建筑施工論文發表地基處理實例分析

　　摘要： 巖溶、土洞地區地基是一種比較特殊的地基。當利用這種土作為建筑物地基時，必須采取相應的處理措施，以消除因溶洞、土洞、溶溝、裂隙、暗河、石芽、漏斗等造成的地面變形和地基陷落。處理措施一般分深層和淺層處理，本文通過工程實例，分析了建(構)筑物在不同的地質條件下的幾種處理方法。

　　關鍵詞： 巖溶,土洞,地基處理,灌注樁,毛石砼墊層

　　1 概述

　　巖溶或稱“喀斯特”，它是石灰巖、泥灰巖、白云巖、大理石、石膏、巖鹽層等可溶性巖石受水的化學和機械作用而形成的溶洞、溶溝、裂隙、暗河、石芽、鷹嘴、漏斗、鐘乳石等奇特的地面及地下形態的總稱。

　　土洞是巖溶地區上覆土層在地表水或地下水作用下形成的洞穴。它是巖溶地區的一種伴生現象。

　　巖溶地區由于有溶洞、暗河及土洞等的存在，可能造成地面變形和地基陷落，發生水的滲漏和涌水現象，使場地工程地質條件大為惡化，巖溶、土洞給建筑工程的地基處理帶來一定的難度，其一是巖溶面標高起伏差異大;其二是形成巖洞的位置、大小變化不一，且無一定的規律，有些在同一垂直面上可能有兩個以上的巖洞，各巖層風化程度也錯綜復雜;其三是各溶洞的連通性難以評估，地下水的變化也使得地基處理比較復雜;其四是土洞由于比巖溶發育更快，情況更難以判斷，實踐表明：土洞對建筑物的影響遠大于溶洞，其主要原因是土洞埋藏淺，分布密，發育快，頂板強度低，因而危害也大。有時在建筑施工階段還未出現土洞，卻由于建筑后改變地表水和地下水的條件而產生行的土洞和地表塌陷，并由此產生墻體、樓板、梁柱開裂甚至坍塌，因此在巖溶地區建造建筑物務必慎重，若無法避免在此類場地建筑時，則必須對此類場地進行有效的處理。

　　2 巖溶、土洞地區地基處理的一般原則及處理措施

　　2.1巖溶地基的處理應根據巖溶的發育情況、水文地質情況、建筑物結構類型、工程要求、施工條件、經濟與安全的原則，考慮采取以下處理措施：

　　⑴對個體溶洞與溶蝕裂隙，可采用調整柱距、用鋼筋混凝土梁板或桁架跨越的方法。當采用梁板或桁架跨越時，應查明支承端巖體的結構強度及其穩定性。

　　⑵對淺層洞體，若頂板不穩定，可進行清、爆、挖、填處理，即清除覆土，爆開頂板，挖去軟土，用塊石、碎石、粘土或毛石砼等分層填實。若溶洞的頂板已被破壞，又有沉積物填充，當沉積物為軟土時，除了采用前述挖、填處理外，還可根據溶洞和軟土的具體條件采用石砌柱、灌注樁、換土或沉井等辦法處理。

　　⑶溶洞大，頂板具有一定厚度，但穩定性較差，如能進入洞內，為了增加頂板巖體的穩定性，可采用石砌柱、拱或用鋼筋混凝土柱支撐。采用此方法，應著重查明洞底的穩定性。

　　⑷地基巖體內的裂隙，可采用灌注水泥漿、瀝青或粘土漿等方法處理。

　　⑸地下水宜疏不宜堵，在建筑物地基內宜用管道疏導。對建筑物附近排泄地表水的漏斗、落水洞以及建筑范圍內的巖溶泉(包括季節性泉)應注意清理和疏導，防止水流通路堵塞，避免場地或地基被水淹沒。

　　2.2土洞地基的處理也應根據土洞的發育、埋置深度、地下水位及建筑物的重要性可采取以下處理措施：

　　⑴處理地表水和地下水：在建筑物場地范圍內，做好地表水的截流、防滲、堵漏等工作，以便杜絕地表水滲入土層內。這種措施對有地表水引起的土洞和地表塌陷，可起到根治作用。對形成土洞的地下水，當地質條件許可時，可采用截流改道的辦法防止土洞和地表塌陷的發展。

　　⑵挖填處理：這種措施常用于淺層土洞。對地表水形成的土洞和塌陷，應先挖除軟土，然后用塊石或毛石混凝土回填。對地下水形成的土洞和塌陷，可挖除軟土和拋填塊石后做反濾層，面層用粘土夯實。

　　⑶灌砂處理：灌砂適用于埋藏深、洞徑大的土洞。施工時在洞體范圍的頂板上鉆兩個或多個鉆孔，其中直徑小的(50mm)作為排氣孔，直徑大的(大于100mm)用來灌砂。灌砂的同時沖水，直到小孔冒砂為止。如果洞內有水、灌砂困難時，可采用壓力灌注強度等級為C15的細石混凝土，也可灌注水泥或礫石。

　　⑷墊層處理：在基礎底面下夯填粘性土夾碎石作墊層，以提高基底標高，減少土洞頂板的附加壓力，這樣以碎石為骨架可降低墊層的沉降量并增加墊層的強度，碎石之間有粘性土填充，可避免地表水下滲。

