岩溶地区地基处理方法与应用剖析

岩溶地区地基处理方法与应用剖析

建筑物的沉降，以解决高层建筑主体和裙房之间差异沉降问题。不论采用哪种方法，如果采用施工后浇带而不设置永久变形缝，却有可能出现裙房与高层建筑物的整体倾斜。因此，如何保证高层建筑物整体使用寿命，除质量安全、材料、工艺要求外，首先要把握基础施工方案，这是关键。地基处理的好坏将直接关系到基地的造型和造价，所以岩溶地区地基处理方法更值得探讨。

关键词：岩溶地区；地基处理；方法与应用

引言

岩溶地区不良地质构成的岩溶地基常常引起地基承载力不足、不均匀沉降、地基滑动和塌陷等地基变形破坏。随着越来越多的工程兴建在岩溶地区，岩溶地基问题就成为工程建设中的突出问题，加强岩溶地基稳定性分析评价，采用合理、经济的地基处理措施，有着重大的技术价值和经济意义。

1 岩溶地区地基特点

岩溶又称喀斯特地貌，是水对可溶性岩石（碳酸盐岩、硫酸盐岩等）进行以化学腐蚀为特征，并包括水的机械侵蚀和崩塌作用，以及物质的携出、转移和再沉淀的综合地质作用以及由这种作用产生的现象的统称。岩溶发育的基本条件是：可溶性岩体、具有溶蚀力的水以及水的循环交替。土洞是指埋藏在岩溶地区可溶性岩层的上覆土层内的空洞，是岩溶地基常见的一种岩溶作用产物。它的形成和发育与土层的性质、水

的活动、岩溶的发育等因素相关。其中地下水或地表水的活动是土洞发育最重要最直接的影响因素。地下水或地表水的活动与运移，将对土层产生潜蚀作用及山脚解作用而形成土洞。土洞洞体形成后，其洞壁周围产生应力集中现象，当地下水位发生变化时，将进一步改变土洞壁周围土体的应力状态，并有可能导致洞边土体产生破坏，土洞进一步扩大而塌陷。岩溶地区的土层特点是厚度变化大，孔隙比高，地基很容易产生不均匀沉降从而导致建筑物倾斜开裂甚至破坏。

2 常用的岩溶地基处理方法

2.1岩溶地基加固法

溶洞灌浆主要面向的是机械设备小型化和辅助用房下的浅层岩溶的处理，由于其成本造价低，应用范围较为广泛。其对岩溶的处理原理是填实溶洞，使其有一定的稳定性和一定的强度，然后切断其与地下水之间的联系，以防溶洞的再次扩大，进而对建筑物造成危害。对于有粘性土或沙砾填充的场地溶洞，其本身的构成决定了其漏水现象严重，甚至有的还与上部溶洞相连，为了对溶洞的加固效果更加稳定，适合采用联合灌浆技术。对洞内无充填物则不进行旋喷洗孔。高压旋喷清水及注浆是为了保证灌注水泥混合浆液前溶洞内浆液的稳定，也保证了加固处理后形成的灌浆体性质均匀稳定，不存在软弱灶，并使溶洞没有继续发育的条件及空间。施工中应注意地层情况，准确控制需处理溶洞的规模、深度、范围及充填情况。对埋深较大的岩溶土洞，宜采用压力注浆法加固，压力注浆是将浆液通过压浆泵注浆管注入岩土层中，以填充、渗透和挤密等方式，驱走岩石裂隙中或土颗粒问的水分和气体，并填充其位

置，硬化后将岩土胶结成一个整体，形成一个强大的、抗渗性高和稳定性良好的新的岩土体。另外注浆体的压力注入，可在基岩面封堵岩溶开口洞隙，防止地下水位升降潜蚀发生土洞，从而使岩溶地基得到加固。为保持地下水通畅，条件许可时采用附加支撑减少洞跨，称顶柱法。贵州某铁路构筑物以半挖半填形式通过一顶板厚 2.0-3.2m的大型溶洞上方，在洞内砌筑4根浆砌片石柱以支撑溶洞顶板，即获解决顶板稳定问题。在覆盖型岩溶区，处理大面积土洞和塌陷时，强夯法是一种省工省料快速经济且能根治整个场地岩溶地基稳定性的有效方法。

