岩溶地基处理方法

岩溶地基处理方法
1 岩溶地基处理的一般原则
(1)重要建筑物宜避开岩溶强烈发育区；
(2)当地基含石膏、岩盐等易溶岩时，应考虑溶蚀继续作用的不利影响；
(3)不稳定的岩溶洞隙应以地基处理为主，并可根据其形态、大小及埋深，采用清爆换填、
浅层楔状填塞、洞底支撑、梁板跨越、调整柱距等方法处理
(4)岩溶水的处理宜采取疏导的原则；
(5)在未经有效处理的隐伏土洞或地表塌陷影响范围内不应作天然地基。

对土洞和塌陷宜
采用地表截流、防渗堵漏、挖填灌填岩溶通道、通气降压等方法进行处理，同时采用梁板跨越。

对重要建筑物应采用桩基或墩基；
(6)应采取防止地下水排泄通道堵截造成动水压力对基坑底板、地坪及道路等不良影响以
及泄水、涌水对环境的污染的措施；
(7)当采用桩(墩)基时，宜优先采用大直径墩基或嵌岩桩，并应符合下列要求：
1)桩(墩)以下相当桩(墩)径的3倍范围内，无倾斜或水平状岩溶洞隙的浅层洞隙，可
按冲剪条件验算顶板稳定；
2)桩(墩)底应力扩散范围内，无临空面或倾向临空面的不利角度的裂隙面可按滑移条
件验算其稳定；
3)应清除桩(墩)底面不稳定石芽及其间的充填物。

嵌岩深度应确保桩(墩)的稳定及其
底部与岩体的良好接触。

按照岩溶地基处理的一般原则，对岩溶水的处理宜采取的原则。

A、堵截；B、疏导；
C、排干；
D、降水；答案：B
【例题31】按照岩溶地基处理的一般原则，当采用桩基时，宜优先采用A、大直径嵌岩桩；B、中小型灌注桩；C、CFG桩、D、水泥土桩；答案：A
2 岩溶的处理
(1)地基不均性的处理：参见地基处理有关部分的叙述。

(2)洞隙塌滑不稳定的处理
1)结构措施关于总平面布置及竖向设计等方面的建筑措施，可参照“场地宏观
评价”的有关内容。

在结构措施中，应选用有利于与上部结构共同工作，并
可适应小范围塌落变位、整体性好的基础形式，如配筋的十字交叉条基、筏
基、箱基等，同时采取必要的结构加强措施，如砖石结构加强圈梁设置、单
层厂房基础梁与柱连成整体，并加强柱间支撑系统等。

当洞隙深大，而两侧
有可靠岩体时，可采用跨越结构，根据荷载及跨度，可选用调整柱距，有足
够支承的梁、板、拱及悬挑等方式。

【例题32】在岩溶洞隙塌滑不稳定的处理时，下列属于结构措施的是A、 
应选用有利于与上部结构共同工作，并可适应小范围塌落变位、整体性好的基础
形式；B、可采用跨越结构，选用调整柱距，有足够支承的梁、板、拱及悬挑等
方式；C、从岩溶对建筑稳定性和适宜性出发，在总平面布局上，使各类安全等
级建筑物的布置与岩溶发育程度分区相适应；D、场地上主要建筑物的位置尽量
避开岩溶发育强烈地段，宜选择在非可溶岩分布的地段上；答案：A、B
2)地基基础措施①当条件允许时，尽量采用浅基，充分利用上覆性能较好的土层
为持力层或使基底与洞体间保留相当厚度的完好岩体。

