裂缝等现象[4]。另一方面，施工现场没有进行详细勘探，在工程建设场地周围的情况下，岩溶地区地下水水位下降严重影响了地基处理效果，同时地下水流速度快导致地面塌陷、地裂缝等现象。

四、岩溶地区岩土工程地基处理技术

（一）换填垫层法

换填垫层法是一种新型的地基处理方法，其基本原理是:在基坑开挖前，将基底清理干净并清除其中多余土方中存在有缺陷或软弱夹层。该技术具有施工简便、适用性强等优点。其应用范围包括地下工程和地面基础。一方面，地下工程主要为钻孔及承压含水砂卵石地层，钻进过程中会产生大量的废渣以及泥浆，这些废弃物会对地下水造成污染，进而会对地下水造成污染，因此，在钻孔中需要采用垫层法。另一方面，地面基础主要为地下水位以下的浅流场地，基坑开挖过程中会产生大量粉土、杂填物等废渣和积水情况时可采取换填垫层处理方法。首先将场地清理干净后再进行回灌施工，其次利用人工挖机来完成地基夯实工作，最后对基底实施固结压桩作业。

（二）压实夯实法

在进行施工时，由于土层的透水性较好，所以一般不需要采用夯实法。而当岩溶区较为明显、地下水位高过段及浅层地下水埋深较大等情况下可使用这种方法。(1)该工艺主要特点是:操作简单;施工方便且能保证工程质量和安全，但也存在一些缺点如:工作周期长、作业效率低以及施工设备的磨损程度比不上压密机具寿命，导致其无法满足岩溶区变形监测要求。在实际应用中，可选择压实机具，并采用不同的工艺进行施工，以便提高工作效率及保证工程质量。(2)该方法主要应用于土层较薄、浅部含水量高且密实度差的区域。但由于其作业时易受外界环境条件影响。所以在实际应用中要根据现场情况对操作参数加以控制和调整;同时还要注意的是:压路机具磨损程度小或没有达到标准，则可采用打夯法进行施工处理并确保质量与安全[5]。

（三）冲孔灌注桩

该方法主要适用于边坡较缓、不稳定的岩质基坑开挖和地下管线敷设时，可以有效减少场地对环境破坏。其施工流程为:现场→钻孔→钻机入盆式挖掘平台。(1)施工前准备工作及挖空灌浆技术。现场应先将泥浆泵车直接从桩顶装至土层内进行注水处理，然后再通过人工夯实的方法来完成基坑开挖和回填等工序的施做要求；(2)钻孔前应将场地四周的土体填入，并在桩顶进行回填处理，保证岩溶区的稳定性。同时要做好基坑排水工作；(3)在施工过程中应注意防止地面沉降和地下管线的渗漏。该方法适用于软土、粉质粘土或松散砂层较厚的岩溶区，对于浅部不均匀，厚度大，含水量高且地基稳定性差及地下水条件较差等地段采用该法效果良好，而对粘性黏土或灰毡类土质基坑(如泥浆护面)则适用此办法施工[6]。

五、总结

岩溶地区岩土工程的勘察与地基处理是一项综合性、复杂性的建设工程，由于岩土土层性质主要包括透水性、渗透性和粘聚力，在不同类型中，其表现出明显差异，因此需要对岩溶区域进行勘察分析。在施工过程中，要依据不同地段地质情况选用适宜方案，同时还要注意采取有效措施降低风险因素发生概率和影响范围，对于可能出现的危险点应提前做好防范工作，并及时与相关部门沟通协调好应急预案，提升岩土工程勘察与地基处理的效率和质量，促进岩土工程建设的高质量发展。

参考文献：

[1] 覃玉武. 岩溶地区勘察设计中应注意的问题及其处理方法[J]. 智能城市， 2020， 6(2):2.

[2] 李国胜. 岩溶地区地基处理及基础设计方法探讨[J]. 建筑结构， 2020， 50(3):10.

[3] 袁细平. 关于岩溶地基岩土工程勘察及地基处理研究[J]. 中华建设， 2020(17):2.

[4] 姚艳平. 岩溶地基岩土工程勘察及地基处理的有效策略研究[J]. 工程设计与施工， 2020， 2(9):3.

[5] 刘梅， 佘聪. 浅析建筑工程中地质岩土勘察及地基处理方法[J]. 中文科技期刊数据库（全文版）工程技术， 2021(7):2.

[6] 黄耀. 岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理措施[J]. 科技创新导报， 2021， 18(34):3.

作者简介：向进益 1988.8.15 男 湖北武汉 汉 本科 项目经理 中冶武勘工程技术有限公司 研究方向: 岩土工程/土木工程