2.2岩溶地基的跨越法

此法包括板跨法、梁跨法、拱跨法等，对溶洞较深，洞口较小或者是洞口很大却有水的溶洞，可以根据建筑物的性质和地基受力情况，采用混凝土板或钢筋混凝土封底的方法，这种方法称为板跨法。对于溶洞处于地下较深但是位于地基持力层内的溶洞，可以采用钢筋混凝土梁跨越溶洞。贵州某影剧院岩溶地基的处理采用倒挂沉井墩式基础作支承，然后在沉井、墩基及基岩上架设206m的弹性地基梁跨越溶洞的处理方法，取得了较好的效果。在地下建筑工程的边墙、堑式挡墙、堤式坡脚挡墙及桥墩、桥台等地基下常见洞身较宽、深度又大、洞形复杂或有水流的岩溶地基，宜采用拱跨形式。拱分浆砌片石拱、混凝土拱、钢筋混凝土拱等。

2.3桩基法

溶洞、塌陷漏斗较深较大或溶洞多层发育的岩溶地基，可采用桩基础。冲孔灌注桩适用于地下岩溶发育，有多层溶洞，但溶洞洞穴小，上

部洞穴顶板薄的地质情况，这种桩可冲（钻）穿上层溶洞顶板，到达下层溶洞顶板。有经验的施工人员可以从冲击声中察觉到顶板的厚度，由此判断是否已到达持力层。为稳妥起见，可在桩位先做超前钻，查清洞穴情况，再将冲击钻冲至满足设计要求之岩层；钻孔桩适用于单桩荷载大、地下有孤石，夹层分布，岩溶表面不平的情况，用这种桩能钻穿孤石、夹层，将桩端可靠地支承在持力层上，桩端的嵌岩情况也好。但钻孔桩不宜用在岩溶裂隙多，溶沟多的基岩中，因为施工中容易造成卡钻、钻杆沿岩溶洞隙斜壁偏斜，以至打偏等现象；预应力管桩适用于地下有淤泥、土洞、流砂、地下溶洞连通暗河等情况，压桩采用的预制桩不受上述因素的影响；群桩适用于岩溶表面极其复杂，但岩溶表面上覆盖有较厚砂土层时，如果采用以上各种桩型都难于施工或保证成桩质量和安全度。复合地基适用于建筑荷载较小，土层较厚，土洞较多，岩面起伏大，采用复合地基处理可避免直接应用天然地基时的沉降量大和承载力小的问题，还可以采取削散荷载的方法来降低桩基承受的压力，通常的做法是挖去一部分地基表面的软土，做成一层或多层的地下室，可以减少这部分软土体对桩基产生的附加荷载。

3 岩溶地区地基处理方法综合应用及工艺特点

3.1CFG桩结合高压旋喷桩复合地基

覆盖型岩溶地区上覆土层一般为粘性土层，但场地局部范围出现厚度较大的卵（碎）石层，卵（碎）石层的下部存在软弱下卧层的场地情况和建筑场地邻近已建建筑物或局部范围静压沉管机械设备工作面不够的情况，宜用QFG桩处理大范围地基，高压旋喷桩处理上述两种情

况下的部分地基。因CFG桩具有工艺简单，能就地取材，利用工业废料粉煤灰可利废节能，化废为宝，并可达到大幅度提高地基承载力，减少地基变形，故优先采用。高压旋喷桩对厚度较大的卵（碎）石层穿透力强，施工时无振动，对已建建筑物无影响，故可对卵（碎）石层下软弱层进行处理，对场地工作面要求不高，对紧邻已建建筑物一侧地基可进行处理。

3.2CFG桩结合小断面静压预制桩

复合地基场地局部范围出现承载力明显偏差，同时工期偏紧的情况，宜用CFG桩处理大范围地基，小断面静压预制桩处理承载力明显偏低的部分地基。小断面静压预制桩无噪声、无污染、无振动、施工速度快，与CFG桩两者在受力特性上相当，处理后沉降协调一致。采用本工艺可以大大节约工期，减少对周围环境的影响。

3.3小断面静压预制桩合天然地基

对某一建筑场地在大部分地基土能满足承载力及变形前提下，只有局部地基存在软弱土层时，可采用小断面静压预制桩结合天然地基这种地基处理方式。

3.4锤击PHC桩结合土洞注浆

对建筑场地地基承载力需大幅度提高，同时存在厚砂卵（碎）石层及土洞时，用PHC桩可较易穿透砂卵（碎）石层，而对土洞，可钻孔引孔进行注浆解决地基稳定性的问题。

3.5水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）结合溶洞注浆处理

对于一般覆盖型岩溶地区，覆盖土层为粘性土层但存在溶洞时，可