巖溶地基巖土工程勘察及地基處理研究

鄒 弦 文 武 程紹萍

（重慶市勘測(cè)院， 重慶 400020）

0 引言

在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的背景下，巖溶地基巖土工程越來(lái)越受國(guó)家的重視，但其自身存在著很大的難題，單一的處理方法已經(jīng)很難符合巖溶地基巖土工程勘察要求。因此，對(duì)巖土工程進(jìn)行分析與研究具有重大意義。

1 巖溶地基下的巖土工程勘察及基本原則

巖溶地基巖土工程勘察主要包括工程地質(zhì)的測(cè)繪和調(diào)查、工程的勘察方法、一些測(cè)試工作和坑探鉆探等工作。因?yàn)閹r溶地區(qū)的地形具有極大的變化性、地質(zhì)條件具有極高的復(fù)雜性以及巖溶發(fā)育的多樣性。因此，在對(duì)巖溶地基巖土的地基進(jìn)行堪察時(shí)要注重實(shí)踐，切不可空談，必須做到因地制宜，具體問(wèn)題具體分析，所以要做到如下原則：

其一，了解巖溶地區(qū)形成的基本原理，即可溶性巖石（如石灰?guī)r、白云巖等）如果受含有碳酸鈣經(jīng)流水長(zhǎng)期沖刷就會(huì)產(chǎn)生化學(xué)作用，形成多種巖溶地區(qū)，如裂隙、石芽、石溝、石林、鐘乳石等。也要注意其有兩種形成條件，即大量可溶性巖石和大量水體：針對(duì)大量可溶性巖石來(lái)講，巖溶地區(qū)的形成需要可溶性巖石的數(shù)量達(dá)到一定程度，否則將會(huì)引起受水流沖刷條件下的水土流失效應(yīng)，從而無(wú)法形成巖溶地區(qū)。在巖體分類方面，大多數(shù)可溶性巖石屬于碳酸鹽巖、硫酸鹽巖以及鹵化鹽巖類等成分復(fù)雜的巖石，因此其必須在流水侵蝕時(shí)，才能逐漸形成巖溶地區(qū)。對(duì)于勘測(cè)擁有大量水體的地區(qū)，需要了解水體也是形成巖溶地區(qū)的充分必要條件，水體是在大量流水水體不斷沖刷大量可溶性巖石，產(chǎn)生溶蝕、動(dòng)力侵蝕的作用下形成巖溶地區(qū)。其二，注重對(duì)無(wú)巖溶區(qū)的勘察，主要是對(duì)分布的石筍、石柱情況以及軟土層在巖面與殘積土之間的分布厚度進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行科學(xué)性的分析和鉆孔的規(guī)范布置。其三，注重對(duì)一般發(fā)育巖溶區(qū)進(jìn)行勘察，重點(diǎn)勘察巖面的起伏情況、巖面的坡度以及分布的溶溝與溶洞規(guī)模大小、埋深的情況。其四，對(duì)巖溶發(fā)育區(qū)的勘察，探析應(yīng)使用哪種合適的處理方法[1]。

2 巖溶地基巖土工程的處理措施

2.1 確認(rèn)巖溶地基巖土工程的處理方法

第一，采用鉆孔灌注樁處理辦法。鉆孔灌注樁憑借著自身具有的受力清晰、成孔直徑大、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，可以將墻壁的保護(hù)效果發(fā)揮到極致，而且鉆進(jìn)速度較快，能夠牢固的將樁端放置于持力層上，所以采用鉆孔灌注樁處理措施，將十分適用于解決巖石質(zhì)硬、單樁荷載較大、巖溶表面不平以及地下存在孤石等情況。可惜鉆孔灌注樁仍存在著缺點(diǎn)，如：第一點(diǎn)，大量消耗功率與時(shí)間，因其鉆進(jìn)到較高強(qiáng)度的石灰?guī)r時(shí)，在某種情況下會(huì)限制回旋鉆的破巖能力，降低工程勘察效率。第二點(diǎn)，拖慢施工進(jìn)度，若遇到傾斜程度較大的巖面時(shí)，鉆頭可能無(wú)法無(wú)法與巖層產(chǎn)生均勻的接觸，因此極易出現(xiàn)偏孔、斜孔和卡鉆的情況。第三點(diǎn)，若在施工過(guò)程中出現(xiàn)了大體積的擴(kuò)孔和泥漿流失的情況，鉆孔灌注樁無(wú)法有效預(yù)防。第四點(diǎn)，因?yàn)殂@孔灌注樁在進(jìn)行清孔時(shí)的難度較大，而且在低級(jí)處理結(jié)束后的鉆桿拆除作業(yè)無(wú)法快速的進(jìn)行，所以如果在進(jìn)行地基處理時(shí)遇到坍孔現(xiàn)象，那么無(wú)法及時(shí)提起鉆頭。所以施工人員在進(jìn)行工程處理時(shí)要注意是否會(huì)有上述情況的發(fā)生，若有，一定要及時(shí)更換處理措施。

