巖溶地區(qū)巖土工程特性及基礎(chǔ)施工的分析

陳志明

摘 要： 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)建筑項(xiàng)目工程的質(zhì)量要求越來越高。在項(xiàng)目工程的施工環(huán)境中，巖溶地區(qū)非常特殊，巖溶地區(qū)的巖土工程特性會(huì)影響項(xiàng)目工程的質(zhì)量，因此建筑行業(yè)在施工之前，必須對(duì)巖溶地區(qū)的各項(xiàng)要素進(jìn)行分析。本文將具體探討巖溶地區(qū)巖土工程特性及基礎(chǔ)施工的問題，希望能為相關(guān)人士提供一些參考。

關(guān)鍵詞： 巖溶地區(qū)； 巖土工程特性； 基礎(chǔ)施工

巖溶地區(qū)的項(xiàng)目施工非常特殊，很多建筑企業(yè)都把關(guān)注重點(diǎn)放在巖溶地區(qū)的項(xiàng)目工程上。巖溶地區(qū)的環(huán)境具有復(fù)雜性，如果沒有對(duì)巖土工程地質(zhì)展開分析，就會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目工程出現(xiàn)質(zhì)量問題，嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)塌方等情況。為了保障項(xiàng)目工程的質(zhì)量安全，促進(jìn)自身的可持續(xù)發(fā)展，建筑行業(yè)必須對(duì)巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)特性進(jìn)行分析。

1. 巖溶地區(qū)巖土工程特性

1.1 分布特征

首先，巖溶地區(qū)的分布相對(duì)集中，一般來說巖溶地區(qū)的周圍會(huì)出現(xiàn)大量的溶洞、溶溝和溶隙等，這是因?yàn)槭艿搅藥r溶地區(qū)地下水的作用。巖溶地區(qū)的地下水資源非常豐富，這些地下水會(huì)對(duì)巖石結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖蝕，使結(jié)構(gòu)發(fā)生形態(tài)上的變化。如果巖石結(jié)構(gòu)變形，就會(huì)出現(xiàn)溶洞，如果巖石結(jié)構(gòu)崩塌，就會(huì)形成溶隙，如果巖石結(jié)構(gòu)陷落，就會(huì)出現(xiàn)溶溝，因此巖溶地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下水密切相關(guān)[1]。

一般來說，巖溶地區(qū)的水文條件如下：第一，在巖溶地區(qū)，地下水資源非常豐富，而且地下水的流動(dòng)性較好。第二，在巖溶地區(qū)有大量的溶溝和溶洞等，這些都是由于巖石結(jié)構(gòu)變化所形成的，在這些區(qū)域會(huì)流經(jīng)地下水。第三，巖溶地區(qū)有大量的石灰?guī)r，會(huì)和地下水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)過程如圖1所示。

1.2 形態(tài)特征

其次，巖溶地區(qū)的形態(tài)行對(duì)固定。一般來說，巖溶的形態(tài)包括以下幾種：第一是晶孔型，第二是溶溝型，第三是溶隙型，第四是溶管型。除了上述四種主要形態(tài)之外，巖溶形態(tài)還包括溶帶、洞隙等類型。就巖溶的個(gè)體規(guī)模來看，不同類型的巖溶形態(tài)規(guī)模也不盡相同。一些巖溶形態(tài)的規(guī)模比較大，如溶洞的圓形巖體等。一些巖溶形態(tài)的規(guī)模比較小，如土洞的長(zhǎng)條形巖體等。

2. 巖溶地區(qū)巖土工程的基礎(chǔ)施工分析

2.1 基礎(chǔ)施工過程的地質(zhì)災(zāi)害

首先，巖溶地區(qū)巖土工程在基礎(chǔ)施工的過程中會(huì)引發(fā)地面的變形。巖溶地區(qū)有大量的石灰?guī)r，這些石灰?guī)r在遇到地下水之后會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使原來的巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如巖體塌落等等。一旦出現(xiàn)巖體塌落，地面就會(huì)出現(xiàn)變形，建筑物的結(jié)構(gòu)也會(huì)遭到破壞。

其次，巖溶地區(qū)巖土工程在基礎(chǔ)施工的過程中會(huì)導(dǎo)致巖溶的塌陷。自然因素和人為因素都會(huì)對(duì)巖溶造成影響。就自然因素來看，地下水的運(yùn)動(dòng)流程會(huì)影響巖溶的發(fā)育，導(dǎo)致巖溶出現(xiàn)塌陷[2]。就人為因素來看，施工單位的基礎(chǔ)施工會(huì)改變地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，加速巖溶的塌陷。

2.2 巖溶地區(qū)巖土工程的基礎(chǔ)施工設(shè)計(jì)

首先，在施工之前，施工單位應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行勘查。具體來說，施工單位應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：第一，應(yīng)該聘請(qǐng)專門的地質(zhì)勘探專家，對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域的巖土工程特性和水文地質(zhì)進(jìn)行分析。第二，應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)氐膸r石類型進(jìn)行判斷，分析巖溶地區(qū)的發(fā)育情況。第三，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境特征、水文地質(zhì)條件、巖石發(fā)育情況制定施工方案。第四，要采用現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備，確定勘查的鉆孔位置和鉆孔深度等等。

