张红
泰安市东方建筑设计集团有限公司，山东泰安 271000
摘要：在岩溶地区的工程项目中，地基处理与基础设计成为工程项目顺利开展的关键。在本次研究中，本文详细介绍了岩溶地区地基处理的方法，包括注浆法、挖填法、注浆法、强夯法等；同时根据岩溶地区的实际情况，介绍了地基基础设计的方法，提出了多样化的解决方案。
关键词：岩溶地区；地基处理；基础设计
前言：我国岩溶地貌的分布范围广、面积大，主要集中在广东、云南、广西、贵州等地区，已经成为上述地区建筑工程项目中不容忽视的问题。岩溶地质对建筑工程的影响较大，可能危及建筑物结构的稳定性，所以为了避免此类问题发生，需要寻找一种有效的地基基础设计与处理方案。
1.岩溶地区的地基处理方法分析
目前我国处理岩溶地区地基的技术较为成熟，形成了一套完整的技术体系，其中常见的处理方法包括：（1）挖填法。当岩溶土洞较浅的情况下，采用挖填法施工，即直接挖除软弱土壤，并用强度更高的级配砂石置换；或者在清除不良地质后在块石上铺设一层具有一定厚度的砂作为反滤层，并在反滤层上做粘土夯实。（2）注浆法。注浆法是处理岩溶地区的合理手段，即通过注浆设备，将具有一定黏度的水泥浆液等注入到周围土体的裂缝与孔隙上，最终使土壤在浆液的作用下形成整体，此时加工后的土壤具有更强的强度以及压缩性，稳定性良好，满足岩溶地区处理的要求。同时，注浆法也是改善物理化学性质的重要组成部分，与其他技术相比，该方法可以阻塞地下水甬道，避免不良地质进一步发育，具有技术成熟、工艺简单等优点[1]。（3）强夯法。当项目的施工范围远离居民区，且土洞浅埋、分布密集的区域，若挖除的工程量较大，则需要采用强夯法施工，用强夯夯塌土洞之后，经碎石回填；或者采用重锤夯实的方法做进一步处理等。在施工期间，强夯可以有效加固不良地质，根据相关项目的施工经验，强夯法的加固深度与夯击能、土洞性质有关，正常情况下的夯击深度控制在4-9m。（4）桩基法施工。对于部分岩溶地区的项目施工经验可以发现，在经过上述方法处理后，少部分溶洞依然面临着进一步发展的可能，或者随着地下水位的变化，导致形成新的土洞。针对该问题，可以选择桩基法，将建筑物的荷载传送至稳定岩层中，底层地坪设计成架空楼面；施工环节，施工人员需要提高地质勘察的频次，对于桩基法施工中可能出现的地面塌陷问题，再采用上文介绍的工艺施工。
2.岩溶地区地基基础设计方法
2.1溶洞对地基基础设计的影响
在设计期间，需要了解溶洞与桩基之间的相对空间关系，并采用下文介绍的方法进行处置：（1）桩端正下方5m以内存在溶洞的情况下，桩基需穿越溶洞直达稳定的持力层；（2）桩端侧下方5m以内存在溶洞，且溶洞未延伸到桩端时，根据地基基础规范的相关内容，设置落地剪力墙与配置转换柱的桩，桩端需延伸至溶洞地层以下的位置；对于地下车库与裙房柱下桩基需要结合具体情况制定处置方案，其中顶板厚度大于等于5m则可以不处理溶洞；若小于5m则需要穿越溶洞。（3）针对桩端穿越的情况，若桩身穿越基本质量等级为Ⅰ级、Ⅱ级的岩体构成的溶洞顶板中，且顶板的厚度大于等于2m时，根据《建筑地基基础设计规范》的内容，需要采用“顶板厚度×0.75系数”的方法计算入侧阻力水平[2]。（4）根据地基基础规范的相关内容，针对岩溶发育良好的位置，未经过系统处理的场地不可以用于建筑物地基；若上述情况无法避免，则需要做进一步加工处理，选择“新增桩基＋托换梁”的方法处理；或者在不清孔的情况下做混凝土注浆，最终保证持力层的整体性。
2.2临空面与应力扩散角对基础设计的影响
