岩溶处理原则和方法

二、工程岩处理原则

3、厂区岩溶地基处理原则与方法

3.1 厂区岩溶地基处理的基本原则

根据厂区岩溶发育的特征，为了稳妥、可靠地处理这些复杂的岩溶地基，参照岩溶地区处理地下溶洞的经验[2,3]，制订了如下处理原则：

1）基础下有岩溶发育的地基，当按设计要求进行处理后，可按“地基为岩层”看待，充分利用基岩的承载能力。

2）因白云岩极易风化且遇水软化，故要求在地基开挖后及时封底，以避免基岩裸露或浸水时间过底而降低其承载力。

3）厂区土层具有弱膨胀潜势，当满足强度要求及沉降差要求时，可将次要的建（构）筑物的基础置于土层上，但要注意建筑单元内的地基的均一性，基础下的地基，不允许一部分为土层而另一部分为岩层，以避免不均匀沉降，确保建筑物的安全。

4）对岩溶的处理必须不影响场地和地基的稳定，在场地范围及附近不得大量抽取地下水，以相对保持场地地下水的平衡，以免造成地表沉陷。

5）基础设计应尽量以岩石地基作为主要受力层。厂区内有的地方岩石大面积裸露，有的地方虽被开垦为庄稼地，但土层薄，易于将基础坐落到坚固的岩石上，这是平果铝工程地基条件中有利的一面。

6）鉴于厂区岩溶地质条件的复杂性，要求地基开挖后加强施工验槽工作，核对实际情况与勘察报告、设计图低是否相符；必要时可补做一些“施工勘察”，以便及时准确地处理不良地质问题。

3.2 厂区岩溶地基处理方法

3.2.1 规划布局“绕避”为先

根据厂区岩溶初勘的基本结论，结合场地的构造发育情况，在总图布置的初步设计阶段，对岩溶治理采取“绕避为先”的对策。在平面布置上，调整主要建（构）筑物的方向，使厂房纵轴与强岩溶发育带大体垂直，目的在于要少碰到岩溶；在竖向设计上，鉴于不宜切薄溶洞顶板的厚度，又由于地下水补给量受季节性的控制，在丰水期水位大大升高，因此取消了原

有整平方案，改为从西向东阶梯式坡降方案。同时条件允许时，将在暗河部位的厂房、车间移位，避免了深基础堵塞暗河通道的问题。

3.2.2岩溶地基的处理方法

从厂区已开挖的基坑来看，常见的岩溶不良地基主要有孤石、石牙、溶沟、溶槽、溶洞等，现将这些情况分为六类，各类地基采用了不同的处理办法。

（1）易风化白云岩地基

鉴于强风化白云岩极易软化，在基础开挖后，应及时封底，避免基岩裸露或浸水时间过长而降低其承载力。

（2）溶沟、溶槽地基

根据溶沟（槽）在基坑中所处位置、宽度及需要处理的范围等情况，区别对待：

a.不处理

适用于溶沟（槽）发育在基坑中部且沟宽＜300mm；或在基坑的一角，岩层倾斜，不易深挖且S1＜0.2S时。（注：S1为局部小土区宽度，S为基坑宽度。）

b.换填法

适用于溶沟（槽）发育在基坑中部且沟宽介于300～600mm，则尽可能挖去沟宽深度的土，表面夯实后再回填C15毛石混凝土即可（如图1）。

c.跨越法

适用于溶沟（槽）发育在基坑中部且沟宽＞600mm；或基础底面积小而需要处理的面积＞20%，沟宽虽＜600mm的基坑，应采用钢筋网跨越处理（如图2）。

须说明，这种跨越结构，其支承面应为稳定的岩层，两侧岩石应凿平，强风化岩石，孤石及碎裂的岩层应凿掉。

d.挤密法

适用于基坑一角的局部小区，岩层倾斜，不易挖墩时，可插入直径大于25mm的钢筋或φ50的钢管或＜75×5角钢等直到岩层，再浇灌砼。

（3）基坑内出露倾斜岩体表面地基

a.当岩体占基坑大半面积且有较大倾斜角度时，必须凿成阶梯状，高宽比为1:1～1:2。

b.对基坑中局部出露的石芽、石脊须将尖顶打平。

c.当岩石完整且高于设计基础标高时，可适当提高基础底标高以减少石方开挖量节省投资。必须注意：在凿打基坑内的倾斜岩石及岩尖时，不能爆破，以免岩体摇动。

（4）部分非岩石地基（或有较大范围土区地基）

总体来说，可采用挖孔桩进行处理（如图3）。为了避免盲目下挖，应先用人工钎探、麻花钻或机钻进行施工勘察，以查明土层剩余厚度及范围。

（5）粘土地基

对于车间区内全部或大部是土层，且以此设计为天然地基作浅基础时，局部区段或个别部分有岩石出露时，宜采用跨越、褥垫处理。

（6）有溶洞的不良地基

a.不处理

现在下列情况之一的溶洞地基可不加处理：当溶洞处于地基压缩层深度以下；或基底下溶洞顶板厚度＞3m者；或基底下溶洞顶板厚度在1～3m之间，且顶板厚度大于洞径的。

b.清爆换填法

即对基底下溶洞顶板不稳定、破碎或厚度小于1米的浅埋型溶洞地基，清除覆盖爆开顶板，剔除溶洞、溶隙中的充填土，在基岩上用100#毛石砼灌满填实，作为基础的垫层。

c.梁、板跨越法：适用于洞壁完整，强度较高而顶板破碎或无顶板的溶洞地基处理（如图4）。

d.洞底支撑法：适用于处理洞径较大，顶板完整，洞底岩体稳定的溶洞地基（如图5）。

综合上述各类处理方法，处理这六类地基总的原则有3条。

（1）基底下顶板厚度1m以内者一般都挖开处理；当施工时用风钻探查，并经确认其顶板厚度大于洞径者，则可不处理；

（2）顶板厚度大于3m的岩溶可不处理；

（3）基底下顶板厚度为1～3m的岩溶，经补钻确认后顶板厚度大于孔径的，可不处理。4、岩溶地基处理的效果检验

4.1 竣工建筑物沉降观测成果

为查明建筑物地基基础的安全度，按设计提出的要求，在电解车间、辅修铆焊车间、电解铸造车间、阳极高楼部和热电厂主厂房等5个主要建筑物设置了21个沉降观测点，委托广西区测绘局观测，从1993年11月至1995年11月两年内以国家Ⅱ等水准的精度（6km）观测12次。观测结果显示：各沉降观测点的最大沉降量仅为3.4mm，一般介于0.3～2.0mm，而Ⅱ等水准测量精度要求每公里高差中误差允许±2mm。这说明绝大多数观测点的沉降量都在测量允许误差范围内，远小于规范规定的允许变形值。证明了建筑物地基基础有足够的安全度。