②当以岩石作持力层时，
局部加深基础，通过钻孔灌注桩或墩穿过单个洞体，使基础荷载传递到下部完好
的岩体上。

③对已外露的浅埋洞隙，可采用挖填置换，清理洞隙后以碎石或混凝
土回填。

当洞体深度较大，而两侧岩体完好，可挖填至一定深度，回填体断面呈
倒梯形，对有地下水活动的洞体，应回填反滤层并留有水流排泄之通道。

④当顶板薄、跨度大时，可在洞底设置附加支撑以减少洞跨，也可加固洞顶，用浆砌块石嵌补洞顶岩体及洞隙边坡。

⑤当洞体开口较小，开挖清理困难时，可用灌浆填塞，灌填材料视要求而定，可选用砂石砂浆或混凝土，也可用小压力灌浆法加固基底下一定厚度的溶隙及破碎岩体。

3)水的整治对水的处理应贯彻宜疏勿堵的原则，对地表水做好有组织的排水，对地下水以疏导为主，即使堵也应留有出路，设置反滤层以减少淘蚀。

3 土洞地表塌陷的处理(1)地表水形成的土洞它的形成和发展往往与人类活动有关，如排水不畅，水流集中下渗所致。

应认真做好地面水截留、防渗、补渗，杜绝水流入建筑区。

对已形成之土洞，可采用挖填配合梁板跨越处理。

(2)地下水形成的土洞1)浅埋土洞：洞体浅，其底部往往有松软土，当地下水位高时，其厚度可能较大。

全部清除困难时，可在余土上抛石夯实，其上做反滤层。

由于残留土的变形及地下水的活动，处理后常可再发生，故而其上还得做梁板，据广西地区经验，每边支承长度不小于1.0～1.5m。

2)深埋土洞：清除填土困难较大，广西地区的经验可采用钻孔灌砂(或压力灌注细石混凝土)与梁板跨越联合处理。

贵州有些工程，在岩面上用爆破桩头以堵塞土洞与岩溶的通道，其上回填砂或黏土。

3)人工降水形成的土洞，由人工降水形成的土洞与塌陷，可在极短时间内成群出现，工程措施原则应是观测和预防。

一旦发生即使处理了，由于并未停止水动力条件的改变，仍可再生。

如何确定塌陷区的位置以确定建筑安全距离，目前尚研究得不够，有些仅对场地选择，取(排)水点位置及取水方案提出一些防治意见。

①选择在地势较高的地段及地下水静动水位均低于基岩面的地段进行建筑。

②场地应与取(排)水点中心有一定距离。

塌陷范围小于抽水井的降落漏斗，据已有资料，大面积降水时，塌陷范围约在降落漏斗中心的0.3～0.7直径范围之内。

③合理控制取(排)水工程的水位降深值，据某工程资料，塌陷区边缘地下水降深值大于2.0m，塌陷范围与水位降深s和渗透系数k之乘积有较好的相关关系。

例如sk=40m2/d时，=300m；sk=160m2/d时，=600m。

④塌陷区内不宜把土层作为基础持力层，一般多采用柱(墩)基。

广东某工程采用钢桁架代替排架，金属挂板代替围护墙，尽量减轻结构自重，并能承受20m范围的塌陷变形。

【例题33】在岩溶地区的建筑场地，当采用大直径嵌岩桩时，勘探点进入洞底的深度为A、不小于桩径的3倍且不小于5m；B、不小于桩径的3倍且不小于7m；
C、不小于桩径的5倍且不小于3m；
D、不小于洞径的3倍且不小于8m；答案：A
3岩溶地基处理方案
由于地基复杂，普遍存在土洞、溶洞，因此该楼采用一柱一桩的形式，要求桩端置于稳定完整的微风化基岩上。

a.在每个桩孔上钻进1～3个超前钻孔，钻孔深度进入稳定持力层不小于5m。

主要目的：查明每个桩孔的地层结构及分布特征；查明土洞、溶洞分布及大小、规模、连通程度、充填情况；查明强风化层厚度，溶洞顶板厚度；查明稳定持力层的准确顶面标高及其标准承载力；初步判定地下水类型、大小及流向。

b.根据超前钻孔资料及建筑荷载进行桩的选型设计。

当桩孔下无溶洞或厚层强风化带时，采用人工挖孔桩处理地基，人工挖孔桩要求进入稳定微风化岩石不得小于0.5m，对于起伏较大的持力层面，可打成30cm 宽的台阶；当桩孔下有溶洞或厚层强风化带时，采用大直径冲孔灌注桩处理地基。

