岩溶地区工程勘查及地基分析处理探讨

2015-07-22 195 0

   一、前言
 
  对于岩溶地区工程来说,由于地质条件比较复杂,所以,必须要更加明确岩溶地区地质勘查的要点和难点,提出岩溶地区地质勘查的有效方法,并做好地基处理工作。
 
  二、岩溶的形成原理和条件
 
  1、岩溶的形成原理
 
  岩溶碳酸盐类岩石(如石灰岩、石膏等)等可溶性岩石,受含有二氧化碳的流水溶蚀,并加以沉积作等化学、物理作用而形成的洞穴、裂隙、石芽、石沟、石林、溶洞、地下河、漏斗、钟乳石、峭壁等复杂地形、地貌。
 
  2、岩溶的形成条件
 
  (一)存在大量可溶性岩石
 
  岩溶地区的特殊地形、地貌主要是由可溶性岩石受水溶蚀形成的,因此在岩溶地区必定存在大量的可溶性岩石,这类岩石主要包括碳酸盐岩、硫酸盐岩以及卤化盐岩类等岩石,容易受到流水侵蚀,从而形成复杂的岩溶地貌。
 
  (二)存在大量的水
 
  一般来说岩溶地区的降雨量较大,雨水透过土层流经岩石表面.水流具有溶蚀和动力侵蚀两方面的破坏作用,特别是当地下水中混有二氧化碳气体时,水会与二氧化碳结合形成碳酸,岩溶性岩石在流动碳酸的溶蚀作用下形成孔隙或裂隙,这些孔隙或裂隙极易成为地下水的流动通道,在地下水的作用下,这些孔隙或裂隙会逐步扩大,并逐渐增多,进而形成了溶洞、裂隙、溶沟、暗河、石芽等溶岩地貌。
 
  三、岩溶地基的地质勘察
 
  岩溶地基的地质勘察涉及地质调查和测绘、各种勘察技术的选择和应用以及测试工作等由于岩溶具备地基水文地质条件复杂,地形种类繁多,而且空间上均一性较弱等特点,传统勘察方法很难满足实际勘察需要同时诸如钻井法受到其自身勘探时间长、施工成本较高的影响也不利于岩溶地基的勘察所以,岩溶地基勘察应结合岩溶实际稳定情况采用不同的勘察方法,以对岩溶地基的性质、特点等有个更清晰的认识和把握,进而为岩溶地基工程施工奠定坚实的条件。
 
  一般根据岩溶地基的稳定性强弱,可将其分为无岩溶区、岩溶一般发育区、岩溶发育区几种类型,其中无岩溶区指地基没有岩溶现象出现,场地稳定性较好,岩溶一般发育区稳定性稍弱,而岩溶发育区的场地稳定性较差,如建筑工程对岩溶地基稳定性要求比较高时,应选择对应的方法进行处理。另外,岩溶发育区还包括发育程度极高的区域,这里地场稳定性极差,因此应尽量避免在其上建设规模较大的工程。下面根据岩溶不同发育情况,对勘察时应注意的问题进行探讨,以保证勘察质量满足要求
 
  1、勘察无岩溶区
 
  无岩溶区进行勘察时应明确勘察工作的重点和难点,尤其应将覆盖层厚度、岩面坡度以及岩面起伏情况当做勘察的重点。同时确定岩面间软弱土层和残积土的厚度,认真检查残积土上部是否有红粘土存在,准确把握岩面上土层的稳定性和均匀性,进而对地基的适宜性和稳定性进行正确的评价
 
  2、勘察岩溶一般发育区
 
  勘察岩溶一般发育区时不但需要对无岩溶区进行勘察,而且还应对溶洞的埋深、规模、分布等情况进行勘察,尤其应根据岩溶区的实际情况选择合适的钻孔位置相对来说该种类型的岩溶勘探给工程产生的影响较小,但是勘察时也应严格按照勘察标准要求认真执行,进而为工程施工提供准确参考
 
  3、勘察岩溶发育区
 
  岩溶发育区地基构造比较复杂,因此勘察时需要了解的内容较多首先,根据工程设计要求勘察无岩溶区域;其次,准确掌握基岩溶洞的填充性、规模大小以及岩洞的分布情况,尤其应探明溶洞之间的关系以及地下水和地表水之间的联系;最后,布置钻探孔前应对地基的复杂程度进行初步评估,并根据工程施工要求选择合理位置针对岩溶地区结构比较复杂的特点,勘察时应注重综合运用各种方法,特别注重不良地质类型的发展趋势、分布规津以及发育特点等。
 