其次，在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該以各項(xiàng)勘查資料作為設(shè)計(jì)依據(jù)。當(dāng)進(jìn)行鉆孔勘查之后，可以明確巖石的發(fā)育情況。一般來說，巖石的顏色、巖質(zhì)都會(huì)影響到項(xiàng)目工程的質(zhì)量，因此施工單位必須根據(jù)巖石的發(fā)育狀態(tài)確定巖溶地區(qū)的類型。以淺灰色、堅(jiān)硬的微風(fēng)化灰?guī)r為例，這種巖石在溶隙中較為常見，施工單位可以以此判斷當(dāng)?shù)氐膸r土工程特性。

再次，在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該保證樁基的穩(wěn)定性。樁基是項(xiàng)目工程承重的關(guān)鍵，如果樁基不穩(wěn)，就會(huì)影響建筑物的整體穩(wěn)定性，嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)坍塌的情況，因此施工單位應(yīng)該確保樁基的穩(wěn)定性。在施工設(shè)計(jì)中，施工單位要沖孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后對(duì)樁基的巖層進(jìn)行分析，確定最終的標(biāo)高額度，保證樁基的承重性能。

3. 巖溶地區(qū)巖土工程的基礎(chǔ)施工實(shí)踐

3.1 佛山一環(huán)桂和立交橋

為了更好地探討巖溶地區(qū)巖土工程的基礎(chǔ)施工問題，下文將列舉佛山一環(huán)貴和立交橋的實(shí)例，探討具體的基礎(chǔ)施工步驟。

佛山一環(huán)桂和立交橋的基礎(chǔ)施工步驟如下：第一，就樁基基礎(chǔ)來看，施工人員主要采用了鉆孔的方式，樁基的半徑大約在兩米左右，橋墩與橋墩之間的距離被限制在20m之內(nèi)。在每個(gè)橋墩之下，都有承重的平臺(tái)，且平臺(tái)之間的距離為八米。為了保障項(xiàng)目工程的穩(wěn)定性，在承重平臺(tái)的下方又放置了兩根基礎(chǔ)。當(dāng)灌注工作完成之后，對(duì)橋樁的主體進(jìn)行檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)橋樁的高度為五十米左右。對(duì)抽芯進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)橋樁的一段正好處在巖溶地區(qū)之中，且當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)類型為軟塑黏土，如果不采用相關(guān)的加固措施，就會(huì)影響橋梁的整體穩(wěn)定性，因此還需要對(duì)承重平臺(tái)進(jìn)行鉆孔控制。第二，就當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)來看，佛山一環(huán)桂和立交橋正好處在巖溶地區(qū)之中，在橋樁以下有石灰?guī)r，為了使巖土工程滿足當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，需要打三個(gè)鉆孔，第一個(gè)鉆孔為地下深度四十六米，在第一個(gè)鉆孔的周圍，有微風(fēng)化灰?guī)r。第二個(gè)鉆孔為地下深度52m，在第二個(gè)鉆孔周圍有完整微風(fēng)化灰?guī)r。第三個(gè)鉆孔為地下深度57m，且第三個(gè)鉆孔周圍的微風(fēng)化石灰?guī)r為漏斗狀。

3.2 英德大橋

下文將列舉佛英德大橋的實(shí)例，探討具體的基礎(chǔ)施工步驟。

英德大橋的基礎(chǔ)施工步驟如下：第一，需要對(duì)大橋狀態(tài)進(jìn)行分析。通過測(cè)量，發(fā)現(xiàn)大橋的長(zhǎng)度為444m，寬度為12m。由于大橋投入使用的時(shí)間較長(zhǎng)，橋墩已經(jīng)發(fā)生了病害，出現(xiàn)了偏移的情況。如果沒有采取有效手段，橋面會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變形，支座將無法繼續(xù)發(fā)揮支撐作用，因此需要對(duì)橋墩進(jìn)行維修和加固。第二，把英德大橋的橋墩編成號(hào)，可以發(fā)現(xiàn)八號(hào)和九號(hào)橋墩正好處在巖溶地區(qū)之中，該地巖溶地區(qū)的最大高度可以達(dá)到7m。在巖溶地區(qū)中有大量的淤泥和黏土，而且?guī)r溶地區(qū)的形態(tài)非常不規(guī)則。經(jīng)過計(jì)算，溶洞的標(biāo)高為17m左右，由于橋墩處在底層的巖溶地區(qū)之中，需要限制基礎(chǔ)樁尖標(biāo)高的范圍，避免橋墩繼續(xù)傾斜。值得注意的是，在英德大橋的建設(shè)中，由于巖溶地區(qū)地貌相對(duì)復(fù)雜，還沒有采用先進(jìn)的勘探手段，導(dǎo)致工程無法根據(jù)巖溶的分布規(guī)律展開建設(shè)。

4. 結(jié)論

綜上所述，巖溶地區(qū)的巖土工程具有特殊性，為了保障項(xiàng)目工程的質(zhì)量，必須掌握巖溶地區(qū)巖土工程的特性。

參考文獻(xiàn)：

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