要求该桩穿过溶洞、土洞或厚层强风化带，进入稳定持力层不小于一倍桩径。

c.关于地下水在桩基施工过程中对周围环境的影响。

冲孔灌注桩，采用泥浆护壁，水下灌注，无需抽取地下水，避免了深层岩溶裂隙水的抽取导致周围建筑物的变形；人工挖孔桩部分，毫无疑问要抽地下水。

前阶段工作中由于抽取地下水把相邻的电影院、图书馆拉裂，两边道路下沉，导致地下水管道破裂。

因此，为了使施工中不再出现上述情况，必须采取调整施工程序等措施，控制抽取地下水，科学、合理地组织施工，严格监测周围建筑物裂缝发展动向。

4地基处理施工
施工分为两个部分，即冲孔灌注桩和人工挖孔灌注桩。

4.1冲孔灌注桩施工
该施工主要难点为如何在具有多层溶洞的岩溶区成孔，如何堵住泥浆渗漏及砼流失，如何保证冲孔进尺及清除孔底沉渣。

每当打穿一层溶洞时，经常出现如下情况：a.孔内泥浆迅速流失，因岩溶水系与义昌江联通，两台3PN 泵供水也无法使孔内满上来，出现地面孔口塌陷，产生一大漏斗，不仅不能施工，而且经常危及钻孔及人身安全，有时连钻机撤出的时间都没有；b.溶洞或裂隙水流入孔内，破坏泥浆，泥浆比重减少或变成清水，孔底出现厚层沉渣，无法反浆，更不能进尺，使工程无法进行。

针对上述情况，采取了相应的解决方法：向孔内回填大量粘土，目的是堵漏，同时也寤鞒煽住?br>小裂隙的漏浆，粘土可不必装袋，可直接倒入孔内，水泥需整袋抛入，使其沉底，操作方法同上。

当再次打穿下一层溶洞发生漏浆时，重复上述工作，直到完成一个桩孔为止，见图3。

这样施工的结果是堵住了漏浆，堵住了溶洞，保证泥浆质量且能正常返浆，正常进尺，同时在灌注砼时，不会出现大量超灌。

如63#桩具有一定的代表性，桩径1.6m，桩长21m，上覆土层厚5.5m，其下为多层分布的溶洞，遇大小溶洞4个，发生强漏浆6次，为堵漏造浆共用318包水泥，直接用于堵漏费8600元。

经比较，上述方法是最经济、最有效的施工方法。

与之相比，在此场地也曾采用钻孔灌注桩，钻孔直径500mm，结果是1)因泥浆流失过大，无法补足泥浆；2)长期钻进，出现大面积地面塌陷；3)孔底难清除沉渣；4)砼灌入量无法控制。

在仅钻成的两个孔中，孔底几米厚度沉渣无法清除，其中一孔12h灌入几十立方砼，不知流向何处。

(略)
图3堵漏示意
4.2挖孔桩施工
对于人工挖孔桩，按常理是最简单的施工方法。

由于该地层含有大量地下水，抽取地下水已危及周围建筑物的安全。

如何达到最经济最安全的施工成为第一难点。

经认真分析，充分了解该地基的工程地质条件及水文地质条件与周围建筑的联系，并对建筑物已开裂的原因进行了细致的分析。

抽取大量地下水是导致周围房屋开裂、地基下沉的最主要原因，如要对基坑周围进行全面的帷幕防渗，耗资巨大，同时岩石裂隙水未必能堵住。

最后采用了不增加投资的方案，只对施工程序进行了调整。

通过施工程序调整，设法改变水的渗透路径；分散施工，不能成片连续开挖，每隔3～5个桩孔开挖一个；先施工水量较小的桩孔，如果发现水量较大的桩孔，停止抽水，不再向下施工，严格控制抽取地下水量；每挖成一个桩孔，验收后立即灌注砼，堵住水的部分渗透路径；严格监控周围围建筑物的裂缝。

