巖溶地基巖土工程勘察及地基處理分析

張志剛，張恩重

（山東省地礦工程勘察院，濟(jì)南 250014）

1 引言

隨著我國城市化建設(shè)步伐逐漸加快，建筑工程逐漸增多，而對于一些處于巖溶地區(qū)的建筑，其地質(zhì)概況將會對工程的建設(shè)造成較大影響。

2 巖溶地基巖土工程勘察概述

巖溶邊坡巖土工程調(diào)查建筑工程的要求，現(xiàn)場建立地質(zhì)、環(huán)境特征等相關(guān)數(shù)據(jù)的收集和分析，該建筑工程中重要的建筑設(shè)計、巖土工程勘察質(zhì)量和巖土工程勘察結(jié)果直接影響建筑的設(shè)計、施工和最終質(zhì)量。巖石在實(shí)驗(yàn)室測試和現(xiàn)場測試中具體反映了鉆井場地的原始狀態(tài)和土壤樣品。首先，對建筑工地的現(xiàn)場地質(zhì)條件應(yīng)仔細(xì)勘察，對所有的地形、地質(zhì)條件和巖土分布、深度分布和變化進(jìn)行分析。然后對施工現(xiàn)場收集的土壤樣本進(jìn)行測試和分析，對建筑工地的土壤質(zhì)量與各種技術(shù)和測試的結(jié)果進(jìn)行分析。除此之外，設(shè)計人員需要在深入調(diào)查和分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合建設(shè)項目的相關(guān)數(shù)據(jù)，對建筑設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，從而提升設(shè)計內(nèi)容的可行性。從宏觀層面上來看，巖土調(diào)查的核心目標(biāo)是完成區(qū)域水文情況和土壤結(jié)構(gòu)參數(shù)的勘察，在實(shí)際勘察過程中，需要借助可靠的勘察技術(shù)來提高數(shù)據(jù)調(diào)研結(jié)果的精準(zhǔn)度。并結(jié)合已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)信息，擬定合理的巖土工程施工計劃，從而為工程施工活動的順利推進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

3 常見的地基處理方式

1）利用土工合成材料。土木合成物的質(zhì)地比較輕盈，且施工操作工序十分簡單，將其應(yīng)用到巖溶地基巖土工程中不僅能實(shí)現(xiàn)對地基的加固和隔離處理，而且還能達(dá)到理想的排水效果。在地基脆弱的部分可以應(yīng)用土工合成材料，以提升整個工程土層的承載力。

2）砂石墊層處理方法。這種處理方法主要是采取相關(guān)措施將地基下比較脆弱的土層挖走轉(zhuǎn)移，之后對地基挖走的土層地面進(jìn)行夯實(shí)處理，選擇不具備腐蝕性能的砂石對基礎(chǔ)面進(jìn)行分層夯實(shí)處理，由此構(gòu)成地基的承載面。

3）強(qiáng)夯技術(shù)。強(qiáng)夯技術(shù)一般在高回填土、黃土等地基加固中廣泛應(yīng)用，在加固地基的同時還能有效預(yù)防粉質(zhì)黏土和粉砂液化現(xiàn)象。

4 技術(shù)措施分析研究

4.1 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯技術(shù)是一種原理和動態(tài)整合過程，通過強(qiáng)夯施工工藝和方法的具體工作，使其重錘自由墜落，造成強(qiáng)大的沖擊振動，以提高地基土強(qiáng)度，降低土的壓縮系數(shù)，改善土壤的性質(zhì)，提高路基的穩(wěn)定性。在公路路基的施工中，為了保證壓實(shí)質(zhì)量，需要考慮減壓的工作原理、作用和優(yōu)點(diǎn)。地基夯實(shí)后，上部結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度增加。當(dāng)壓實(shí)地基時，抗壓強(qiáng)度為原強(qiáng)度的2 倍以上，可壓縮性下降2 倍以上。此外，使用履帶起重機(jī)壓實(shí)過程，操作簡單，容易控制施工過程。但強(qiáng)夯法易引起振動和產(chǎn)生噪聲，必須采取建筑生命保護(hù)措施，強(qiáng)夯施工時對施工現(xiàn)場的含水量有一些要求，因此，為了加強(qiáng)對施工機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性檢測和控制，應(yīng)充分重視混凝土施工管理工作【1，2】。

