论岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理

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论岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理

摘要:当项目施工场所选在岩溶地区内部时,需要开展细致的勘察工作。由于其与正常地质区域存在差距,必须要保证得出的技术参数、地质资料信息都是完整的,以此为日后工程开展提供基础信息支撑,确保项目顺利开展。基于此,文章分析了岩溶地基岩土工程勘探的优势,同时重点阐述了对其进行处理的基本原则与使用的相应措施,以供参考。

关键词:岩溶地基;岩土工程勘察;地基处理

1引言

在岩溶地区内部,由于长时间受到相应作用的干扰,使得地质土层发生一定改变,随着土洞、岩溶洞的出现,导致岩土强度大幅下降。我国的岩溶分布范围相对较广,在土地中占据较大比例,如果施工区域位于该地区,容易对项目安全造成影响。为此,在施工之前需要细致勘查岩体强度、硬度,并采取科学合理的措施进行处理。

2岩溶地基岩土工程勘察的概述与优势

地质勘探工作是岩土工程中的首要环节,需制定方案作为工程施工的数据支撑。对于部分规模覆盖范围较广的工程,由于涉及的地域面积过大,岩溶数量随之增加,如果在勘察过程中,不能制定出适宜的加固方法,会增加工程承担的风险。为此,施工单位不仅要重视工程开展前的勘察工作,还需要合理使用先进设备、技术手段,保证任务完成质量。当前,对岩溶开展勘察的方法包括:地质调查、物探、钻探等,施工人员需要依据真实的工作情况,挑选合适的方法。例如:施工区域因岩溶的存在,让地形情况变得相对复杂,若采取以往的人工操作方式,不仅工作效率低下、减缓勘察进度,还会使结果与日后的施工计划出现偏差,无法为后期工作提供信息指导。随着科技水平的提高,岩溶探查技术也不断进步,当前使用效果最好的便是立体勘察技术。其优势主要体现在以下几点。

(1)不受地形约束。由于岩溶地貌起伏程度较大,内部还分布着一些石笋、石柱林等,若采取以往的勘察方法,会大幅增加工作难度。合理使用立体勘察技术,不仅能解决以上问题,还能在一定程度上提高工作效率。

(2)获取地址信息。使用以往的地质勘察技术,只能简单了解水温特点、地下岩溶发育状况。采取立体勘察技术,不仅能获取地质信息,还能够获取日后的发育趋势、分布情况等重要信息,为提前开展地基处理工作提供信息基础。

3岩溶地基岩土工程勘察的确认方式

3.1确认地基承载力。从岩土工程地质勘察目标的角度来讲,工作中必须细致了解其能承载的程度。由于岩溶区域地质情况相对复杂,主要涉及石灰岩、黏土等物质,在确认承载能力时,一定要注重岩石地基、土层地基承载力的大小,具体确认方法如下。

3.1.1岩石地基,如将可熔岩作为持力层,会对后期工程施工产生一定影响,为此,工程勘察人员必须得出清晰准确的数据结果。确认时,可依据《建筑地基基础设计规范》,对较为坚硬的岩石承载力取值,但如果某一区域内存在大量石灰岩,便不能再利用该方式,因为石灰岩会在承载力取值上大于坚硬岩石。此条件下,需要相应工作人员开展实地情况的调查与取值工作,并细致了解其发育状况、岩体顶板厚度、岩石完整程度等信息,并进行采集工作,通过合理取样,再根据相应文件中的内容确定承载数值。

3.1.2土层地基,岩溶内的黏土、粉质土壤可采用原位测试、区域试验等多种手段获取最终结果,但是,得出的数据容易发生误差。为使其更加精准,需要对土体的取样分析方法进行深层次的验证。

3.2地基的变形计算。在岩溶区域内,岩石、土壤在承载能力上都相对较弱,极易受到外界客观因素的影响而发生形变。在使用方法上,可以参照《建筑地基基础设计规范》。但是,如果该区域内存在地下水,便不能使用此方法来得出最终结果。在地下水长期干扰下,会随着水位的升高,改变内部有效应力,从而改变地基自重力、附加应力,导致地基产生沉降现象。对其进行计算时,需要将应力值范围固定在100~200kPa之间。

4岩溶地基岩土地基处理原则

4.1可行性

(1)技术可行性。在拟定岩溶地基施工方案时,需将技术手段作为前提,开展大范围、专业性的验证,以保障现实中设计的效果。

(2)经济可行性。在拟定地基的施工方案内容时,需要在成本预算数值范围内,制定出最佳方案,保障其可行性。

4.2适用性。岩溶地区内部环境复杂,地基的处理方案、技术手段较多。不同的处理手段在使用条件、完成效果上会存在一定差异。为达到预期效果,相应工作人员要结合地质勘察数据,进行多次验证,保证处理方案具备一定适用性。

4.3安全性。在对岩溶区域进行处理时,必须遵守安全性原则,不仅要保证施工过程中的人员安全,还要通过强化施工环节的管控,提高工作人员安全意识,可起到良好的预防作用。

5岩溶地基岩土地基处理措施

5.1制定施工方案。从所在地理位置、特征、深浅程度、面积等方面考察,并结合当地情况做到因地制宜,确定真实、可行的方案内容。

5.2具体分析现存问题。在面对不同类型的地形地貌时,施工过程必须采取不同处理方法。在处理岩溶区域时,由于部分地区会受到岩溶影响形成溶洞,增加工程难度,从而引发各种类型的安全事故。为此,需要具体分析已经出现的问题,并采取合理有效的方法进行处理。