事实证明，按上述原则要求进行施工，顺利、安全地完成了施工任务，保证了周围建筑物的安全，如果不按此程序施工，会产生严重的后果。

例如，当时现场为了进度，同时开挖4孔，同时抽水，结果4h后观测发现周围建筑物裂缝加大，石膏断裂。

紧急停工后再按程序施工没有出现这种情况，施工安全顺利。

再次证明经过施工程序的控制，安全施工可以得到保证。

5结束语
1)岩溶地基处理有很大的难度和复杂性。

需因地制宜地设计和选择施工方法。

2)岩溶地基采用冲孔与挖孔相结合的办法进行处理，既经济，又避免了许多难以解决的问题，诸如抽取大量地下水，引起周围建筑物的下沉开裂，人工挖孔难以穿过多层溶洞等问题。

3)冲孔桩处理复杂岩溶地基行之有效，有较大的可靠性。

4)采用袋装粘土及水泥填堵溶洞及防渗堵漏，行之有效，且最为经济，同时保证成桩质量，避免大规模超灌砼。

5)在进行严格的施工管理条件下，调整施工程序，严格控制抽取地下水量，只要施工程序合理，完全可以无需无论采取何种方法处理，在施工中均不应堵塞岩溶水的出路。

2.无论路基基底还是路基上方的岩溶泉或冒水洞，承包人应采取疏导引离路基的排水方法进行排水，并保证路床范围的土石方不受浸润，不因温差作用而使水汽上升，聚积在路面基层下。

3.对于路堑边坡上危及路基稳定的干溶洞，可采用干砌片石或桨砌片堵塞；对于路基基底或挡土墙基底的干溶洞，当洞口不大，深度较浅时，可回填夯实；对于洞径大而浅的干溶洞，全部清除洞内充填物后，换填片石混凝土。

4.对埋藏较浅、顶板破碎的溶洞，应清除覆土，炸开顶板，分层回填碎石、土石混合物等，回填时应遵循上细下粗的原则，当回填接近地面500mm 时，应逐层夯实至地面。

5.无论何种方法处理岩溶洞，均应报监理工程师并经检查认可，否则应挖除重新处理，所需费用由承包人负担。

</span><s一问题的提出<BR><BR>膨胀土是指粘粒成份主要由强条水性矿物质组成，并且具有显著胀缩性的粘性土。

在我省陕南地区分布较为广泛。

在安康生物科技工业园区道路施工图设计中，通过对该地区进行地质勘测，发现该地区出露的地层主要为膨胀土，该土具有吸水膨胀.失水收缩并往复变形的性质，对路基的破坏作用不可低估，并且构成的破坏是不易修复的。

为了保证道路在较长时间内路基的稳定和路面的平整度，达到安全.舒适行车的目的，必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。

所以，膨胀土的处理是本工程的重要课题。

<BR><BR>二膨胀土的物理性质及力学性质分析<BR><BR>膨胀土按粘土矿物分类，可以归纳为两大类：一类以蒙脱石为主，另一类以伊力土和高岭土为主。

蒙脱石粘土在含水量增加时出现膨胀，而伊力土和高岭土则发生有限的膨胀，引起膨胀土发生变化的条件，分析概述如下：<BR><BR>1．含水量<BR><BR>膨胀土具有很高的膨胀潜势，这与它含水量的大小及变化有关。