在岩溶地区地层设计中，临空面与应力扩散角已经成为影响地层稳定性的重要因素。针对岩溶特征以及桩端所在边缘陡壁的形态，在基础设计中需要重点考虑以下几方面因素的影响：（1）顺坡陡倾临空面，这种状况下临空面边缘陡壁呈顺坡形，角度大于等于45°；（2）倒坡陡倾临空面，是指柱底处于陡壁边坡位置呈现出倒坡状态的临空面；（3）水平状洞顶临空面，指溶洞顶板存在一定厚度，但溶洞形态不规则，在空间分布上可以发现明显跨越。
根据当前相关地区岩溶地区的处理经验，针对临空面以及应力扩散角，需要根据具体工况进行处置，例如岩体中发现倾向临空面的软弱结构时，需要先计算地基滑移稳定性；而当相邻基础高度大于等于5m时，需将相邻基础高差调整为相近值。图1记录了某岩洞工程项目中临空面的处理措施，资料如下。
.png)
图1 某项目临空面的处理方法
2.3大岩溶的基础设计方法
2.3.1独立基础与条形基础
根据地基规范的相关内容，当地基基础设计等级为丙级且建筑物荷载较小的情况下，当存在以下情况下可不考虑岩洞对地基的影响：（1）基础底面以下土层厚度大于独立基础宽度的3倍，或大于条形基础宽度的6倍，且现场勘查结果确认不具备土洞形成条件。（2）基础底面土层厚度小于等条形基础宽度的6倍或小于独立基础宽的3倍，勘查结果显示洞隙被沉积物填满，承载力检测大于等于150KPa。（3）基础底面中垂直孔隙所占比例小于等于基础面积的25%，且荷载要求满足施工。
2.3.2筏基及箱基
箱基与筏基具有刚度大的特征，并且可以有效调整岩洞的不均匀沉降，所以针对岩溶地区满足一定条件的情况下可考虑采用筏基及箱基层等方法，根据部分地区的经验，针对岩溶强发育的地段并且桩基处理存在一定难度的情况下，则可以考虑选择筏基及箱基施工工艺；或者施工现场存在强烈发育的岩溶洞隙、溶槽、溶沟的情况下，采用支点分布的方法，将筏基及箱基作为基础进行施工，并且为了强化施工效果，在筏基及箱基施工中可以采用灌浆加固的方法。在基础设计中，筏基及箱基应考虑以下问题：（1）在岩洞整体稳定的情况下，岩洞在平面空间上的分布基本均衡。此时现场应满足的条件为：岩顶标高总体相同。只有该条件符合标准，才能保证建筑物的整体倾斜度符合技术规范，若在施工中发现一端岩顶高而另一端岩顶低，将会导致不均匀沉降或者倾斜的情况。同时“岩洞在空间平面的基本均衡”是避免部分位置因为岩体顶面土体局部破坏而引发严重的塑性变形问题的有效方法，对于提高施工质量的意义重大。为了确保施工效果，可以根据相关技术规范进行设计，例如针对岩溶发育良好的位置，可在每柱下布置一个点，点的间距小于等于6m；对于微发育的地段，每个柱下布置一个点，点的间距控制在6-12m。（2）当岩溶上覆土层厚度较大的情况下，考虑到岩溶上覆土可能大于等于地基的压缩层厚度，此时传导到顶面的附加应力易出现变化，最终改变岩溶稳定性。所以在施工中，若发现地基压缩层厚度满意并且不具备形成土洞条件的情况下，可不考虑岩溶的影响。
结束语：岩洞地基处理已经成为影响工程项目施工的重要因素，本文所介绍的地基处理技术及其设计方法具有可行性，不仅可以有效消除岩洞对工程项目的影响，也有助于帮助相关人员识别岩洞施工中的异常情况，具有技术可行性，值得进一步推广。
参考文献：
[1]宗俊秀.岩溶地基岩土工程勘察方法及处理方式[J].住宅与房地产,2020(35):139-140.
[2]陈航,伍廷亮,晋明超.复杂岩溶地基中下伏无充填大型溶洞的处理方案对比分析[J].广东建材,2020,36(11):40-44.
作者简介：张红，（1969.04—）；性别，女；民族，汉；籍贯，山东泰安人，学历，大专；现有职称，中级工程师；研究方向，岩土工程勘察