  四、岩溶地区主要地基处理原则
 
  1、溶洞处理方法
 
  根据溶洞生成形态的不同,可以分为单层溶洞和重叠溶洞。
 
  (一)单层溶洞处理:如果判定地基之下为单层溶洞时,应该考虑对洞体进行加固处理,前提是断定溶洞之上的地基不能满足承重需要或者存在较大的其它不确定因素。
 
  (二)重叠溶洞处理:重叠溶洞的结构和状态稳定性较之单层溶洞都要复杂,因此其处理技术也相应的复杂和多样,应有针对性地选择使用以下技术或方法:
 
  (1)相对比较经济的一种处理方法是避开溶洞位置,即适当调整柱与柱之间的距离和总体的平面设计布局已达到灵活规避的目的。
 
  (2)第一种方法相对经济,但会受到具体规划制约,考虑用嵌岩灌注桩穿过溶洞洞顶的方法达到目的。
 
  2、土洞处理方法
 
  土洞对火山岩地区地面上建筑物的破坏在很大范围内要强得多。因此有必要防止或处理该情况的发生。在此介绍填垫法和加固法两种主要处理方法:
 
  (一)填垫法:此种方法适用于埋藏较浅且顶部稳定性相对不差的土洞。在洞的最底部,考虑用岩石物质填埋,目的是建造接近天然的反滤构造。
 
  (三)加固法:面对距离地面较深或比较深的土洞,则应该考虑采用密钻灌浆法。根据土洞周围含水量等因素来选择具体的加固材料。
 
  3、塌陷处理方法
 
  在火山岩地形地区,地面出现塌陷是司空见惯的事情,我们可以考虑选择采用以下几种处理方式:
 
  (一)换填法:挖出洞中的松软土壤,用砂质或岩石类材料重新填充,最后覆盖粘性土壤并夯实表面。
 
  (二)跨越法:如果坑洞体积容量巨大,或者重新填充的方法行不通的时候,我们可以考虑采用跨越法。
 
  (三)强夯法:在10至40米的高度让10~20吨的夯锤做自由落体运动,以对地面造成强有力冲击,达到对土体有效夯实的目的。④灌注法:通过钻孔通道,将合适的浆状材料灌入低下,尽可能把所有的裂隙、岩石通道或者塌陷充实。
 
  4、地基基础遇到地下水产生渗漏和突水问题时的处理方法
 
  (一)对地基突水的处理,一般采用疏导的方法把地下水引入到基础外侧的边沟里或者基础中心的排水沟中;
 
  (二)堵住落水洞、裂隙、岩溶管道等;用粘土直接进行铺盖;对地下水流出的地方修建截水墙;在落水洞四周围修建围墙;如果修建的建筑物所处位置邻近当地的水库或水坝,可以把地下水直接引入水库或水坝,让其流人下游。
 
  五、基础处理的比选
 
  1、冲孔灌注桩:如果溶洞数量较多但是单个洞体体积容量比较小,面对此种情况,我们应该考虑用桩打穿多层洞顶的方法。为了安全的保障,应该在做好探查工作,具体方法是做桩前,利用相关设备探清洞内状况,之后用冲击钻穿至符合设计要求的层数。
 
  2、钻孔桩:如果地表崎岖不平、地下有独立岩石或桩体质量较大,可以考虑使用钻孔桩。此种技术受力明显,穿成的孔直径大,因此操作起来非常便利。钻孔桩的优点是:能简单利索地穿透夹层,能穿过独立岩石。但是使用的过程中也应该注意:不应该把这种技术用在浅层底层中存在没有充分发育的熔岩的基层中。
 
  3、预应力管桩:如果面对地表下存在淤泥、土洞或洞体与地下河流联通的状况,可以考虑采用预应力管桩,因为此种方法在应用过程中不会受到上述因素的影响,这种方法的优点是在观察压力时非常直观和便利,因为在压桩机上设计有可以观察压力数值的压力表,非但是也存在一个显著的缺点,即在土壤岩石相对薄弱的地方较为容易发生断桩的麻烦发生。
 
  4、群桩:如果面对地表面情况相对复杂、岩溶上部覆盖一定厚度的砂质层时,那么上述各种方式都会失去其应有的效用,因此任务质量难以保证。而群桩法,可以保证桩体有效性、安全保障度和作业顺利进行的条件下,有效、稳定、快速地解决这类复杂的地质状态。其优点是:群桩的端头并不一定要求固定在复杂的地表上,其方法很简单并且相当可靠,只要在端头覆盖的地面的压力泡可以有效分布在地表表面并且存有坚固的下卧层结构,群桩法就能有效规避复杂多变的熔岩表面对桩基形成的的破坏。群桩法有诸多解决问题的方法,其中静压预制管桩是相对较为有效和可靠的方式之一,其应用越来越广泛。
 
  六、结束语
 
  总而言之,必须要更加清楚的了解岩溶地区的地质特点,进而针对岩溶地区工程施工的需要,进行工程地基的有效处理,确保岩溶地区工程勘查和地基处理工作的质量。
 
  【参考文献】
 
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