如果其含水量保持不变，<BR><BR>则不会有体积变化。

在工程施工中，建造在含水量保持不变的粘土上的构造物不会遭受由膨胀而引起的破坏。

当粘土的含水量发生变化，立即就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀。

含水量的轻微变化，仅1%∽2%的量值，就足以引起有害的膨胀。

在安康地区，膨胀土对人们的危害较大，建造在膨胀土上的地板，在雨季来临时，土中含水量增加引起的地板翘起开裂屡见不鲜。

<BR><BR>一般来讲，很干的粘土表示有危险。

这类粘土能吸收很多的水，其结果是对结构物发生破坏性膨胀。

反之，比较潮湿的粘土，由于大部分膨胀已经完成，进一步膨胀将不会很大。

但应注意的是，潮湿的粘土，在水位下降或其它的条件变化时，可能变干，显示的收缩性也不可低估。

<BR><BR>2．干容重<BR><BR>粘土的干容重与其天然含水量是息息相关的，干容重是膨胀土的另一重要指标。

γ=18.0KN/m&amp;sup3;的粘土，通常显示很高的膨胀潜势。

在安康地区，人们对这种土的评语是“硬的象石头”。

这表明着粘土将不可避免地出现膨胀问题。

<BR><BR>3．力学性质<BR><BR>在工程地质中，这种粘土的膨胀现象很普遍，我们通过土工实验，得出粘土的力学指标，以供土质力学上的计算。

通常对膨胀土的力学分析，主要是对其膨胀潜势和膨胀压力的研究后得出的。

<BR><BR>Ⅰ. 膨胀潜势<BR><BR>膨胀潜势：简单的讲，就是在室内按AASHO标准压密实验，把试样在最佳含水量时压密到最大容重后，使有侧限的试样在一定的附加荷载下，浸水后测定的膨胀百分率。

膨胀率可以用来预测结构物的最大潜在的膨胀量。

膨胀量的大小主要取决于环境条件，如润湿程度.润湿的持续时间和水分的转移方式等。

因此，在工程施工中，改造膨胀土周围的环境条件，是解决膨胀土工程问题的一个出发点。

<BR><BR>Ⅱ. 膨胀力<BR><BR>膨胀力，也就是膨胀压力。

通俗的讲，就是试样膨胀到最大限度以后，再加荷载直到回复到其初始体积为止所需的压力。

对某种给定的粘土来说，其膨胀压力是常数，它仅随干容重而变化。

因此，膨胀力可以方便的用作衡量粘土的膨胀特性的一种尺度。

对于未扰动的粘土来讲，干容重是土的原位特征。

所以在原位干容重时土的膨胀压力可以直接用来论述膨胀特性。

<BR><BR>4．土工实验<BR><BR>为了全面的了解膨胀土的物理及力学特性，指导安康生物科技工业园区道路路基的施工设计，特对该地区进行了地质勘察，并进行了一系列土工实验。

