岩溶地基岩土工程勘察及地基处理研究

2020-02-17程绍萍

四川水泥 2020年4期

关键词：溶洞岩溶灌注桩

邹弦文武程绍萍

（重庆市勘测院，重庆 400020）

0 引言

在新经济时代的背景下，岩溶地基岩土工程越来越受国家的重视，但其自身存在着很大的难题，单一的处理方法已经很难符合岩溶地基岩土工程勘察要求。因此，对岩土工程进行分析与研究具有重大意义。

1 岩溶地基下的岩土工程勘察及基本原则

岩溶地基岩土工程勘察主要包括工程地质的测绘和调查、工程的勘察方法、一些测试工作和坑探钻探等工作。因为岩溶地区的地形具有极大的变化性、地质条件具有极高的复杂性以及岩溶发育的多样性。因此，在对岩溶地基岩土的地基进行堪察时要注重实践，切不可空谈，必须做到因地制宜，具体问题具体分析，所以要做到如下原则：

其一，了解岩溶地区形成的基本原理，即可溶性岩石（如石灰岩、白云岩等）如果受含有碳酸钙经流水长期冲刷就会产生化学作用，形成多种岩溶地区，如裂隙、石芽、石沟、石林、钟乳石等。也要注意其有两种形成条件，即大量可溶性岩石和大量水体：针对大量可溶性岩石来讲，岩溶地区的形成需要可溶性岩石的数量达到一定程度，否则将会引起受水流冲刷条件下的水土流失效应，从而无法形成岩溶地区。在岩体分类方面，大多数可溶性岩石属于碳酸盐岩、硫酸盐岩以及卤化盐岩类等成分复杂的岩石，因此其必须在流水侵蚀时，才能逐渐形成岩溶地区。对于勘测拥有大量水体的地区，需要了解水体也是形成岩溶地区的充分必要条件，水体是在大量流水水体不断冲刷大量可溶性岩石，产生溶蚀、动力侵蚀的作用下形成岩溶地区。其二，注重对无岩溶区的勘察，主要是对分布的石笋、石柱情况以及软土层在岩面与残积土之间的分布厚度进行检测，进行科学性的分析和钻孔的规范布置。其三，注重对一般发育岩溶区进行勘察，重点勘察岩面的起伏情况、岩面的坡度以及分布的溶沟与溶洞规模大小、埋深的情况。其四，对岩溶发育区的勘察，探析应使用哪种合适的处理方法[1]。

2 岩溶地基岩土工程的处理措施

2.1 确认岩溶地基岩土工程的处理方法

第一，采用钻孔灌注桩处理办法。钻孔灌注桩凭借着自身具有的受力清晰、成孔直径大、施工简便等特点，可以将墙壁的保护效果发挥到极致，而且钻进速度较快，能够牢固的将桩端放置于持力层上，所以采用钻孔灌注桩处理措施，将十分适用于解决岩石质硬、单桩荷载较大、岩溶表面不平以及地下存在孤石等情况。可惜钻孔灌注桩仍存在着缺点，如：第一点，大量消耗功率与时间，因其钻进到较高强度的石灰岩时，在某种情况下会限制回旋钻的破岩能力，降低工程勘察效率。第二点，拖慢施工进度，若遇到倾斜程度较大的岩面时，钻头可能无法无法与岩层产生均匀的接触，因此极易出现偏孔、斜孔和卡钻的情况。第三点，若在施工过程中出现了大体积的扩孔和泥浆流失的情况，钻孔灌注桩无法有效预防。第四点，因为钻孔灌注桩在进行清孔时的难度较大，而且在低级处理结束后的钻杆拆除作业无法快速的进行，所以如果在进行地基处理时遇到坍孔现象，那么无法及时提起钻头。所以施工人员在进行工程处理时要注意是否会有上述情况的发生，若有，一定要及时更换处理措施。

第二，采用冲孔灌注桩，在使用冲孔灌注桩进行作业时，一般都会采用适应能力强的冲击钻，它可以通过各种卵漂石层、孤石或钙质胶结层，如果在施工中出现斜面开孔、裂隙、溶沟等情况，那么使用工艺较为简单且成本较低的冲孔灌注桩对进行事故处理是最好的解决方式。在溶洞进行岩溶地基岩土工程作业时，很可能遇到坍孔或漏浆的情况，冲孔灌注桩可以凭借其超快的提起冲钻的速度，防止埋锤、掉锤事故的发生。值得注意的是：虽然在开孔倾斜岩面时，可以使用“投入片石”的方法，保证桩孔的垂直度，避免孔底虚实不均现象的发生，但是因为灌注混凝土和成孔的难度较大，所以如果基桩在作业时途径大裂隙或多层溶洞，极易产生混凝土超灌现象。与此同时必须将孔口护筒工作放在首位，从而避免在成孔过程中易出现的坍孔、漏浆、卡钻、地面塌陷、埋钻等事故的发生。

第三，采用人工挖孔桩处理方式。人工挖孔桩与上述两种处理方式相比，具有容易得到保证的特点，所以在岩溶地区得到了广泛的应用，其依靠自身的优点（如工艺简单、施工进度快、成本低、质量直观等）在成桩质量、施工工艺上取得了一定的经验技术。但是要注意人工挖孔桩在多数时候只能适用于岩溶上覆土层较薄、地质发育不强烈的地方。因此，可采用钢管桩、冲击桩和挖孔桩相结合的处理方法。如果是岩溶发育较强烈或者存在流沙、软土的地区就不能使用人工挖孔桩，从而防止出现涌水量骤增或护壁困难等情况，避免对施工进度造成影响。还要注意的是为了将对周围环境的影响降到最低，在地下水丰富、持力层深度较大的地区，需禁止使用强排地下水的措施。尤其是要对地下水丰富的地区保持重视，因地下水位的特殊性，会被施工所扰动，对岩溶地区地质条件造成影响，使其变形量发生异常，信息表现不稳定，所以为了保证在建筑施工时准确的获取信息，不要在施工后的第一时间进行信息获取工作，而应在施工后的24s 再获取信息[2]。

第四，灌浆法。我国在某些地区都对岩土溶洞连续的灌注混凝土（有时十几吨，有时上百吨），从而进行对大型溶洞的处理，这也被称为灌浆法，因为灌浆法不仅能够良好的对大型溶洞进行处理，还能起到极强的加固效果，例如可以加固深浅土洞、浅层溶洞、溶沟内软土、基岩面软土或塌陷等地区。不过采用灌浆法仍然具有注意事项：在对岩溶发育较强烈的地区进行水文地质勘察工作时，一定要在开始作业前进行严格的勘察，如果因为某些原因未能进行严格的勘察，就不要采用此种方法进行对大型溶洞的处理工作。

2.2 岩溶地基岩土工程处理方法的相关运用

据上文所述，可得出在对岩溶地基岩土工程进行处理时，会出现很多不同类别的问题，产生问题的原因有以下几个方面：未实施具有针对性的勘察方案；未重视试验工作；未对岩溶规律进行确认；未实行适宜的勘察手段。所以若是想解决这些问题，就必须要做到运用综合物探的方法。例如，针对地形、地貌来采用合适的方案来开展工作，确保方案的合理性；勘察时一定要依照原则（即面到点、先地表后地下等）来制定作业流程；从而确保准确的获取信息；在进行作业时可以使用钻探、物探、化学勘探的技术手段，并且以钻孔电磁波CT、钻孔数字摄像等手段进行辅助。