探讨岩溶区域工程勘查中的地基处理问题

探讨岩溶区域工程勘查中的地基处理问题

徐浩

广东省核工业地质局辐射环境监测中心，广东 广州 510800

摘要：岩土工程勘查中岩溶区域的地基处理问题是一个重要而复杂的课题，因此一直是学术界和工程界关注的热点问题之一。在实际工程中，由于地基地质条件的不同，地基处理方案的选择和实施也需要针对具体情况进行综合考虑和科学决策。本文将根据案例探讨岩溶区域勘查中地基处理的方法、方案选择、施工技术和效果评估等方面问题，并提出相关处理措施，以期为岩土工程领域地基处理问题的研究提供新思路和方法。

关键词：岩土工程；勘查；岩溶区域；地基处理；问题

1 岩土工程中地基处理的重要性

1.1 提高地基承载能力

地基承载能力是指地基在承受工程荷载作用下的变形和破坏性质。当地基的承载能力不足时，会导致结构物沉降、倾斜、开裂等一系列问题，危及结构物的安全和使用寿命。地基处理通过增加地基的强度和提高地基的承载能力，为结构物提供更加稳定的支撑基础。常见的地基处理方法包括灰土加固、碎石加筋、桩基加固等。这些方法能够提高地基的剪切强度、抗压强度、抗拔强度等性能，从而提高地基的承载能力和稳定性。正确的地基处理方法可以有效地提高结构物的安全性、使用寿命和经济效益，同时保障工程的可持续发展。

1.2 控制地基沉降

地基沉降是指地基土壤在周围荷载作用下的变形过程，它会导致建筑物、桥梁等工程设施的不稳定和损坏。对于软弱土地基而言，地基沉降问题尤为突出，因此地基处理显得尤为重要。合适的地基处理方法可以控制地基沉降速率，从而保证工程的稳定性和使用寿命。地基处理方法包括加固和预压等，通过增加地基的强度和减小地基土壤的压缩性，可以控制地基沉降的速率和幅度，保证结构物不发生沉降问题。此外，还可以利用注浆、灌浆等方法，处理地基的空隙和裂缝，提高地基的稳定性。总之，地基处理在控制地基沉降过程中起着至关重要的作用，正确的地基处理方法不仅可以提高工程的安全性和稳定性，还能延长工程的使用寿命和降低维护成本。

1.3 防止地基液化

在地震活跃区域或土层存在液化风险的地区，地基液化是一种严重的地震灾害。地基处理在这些地区显得尤为重要，旨在防止地基液化和保护结构物的安全。合适的地基处理方法，如密实和加固，可以降低土壤的孔隙水压，减少土壤颗粒之间的移动，从而降低液化风险。通过提高土壤的密实度和剪切强度，使得土壤能够更好地抵抗地震震荡影响，从而保护结构物免受液化损害。此外，还可以采取排水措施，以减少土壤中的孔隙水含量，进一步降低液化风险。综上所述，地基处理在防止地基液化方面发挥着关键作用，能够保障结构物在地震中的安全性和稳定性，降低灾害风险，为人们的生命财产提供有效的保护。

1.4 提高地基的等均匀性

地基土质的均匀性对于结构物的稳定性和整体性能至关重要。地基处理可以通过改善地基土质的均匀性，减少不均匀沉降和沉降差异，从而保证结构物的稳定性。合适的地基处理方法包括填筑、加固、加压等，可以调整地基的土体性质，使其更加均匀。通过加固和压实地基土体，填平地基沉降差异，降低结构物的变形和应力集中，进而提高结构物的整体稳定性和承载能力。地基处理还可以修复地基的缺陷和不均匀性，提升土体的强度和稳定性，确保结构物在使用过程中不会发生沉降差异导致的损坏。综上所述，地基处理在提高地基的等均匀性方面起着重要作用，能够保证结构物的稳定性和整体性能的持久性。

2案例背景分析

2.1案例背景及其勘查目的

拟建的某市万达广场项目场地位于岩溶发育区域内，根据既有周边原始资料判断该场地属于岩溶发育区，存在土洞，溶洞等不良地质现象。本次勘察的目的是为该市万达广场项目的地基基础设计、地基处理和基础施工提供详细的拟建场地岩土层构成、分布资料，提出各岩土层的物理力学性质指标和有关岩土层参数建议，对拟建场地的岩土工程条件进行分析、评价，并提出合理化建议，为该市万达广场项目的施工图设计提供依据。

2.2需解决的地质技术难题

建筑物位于岩溶地区，须详细查明场地范围内存在的土洞及岩溶洞隙，评价其发育程度及对建筑物的影响程度，并提出相应整治措施。需查明其他不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度，查明埋藏的河道、沟宾、墓穴、防空洞以及地下管线、管沟、地下构筑物等对建筑物的不利影响，并就采取的措施提出建议。对建筑场的稳定性、危险性和适宜性进行评价。提出地基基础设计及施工中应注意的问题，对基坑开挖时的边坡稳定作出评价，提出必要的边坡支护方案。构筑物一览表见表1。

2.3勘查任务完成情况

3勘查结果及评价

3.1 场地不利埋藏物情况

根据勘查结果显示场地在勘探深度范围内所分布的地层有：①杂填土、②粉质粘土(可塑)、③粉质粘土(软塑)、④1圆砾、④2砾砂、④3淤泥质粉质粘土、⑤含砾粉质粘土（可塑－硬塑）、⑤1圆砾、⑤2含砾粉质粘土(软塑)、⑥残积粘性土、⑦1全风化粉砂岩、⑦2强风化粉砂岩、⑧1全风化辉绿岩、⑧2强风化辉绿岩、⑧3中风化辉绿岩、⑨中风化灰岩。勘察时未发现孤石，也未发现人防洞、墓穴等其它不利埋藏物。