从实验的数据中可以发现含水量.干容重等外部及内部因素对膨胀土所产生的力学变化。

<BR>土工实验报告表一<BR><BR>试验编号土样编号钻孔取土深度（m）含水量ω% 天然容重γKN/m&amp;sup3; 干容重γKN/m 孔隙比e 孔隙度n% 塑性指数Ip% 液性指数IL 压缩系数aMpa 压缩模量
EMpa<BR><BR>383 Ⅰ—1 1.0 25.7 19.4 15.5 0.739 42.5 17.7 0.04 0.15 11.8<BR><BR>384 Ⅰ—2 2.0 29.0 18.1 14.0 0.921 47.9 17.5 0.25 0.43 4.5<BR><BR>385 Ⅰ—3 3.0 23.8 19.0 15.4 0.746 42.8 17.5
&lt;0 0.20 8.9<BR><BR>386 Ⅰ—4 4.3 26.1 18.6 14.8 0.818 45.0 18.1 0.03 0.13 14.3<BR><BR>387 Ⅰ—5 6.0 25.6 19.1 15.2 0.765 43.3 18.1 0.01 0.26 6.9<BR><BR>388 Ⅰ—6 8.0 21.5 20.4 16.8 0.601 37.5 16.9 &lt;0 0.09 17.4<BR><BR><BR><BR>土工实验报告表二<BR><BR>试验编号土
样编号钻孔取土深度（m）各级压力下的膨胀率δe0 δe50 δe100 δe200% 自由膨胀率δef% 膨胀力PeKpa 收缩系数λn<BR><BR>383 Ⅰ—1 1.0 -0.78 -0.09 0.57 1.54 64 56 0.48<BR><BR>384 Ⅰ—2 2.0 -0.27 1.27 2.05 3.33 56 8 0.46<BR><BR>385 Ⅰ—3 3.0 -2.96 0.00 0.58 1.00 46 50 0.35<BR><BR>
386 Ⅰ—4 4.3 -10.80–5.80 –3.01 –0.42 70 218 0.37<BR><BR>387 Ⅰ—5 6.0 -2.15 0.67 1.25 1.78
69 31 0.47<BR><BR>388 Ⅰ—6 8.0 -3.90 -0.67 0.10 0.60 63 94 0.49<BR><BR>综上所述，膨胀土的变化除了土的膨胀与收缩特性这两个内在的因素外，压力与含水量的变化则是两个非常重要的外在因素。

准确地了解膨胀土的特性及变化的条件，就有可能估计到建造在这个地基上的路基及构造物将会产生怎样的变形，从而采取相应的地基处理措施。

<BR><BR>三膨胀土路基处理<BR><BR>在对安康生物科技工业园区的道路工程设计中，针对膨胀土的物理性质及力学性质，根据地质勘测的详实报告及有关处理膨胀土的经验，设计中采用了综合处理的思想，并进行了针对性的研究，提出如下措施：
<BR><BR>（1）填高不足1米的路堤，必须换填非膨胀土，并按规定压实。

<BR><BR>（2）使用膨胀土作填料时，为增加其稳定性，采用石灰处治，石灰剂量范围10%∽12%，要求掺灰处理后的膨胀土，其胀缩总率接近零为佳。

<BR><BR>（3）路堤两边边坡部分及路堤顶面要用非膨胀土作封层，必要时须铺一层土工布，从而形成包心填方。

<BR><BR>（4）路堑边坡不要一次挖到设计线，沿边坡予留厚度30∽50cm一层，待路堑挖完后，再削去予留部分，并以浆砌花格网护坡封闭。

<BR><BR>（5）路堤与路堑分界处，即填挖交界处，两者土内的含水量不一定相同，原有的密实度也不禁相同，压实时应使其压实的均匀.紧密，避免发生不均匀沉陷。

因此，填挖交界处2米范围内的挖方地基表面上的土应挖成台阶，翻松，并检查其含水量是否与填土含水量相近，同时采用适宜的压实机具，将其压实到规定的压实度。

<BR><BR>（6）施工时应避开雨季作业，加强现场排水。

路基开挖后各道工序要紧密衔接，连续施工，时间不宜间隔太久。

路堤.路堑边坡按设计修整后，应立即浆砌护墙.护坡，防止雨水直接侵蚀。

<BR><BR>（7）膨胀土地区路床的强度及压实标准应严格遵守国家有关规定.规范。

<BR>
<BR>四结束语<BR>膨胀土是影响道路及其它构造物建设的一种特殊土质，在实际工程中，其破坏力是巨大的。

解决膨胀土的问题，应着重从影响其物理.力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑，从而通过改变土的力学性质达到处理的目的。

一个工程有其自身的特点及建设条件，在安康生物科技工业园区道路设计中，处理膨胀土的措施正在施工中应用，有的措施已显示出良好效果，有些对其功效尚需进一步实践证明。

</td>
</tr>pan任何防渗措施，可以进行安全的人工挖孔桩施工。