　　⑸梁板跨越：當土洞發育劇烈，可用梁、板跨越土洞，以支承上部建筑物，采用這種方案時，應注意洞旁土體的承載力和穩定性。

　　⑹采用樁基或沉井：對重要的建筑物，但土洞較深時，可用樁或沉井穿過覆蓋土層，將建筑物的荷載傳至穩定的巖層上。

　　3 工程實例

　　3.1工程概況

　　某110kV變電站位于廣西貴港市城四路與新區一路交叉的十字路口附近，在城四路西側，該樓共三層，框架結構。站址所屬區處于南華準地臺桂中~桂東臺陷中的大瑤山隆起西南端，廣西山字形構造前弧弧頂區的北東東向的貴縣向斜北翼，站址區內無區域活動性斷裂通過。場地為Ⅱ類建筑場地。據地質勘察資料，各地層由上而下為：

　　①層耕(表)土：灰褐、灰黃、紅黃色，濕，成份為粘性土，局部混鐵錳質結核，含植物根系及腐植質，結構松散軟弱，本層在整個場地內均有分布，層厚0.70~1.60m。

　　②粉質粘土：棕紅、棕黃色，稍濕，硬塑狀，局部可塑狀，裂隙發育，鐵質渲染，該層在整個場地均有分布，層厚0.70~2.50m。

　　③紅粘土：紅黃、黃、灰黃色，稍濕~濕，可塑狀，裂隙發育，鐵質渲染，層厚2.60~3.40m。

　　④紅粘土：黃、灰黃、棕色，濕，軟塑狀，層厚0.50~2.50m。

　　⑤土洞：土洞中填充有粘性較強，壓縮性高的流塑狀粘土，洞高1.90~3.90m。

　　⑥灰巖：灰、灰白、深灰、黑灰色，中風化，微晶結構，厚層狀構造。

　　⑥1溶洞：灰巖中局部發育有溶洞，填充物為粉質粘土，灰、灰白色、濕，軟塑狀，洞高0.30~1.20m。

　　3.2地基處理方案的選擇

　　因新建建筑物結構型式單一，均為框架結構，故對地基處理方案的選擇主要根據地質情況及施工現有的條件來選擇，在不影響地基穩定性的條件下，采用投資較省、施工簡單的方案。

　　3.2.1架空層地基與基礎處理過程

　　因場地設計標高低于50年一遇洪水位高程，而主要電氣設備須位于50年一遇洪水位高程之上，故抬高做成架空層，也因架空層下處在溶洞及土洞強烈發育地段(場地無法避開該地段)，且埋藏較深，兼考慮施工原因，原設計采用人工挖孔灌注樁穿越溶洞及土洞，將上部荷載傳至穩定的灰巖⑥上，在施工過程中，因地下水量大，抽水過多，將樁身周邊的泥砂掏空，導致砼護壁開裂，為此，出于安全起見，部分孔樁改用機械沖孔灌注樁，在后來的沖孔過程中，因前面人工挖孔抽水將樁身周邊的泥砂掏空，形成新的土洞，造成場地局部下陷，而在穿越溶洞頂板時，由于人為施工操作原因造成孔位偏離中心位置，后經校正措施(回填片石、高低沖程等)達到要求。

　　3.2.2輔助間及電纜層地基與基礎處理過程

　　輔助間為一至二層的建筑物，按框架內力分析結果：柱底最大豎向力Nmax=1279kN，根據現場基坑開挖情況，并做相應的超前鉆，輔助間的地基良好，無巖溶及土洞發育，考慮按常規的柱下獨立基礎，以粉質粘土②為持力層，經驗算，承載力、沉降及與相鄰不同類型的樁基礎的相對沉降均滿足相應規程要求，因而輔助間的基礎采用柱下獨立基礎是可行的。

　　電纜層為三層的建筑物，一層為電纜層，二層為10kV配電室，三層為GIS室。根據現場基坑開挖情況，并做相應的超前鉆，有6個基礎處在較深的溶洞及土洞上，需做機械沖孔灌注樁處理;有1個基礎處在淺層的溶洞及土洞上，采用挖除洞內的軟土并采用毛石砼換填處理;其余基礎均處在較好的地基上，采用柱下獨立基礎。因上部荷載較大，經驗算，承載力、沉降及與相鄰不同類型基礎的相對沉降均滿足相應規程要求。

　　4 結束語

　　該工程已于2008年竣工投產，運行至今效果良好。通過以上工程實例，筆者認為在巖溶地區進行地基處理時應注意下列問題：

　　⑴在巖溶地區一定要做好巖土工程勘察工作，探明溶洞、土洞的分布、埋深、大小、頂板厚度等情況。對溶洞頂板要進行地質分析及力學驗算，確定其完整性及需要的厚度。

　　⑵對巖溶地區地基處理方案一定要反復權衡，慎重選擇，充分論證可行性及對復雜情況的處理措施，必要時可參考該地區已有的工程實踐經驗或向專家咨詢。

　　⑶在巖溶地區，一定要進行樁下施工勘察，以免由于溶洞造成隱患。

　　⑷在巖溶地區機械沖孔灌注樁具有一定的適用性，在穿越溶洞、孤石、鷹嘴、石筍等特殊地質時，鉆頭極易偏斜、塌孔、擴孔、卡鉆、掉鉆及泥漿流失等現象時有發生，因而要求施工時必須嚴格按照沖孔灌注樁的施工要點進行。

　　⑸在巖溶地區，要慎重使用樁端只接觸巖面而不進入巖石的樁。

　　參考文獻

　　[1] 《建筑地基處理技術規范》，JGJ79-2002

　　[2] 《建筑樁基技術規范》，JGJ94-2008