摘要:岩溶区岩溶形态、岩溶地下水及其它不良地质作用等都会影响地基稳定,因此岩溶发育区地基的处治,是保证地基稳定性的基础,也是保证施工安全、施工得以顺利进行的基础。因此,对具有典型岩溶地基地区进行工程建设时,必须要对岩土进行勘察。
关键词:岩溶地基岩土工程;勘察方法;处治措施
引言
历经二十多年的发展,我国的工程地质勘察专业已经逐渐发展起来,在不断更新技术人员知识的同时,也开始逐渐提升岩土工程的勘测手段,注重应用计算机技术,使用实验仪器,引进先进的测试设备,不管是深度方面还是广度方面,其改善效果都非常显著。不过我国经济在深入改革的同时,也逐渐加剧了勘察市场竞争的激烈程度,因为多种因素的影响,很多勘察单位对于先进设备的购置非常抵触,很多工程投标的中标额度较低,导致很多先进的设备以及技术手段都不被大部分勘察单位所接受。
1岩溶形成基本原理
岩溶形成的基础在于天然存在的可溶性岩石,如石膏、石灰岩、白云岩等,此类岩石如果受含有碳酸钙经流水长期冲刷就会逐渐被溶蚀,结合沉积作用或其他化学作用,就会形成多种岩溶地区,较为常见的有裂隙、石芽、石沟、石林、溶洞、钟乳石等。在形成条件上有大量可溶性岩石和大量水体两种:(1)大量可溶性岩石。岩溶地区的形成既需要可溶性岩石,且岩石的数量也必须达到一定水平,否则受流水冲刷条件下的水土流失效应,并不能形成岩溶地区。在岩体分类上,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,这些岩石的成分复杂,在流水侵蚀条件下,会逐渐形成岩溶地区。(2)大量水体。结合上述可见,流水水体也是形成岩溶地区的必要条件。一般情况下,如果大量可溶性岩石周边存在大量流水水体,水体就会对岩石造成溶蚀、动力侵蚀两种作用,在这两种作用下就会促成岩溶地区,同时如果流水水体来源与降雨,则代表水体可能属于二氧化硫水体,此类水体内部存在大量碳酸,冲刷条件下会不断扩张可溶性岩石地带的孔隙,使其不断扩张、增多,长期如此,就会形成溶洞、暗河等岩溶地区。
2岩溶地基岩土工程勘察方法
2.1示踪实验法
对于一些岩溶地质来说,位于水源区域,采用物探法对其进行勘察,往往很难得的精确的结果,因而需要采用示踪实验法。即在岩溶勘察时,加入特定的示踪剂,通过检测地下水流状态,以及岩溶的发育情况等。采用该方法时,操作非常简单,并能够得到较为精确的结果,可以为水源地区岩溶地基的处理提供有利支持。
2.2物探勘察法
对岩溶地基进行勘察时,较常见的方法为物探法,即通过电磁、雷达等手段,对区域地质物理性质进行勘察,如密度、放射性等。对于该勘察方法来说,主要应用在岩溶较深,或者是规模较大的岩溶地区,通过这一方法的应用,可以准确了解岩溶的分布情况,但实际操作时,对操作人员有较高要求。常用的物探法包括高密度法、探地雷达法、大地电磁法与电磁波CT法等,其中,对于前两者来说,受到装置的影响,一般勘察较浅的岩溶;对于大地电磁法来说,一般勘察较深的岩溶;对于电磁波CT法来说,一般勘察岩溶的空间剖面。
2.3其他勘察法
①遥感勘察。遥感技术被广泛应用到各个领域,其中包括地质勘察,从而形成了遥感勘察技术,通过该技术的应用,可以采集到地质的基本信息,并以此为基础,绘制出相应的地质图,从而将岩溶地质直观展示出来,有利于相关人员对地质的了解。②原位测试。对于岩溶地基来说,地质结构非常的特别,因而对其进行勘察时,可以对其进行原位测试,以得到较为精确的数据信息。即在正常条件下,对地质的力学性质进行检测,如应力、荷载、波速等,采用该方法勘察时,流程并不复杂,且工程造价较低。
3岩溶地基岩土工程地基处理措施
3.1人工挖孔桩
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。
3.2钻孔灌注桩
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。
3.3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。
结语
综上所述,地质勘察与地基处理直接关系到工程项目的建设质量,特别是处于岩溶地区的项目,由于地质条件较为特别,会对地基造成较大的影响。因而需要采取科学有效的方式对地质进行勘察,得到准确的地质信息,并以此为基础,利用合理的技术方案,对地基进行处理,以确保地基具有较强的稳定性,为整个工程的建设奠定良好基础。
参考文献
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