4.2 換填施工技術(shù)

在地基施工中，為了有效地解決松弛地形問題，提高施工質(zhì)量和施工水平，經(jīng)常使用到的施工方法便是換填施工技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，需要注意以下4 點(diǎn)：

1）做好基礎(chǔ)資料的采集工作，對于巖溶地基區(qū)域的面積、厚度、節(jié)理發(fā)育情況、地下波動情況等資料進(jìn)行收集，結(jié)合分析結(jié)果擬定合理的技術(shù)施工方案，明確換填材料、開挖深度等。

2）根據(jù)施工方案中的相關(guān)要求，將軟土材料挖出，同時做好基層處理工作，擬建相應(yīng)的排水系統(tǒng)將積水全部排出，保持換填環(huán)境的干燥性。

3）選擇級配良好、硬度較強(qiáng)的材料，如礫石、砂子等，有時為了對基礎(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，還會在材料中添加適量水泥，提升換填后地基的完整性。換填材料的總量需要結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行確定。

4）將新材料填充到原土層所在位置，以此來提升地基的承載能力。對于地層厚度較大的換填區(qū)域，需要搭配分層填筑的方法，在填充30～50cm 后，需要利用碾壓設(shè)備進(jìn)行一次處理，待壓實(shí)度（≥95%）滿足要求后，進(jìn)行下階段填充施工，直到填充至既定標(biāo)高位置。

4.3 地基施工處理的優(yōu)化

1）地基基礎(chǔ)處理前，為了開展地基基礎(chǔ)處理工作，需要全面地調(diào)查施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和周圍環(huán)境條件，確定基礎(chǔ)處理工作的范圍和方法，以便開展規(guī)劃建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計的前期工作。與此同時，還應(yīng)該重視總結(jié)地基處理的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)各種地基處理的方法，以便提高地基處理工作水平。

2）根據(jù)施工計劃、地質(zhì)條件、勘探報告、施工環(huán)境、施工材料等內(nèi)容，初步確定基礎(chǔ)工程的工程造價，為后續(xù)造價管理提供參考。

3）優(yōu)化選擇的基礎(chǔ)施工方案，根據(jù)建筑安全水平測試和現(xiàn)場的復(fù)雜性，固體測試應(yīng)選在具有代表性的地方，確保施工的順利進(jìn)行。

4.4 加固法

巖溶地基的加固可以采用加固法，根據(jù)加固法的原理，可分為3 種常用的方法：

1）溶洞灌漿。主要加工表面巖溶洞穴灌漿。這種方法不僅成本低，加工范圍在洞穴內(nèi)灌入相應(yīng)的泥漿，可以有效改善土壤結(jié)構(gòu)，增加其穩(wěn)定性，同時，可以切斷地下水，防止地下水影響基礎(chǔ)。

2）壓力灌漿。即通過高壓設(shè)備將漿液倒入地基中，通過擠壓去除土壤中多余的水分。漿體凝固后形成較硬的地質(zhì)，使地基具有較強(qiáng)的物理化學(xué)性質(zhì)，在工程建設(shè)中發(fā)揮較大的作用。

3）強(qiáng)夯法。即在地基的高處懸掛重錘，通過重錘的自由落體不斷夯實(shí)地基，從而除去地基中的水分，達(dá)到加固地基的目的【3】。

4.5 物探勘察法

巖溶基礎(chǔ)識別最常用的方法是物探方法，即通過電磁或雷達(dá)手段識別密度、放射性等區(qū)域物理性質(zhì)。對于識別方法，主要應(yīng)用于深層巖溶地區(qū)，巖溶地區(qū)或大尺度及其應(yīng)用系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確了解巖溶地貌分布。目前，常用的物探方法有高密度法、雷達(dá)探測法、電磁法、電磁波斷層掃描法等。

5 結(jié)語

施工的重要組成是部分地基的識別和地質(zhì)處理，直接關(guān)系到施工質(zhì)量，特別是在特殊地質(zhì)條件可能對地基產(chǎn)生重大影響的巖溶地區(qū)。因此，有必要進(jìn)行地質(zhì)勘探科學(xué)而有效地獲取精確的地質(zhì)資料，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，處理地基與理性的技術(shù)解決方案，以確保地基的穩(wěn)定構(gòu)成，為整個項目的建設(shè)打下良好的基礎(chǔ)。