本次钻探揭示，场地内见有土洞、溶洞发育，根据钻孔中揭露的土洞、溶洞发育情况看，土洞主要分布在⑤层含少量角砾粉质粘土中或灰岩面上，土洞高度为0.10-16.10m不等，土洞埋深在17.70-62.6m之间；溶洞高为0.2-12.80m不等，埋深为14.8-71.7m之间。充填物主要是软塑-流塑的粉粘土，部分是半充填或无充填体。其中，地表溶蚀度最大的类型是隐伏、深层覆盖类型，少数为浅埋式，线性溶蚀率KL为15.0%，属中度发育。

3.2 地下水情况

因本工程设有1-2层地下室，地下室室内整平标高329.9-334.50m，在现有地面8.00-15.50m之下。基坑开挖范围内的含水层主要为④1圆砾和④2砾砂，属强透水层。为查明含水层的渗透性能，给基坑降水设计等提供水文地质参数，对基坑开挖及基础施工有影响的第四系孔隙潜水含水层④1圆砾进行抽水试验，试验采用稳定流抽水试验。选择CK205号孔进行抽水试验。抽水试验成井结构：试验段采用φ110mm滤水管(外包滤网)，井管与孔壁之间充填细砾，非试验段采用无缝钢管护壁隔水处理,试验层以下采用粘性土封孔处理。抽水试验前均进行洗井和试抽，正式抽水时采用一次降深，试验程序和稳定时间符合规范要求。根据抽水孔所处水文地质条件，按有关水文地质模式与相关公式计算，得出主要水文地质参数见插表3，

以上结果可以看出，场地④1圆砾的渗透系数约为3.56m3/d，为强透水层。

3.3 地基基础评价

场地在地区构造格局定型于燕山晚期，属中新代构造活动带中的相对稳定地块。除土洞、溶洞外未发现泥石流、滑坡、崩塌等其他不良地质作用，除土洞、溶洞外，亦未发现其他不利埋藏物。故未对场地地层的土洞和溶洞进行处理时，场地稳定性较差。

勘察过程中，揭示的土洞主要发育在⑨灰岩面上，部分土洞发育在⑤层粉质粘土中，勘察时除了发现的土洞、溶洞之外，不排除除钻孔外（即孔与孔之间和勘探深度以下）的其他部位存在土洞的可能。

本场地土洞的形成与地下水活动密切相关，土层中细颗粒易被潜蚀、吸蚀，如表4。

岩溶通道存在大量的排泄冲蚀物，对土壤会进行潜蚀、吸蚀和搬运，从而产生了大量的土洞。在其发育过程中，一部分塌落物被从洞穴底部带出，另一些则留在洞穴中，或者受到地下水或地表水的渗透；又由其他管道流进洞穴，浸没在水里，形成呈软塑状态的土洞充填物。由于本场地岩溶地下水活动对土层的潜蚀、吸蚀作用仍存在，土洞还会继续发育和扩张。所以，对其进行适当的处置，可以有效地解决其地基不稳定的问题，保证建筑场地的稳定性。设计时，对土洞和灰岩表面的溶洞可结合基础型式采用不同的处理方式，采用冲钻孔桩时，不用预先处理，在成桩时可对土洞充填处理；采用CFG桩、预应力管桩或浅基时可根据附加应力的垂直影响深度来判定是否需要处理。

由于该场地土洞、溶洞埋深较大（最浅的埋深14.8m），按照浅埋土洞的处理方法不可行（如挖填和梁板跨越等），宜采用灌填处理。处理时，可在洞顶部地基基坑面上钻孔，可1个，也可多个，直径可选用100-150mm，用加压力水灌注洞内，冲洗干净后，再浇筑细粒混凝土，它具有增大地基强度、提高地基承载力等多种功能。采用CFG桩、预应力管桩时，应先施工桩再处理土洞、溶洞。

当采取有效措施对土洞和溶洞进行处理后，地基的稳定性可得到保证。

3.4 桩基础评价

场地中上部地层场未含孤石，部分桩端持力层含有较多溶洞，结合该地区工程实践经验，建筑荷载较大时可采用冲（钻）孔灌注桩或预应力管桩。

冲（钻）孔灌注桩的桩长可调，不存在切桩、接桩等难题；与（预制桩）相比，其耐腐蚀性和抗水平荷载较好，造价相对较低，但是施工时间比较长，冲桩时的震动和噪声会给周边的环境带来一些影响。且土洞充填物呈软塑状，存在缩径问题。采用该桩型时应注意作好护壁工作，在确保孔壁稳定的前提下尽量降低泥浆浓度，以使泥皮变薄，增加侧壁摩阻力。预应力管桩为挤土桩，施工较便利，无污染。

4 结语

由于篇幅限制，还有许多需要解决的问题笔者未能提及，综上所述，岩溶区域地基处理是岩土工程勘查、设计和施工中的复杂困难环节，特别需要注意水的作用而形成的土洞，溶洞等，需要依靠科学合理的勘查和设计方法，根据实际情况并结合国家标准和技术规范，严格控制工程实施质量，才能实现岩土工程施工质量的可持续发展。

参考文献：

[1]周亮.岩土工程勘察中的地基处理问题分析重点[J].智能城市,2019,5(05):67-68.

[2]韩俊俊,叶斌.试论岩土工程勘察中的地基处理问题[J].居舍,2018(35):12.

[3]白绍苓.地基处理和岩土工程勘察中的常见问题研究[J].住宅与房地产,2018(33):212.

[4]倪昌进,郭鹏飞,李万鹏.岩土工程勘察中的地基处理研究[J].居舍,2018(12):5.