5.3经济安全统一。在岩溶地基处理过程中,不仅要重视施工安全性,还需要考虑经济性因素,并将二者融合在一起。由于我国岩溶地区面积宽广,在该地区施工时,难度与成本都要高于常规项目建设,所以,施工中必须注重成本管控,降低非成本资金的投入,节省辅助资源,保障公司效益最大化。

5.4案例分析。某高层住宅建筑项目周边场地较为宽阔平坦,场地内部存在一定岩溶区域,浅层区内有溶沟槽的发育表现,深层存在溶洞、暗河,整体条件相对复杂。内部溶洞分布不均匀,且基岩面起伏程度较大,给施工带来一定困难。考虑到溶洞内部强大附加应力,若只靠较筏板法不能解决工程中的不均问题,必须采用复合地基方法,通过夯扩桩与冲孔桩结合,合理控制沉降问题,防止出现坍塌的情况。

5.5填垫法施工。在岩溶区域地基勘察结果的基础上,选取合适的处理方法提升地基稳定性,能够为日后工程打下良好基础。填垫法是在岩溶地基处理过程中较为常见的方式之一,在实际工程中还被分为:充填、换填、挖填等多种方法。

(1)充填法。用于露出的土洞中,不仅能让两侧围岩发挥支撑作用,还能防止岩石出现移位的情况,以此达到地基加固的效果。

(2)换填法。通过挖除地基内部一定范围的软土,再填入强硬度高、压缩性低、侵蚀抵抗性高的原料,提升地基稳固程度。例如:选择块状石、片状石、混凝土等材料用于回填。该方法具有承载能力高、刚硬度大、变形量小的特点,可用于浅层地基处理工作。

(3)挖填法。主要用于浅埋的土洞中,预防地下水活动将地基掏空。

5.6加固法施工。加固法作为岩溶区域地基处理的常见方法,主要包括:溶洞灌浆、压力注浆、强夯法等。

(1)溶洞灌浆。普遍应用于多溶洞、柔弱土层中,不仅处理范围广,造价成本还相对较低。通过对各个溶洞进行填充,保障其内部处于密实状态,加强土体内部结构稳定性,切断溶洞、土层、地下水之间的联系,防止因进一步发展对地基稳固性产生干扰。

(2)压力注浆法。应用于深度较大的溶洞填埋工作中,使用压浆泵将浆液注入到土层内部,利用填充、挤密的方法去除内部存在的水、空气,在填充物硬化后,形成全新的坚硬岩体,以此来优化地基的稳定性、抗渗漏性等(见图1)。

(3)强夯法。主要应用于覆盖类型的岩溶地带内部,用以处理面积较大的土洞、塌陷区域。使用重锤在高空自由下落冲击土地,使其能够迅速固结,提高地基承载值(如图2所示)。

5.7跨越法施工。跨越法在岩溶区域的地基处理工作中较为常见,主要包括板跨、梁跨、拱跨等方法。

(1)板跨方法。主要应用在深度大、直径小、不方便进入的岩溶地基施工中。在现实工作中,施工人员需要考虑建筑整体性质、地基承受能力等因素,挑选出适宜使用的混凝土板、钢筋混凝土板,用于封顶、加固工作,有效提升整体稳定性。

(2)梁跨法。应用于埋藏深度大、处于地基持力层的土洞,在解决时可以选择使用梁跨土洞、塌陷区域的形式加固地基,从而提升整体稳固程度。

(3)拱跨法。应用在溶洞深度大、直径宽、形状复杂、有水流的岩溶地基处理中,尤其是工程中的边墙、堑式挡墙。

5.8桩基法施工。采用桩基法开展地基处理工作主要包括:冲孔灌注桩、钻孔桩、预应力管桩等方法。

(1)冲孔灌注桩方法。主要应用在地基下方的多层溶洞,适用于面积较小、顶板薄弱的地基中。施工前,需要先在桩位安置超前钻,并用该设备探查洞中的真实情况,使用冲击钻设备进入到设计位置。

(2)钻孔桩方法。大多应用在地下存在孤石、有夹层但表面凹凸不平的状况中。合理使用钻孔桩,能轻易穿过石块、夹层等物质的阻挡,确保嵌岩的效果优秀。但该方法不适用于裂缝、溶沟较多的岩石,极容易出现倾斜、卡钻的情况。

(3)预应力管桩。通常被应用于施工范围内存在土洞、地下河、淤泥的情况,预制桩不会受到以上因素的影响,充分发挥其应有作用。但在特殊环境难以保证成桩质量。

6结语

综上所述,对岩溶地区进行勘察,能在一定程度上保障项目竣工质量。通过分析岩溶地基岩土工程勘察技术优势、确认方式,为日后地基工作的开展提供基础支撑。通过阐述岩溶地基岩土地基处理措施,为施工人员面对不同情况时提供适宜的方法,全面保障地基稳定。

参考文献:

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[4]覃玉武.岩溶地区勘察设计中应注意的问题及其处理方法[J].智能城市,2020,6(2):49-50.

作者:杨华富 单位:重庆市勘测院