第二，采用沖孔灌注樁，在使用沖孔灌注樁進(jìn)行作業(yè)時(shí)，一般都會(huì)采用適應(yīng)能力強(qiáng)的沖擊鉆，它可以通過(guò)各種卵漂石層、孤石或鈣質(zhì)膠結(jié)層，如果在施工中出現(xiàn)斜面開孔、裂隙、溶溝等情況，那么使用工藝較為簡(jiǎn)單且成本較低的沖孔灌注樁對(duì)進(jìn)行事故處理是最好的解決方式。在溶洞進(jìn)行巖溶地基巖土工程作業(yè)時(shí)，很可能遇到坍孔或漏漿的情況，沖孔灌注樁可以憑借其超快的提起沖鉆的速度，防止埋錘、掉錘事故的發(fā)生。值得注意的是：雖然在開孔傾斜巖面時(shí)，可以使用“投入片石”的方法，保證樁孔的垂直度，避免孔底虛實(shí)不均現(xiàn)象的發(fā)生，但是因?yàn)楣嘧⒒炷梁统煽椎碾y度較大，所以如果基樁在作業(yè)時(shí)途徑大裂隙或多層溶洞，極易產(chǎn)生混凝土超灌現(xiàn)象。與此同時(shí)必須將孔口護(hù)筒工作放在首位，從而避免在成孔過(guò)程中易出現(xiàn)的坍孔、漏漿、卡鉆、地面塌陷、埋鉆等事故的發(fā)生。

第三，采用人工挖孔樁處理方式。人工挖孔樁與上述兩種處理方式相比，具有容易得到保證的特點(diǎn)，所以在巖溶地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，其依靠自身的優(yōu)點(diǎn)（如工藝簡(jiǎn)單、施工進(jìn)度快、成本低、質(zhì)量直觀等）在成樁質(zhì)量、施工工藝上取得了一定的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)。但是要注意人工挖孔樁在多數(shù)時(shí)候只能適用于巖溶上覆土層較薄、地質(zhì)發(fā)育不強(qiáng)烈的地方。因此，可采用鋼管樁、沖擊樁和挖孔樁相結(jié)合的處理方法。如果是巖溶發(fā)育較強(qiáng)烈或者存在流沙、軟土的地區(qū)就不能使用人工挖孔樁，從而防止出現(xiàn)涌水量驟增或護(hù)壁困難等情況，避免對(duì)施工進(jìn)度造成影響。還要注意的是為了將對(duì)周圍環(huán)境的影響降到最低，在地下水豐富、持力層深度較大的地區(qū)，需禁止使用強(qiáng)排地下水的措施。尤其是要對(duì)地下水豐富的地區(qū)保持重視，因地下水位的特殊性，會(huì)被施工所擾動(dòng)，對(duì)巖溶地區(qū)地質(zhì)條件造成影響，使其變形量發(fā)生異常，信息表現(xiàn)不穩(wěn)定，所以為了保證在建筑施工時(shí)準(zhǔn)確的獲取信息，不要在施工后的第一時(shí)間進(jìn)行信息獲取工作，而應(yīng)在施工后的24s 再獲取信息[2]。

第四，灌漿法。我國(guó)在某些地區(qū)都對(duì)巖土溶洞連續(xù)的灌注混凝土（有時(shí)十幾噸，有時(shí)上百噸），從而進(jìn)行對(duì)大型溶洞的處理，這也被稱為灌漿法，因?yàn)楣酀{法不僅能夠良好的對(duì)大型溶洞進(jìn)行處理，還能起到極強(qiáng)的加固效果，例如可以加固深淺土洞、淺層溶洞、溶溝內(nèi)軟土、基巖面軟土或塌陷等地區(qū)。不過(guò)采用灌漿法仍然具有注意事項(xiàng)：在對(duì)巖溶發(fā)育較強(qiáng)烈的地區(qū)進(jìn)行水文地質(zhì)勘察工作時(shí)，一定要在開始作業(yè)前進(jìn)行嚴(yán)格的勘察，如果因?yàn)槟承┰蛭茨苓M(jìn)行嚴(yán)格的勘察，就不要采用此種方法進(jìn)行對(duì)大型溶洞的處理工作。

2.2 巖溶地基巖土工程處理方法的相關(guān)運(yùn)用

據(jù)上文所述，可得出在對(duì)巖溶地基巖土工程進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很多不同類別的問(wèn)題，產(chǎn)生問(wèn)題的原因有以下幾個(gè)方面：未實(shí)施具有針對(duì)性的勘察方案；未重視試驗(yàn)工作；未對(duì)巖溶規(guī)律進(jìn)行確認(rèn)；未實(shí)行適宜的勘察手段。所以若是想解決這些問(wèn)題，就必須要做到運(yùn)用綜合物探的方法。例如，針對(duì)地形、地貌來(lái)采用合適的方案來(lái)開展工作，確保方案的合理性；勘察時(shí)一定要依照原則（即面到點(diǎn)、先地表后地下等）來(lái)制定作業(yè)流程；從而確保準(zhǔn)確的獲取信息；在進(jìn)行作業(yè)時(shí)可以使用鉆探、物探、化學(xué)勘探的技術(shù)手段，并且以鉆孔電磁波CT、鉆孔數(shù)字?jǐn)z像等手段進(jìn)行輔助。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，因?yàn)閹r溶地區(qū)的發(fā)育存在極高的不穩(wěn)定性，所以在對(duì)巖溶地區(qū)巖土工程進(jìn)行勘察時(shí)需要時(shí)刻保持警惕，也要注重保持處理方法的多樣性以及避免問(wèn)題處理的單一性，保證工程能夠順利高效的進(jìn)行，減少經(jīng)濟(jì)成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。