1、前言
岩溶是由泥灰岩,石灰岩等可溶性岩石由于长期受水的化学溶蚀和机械作用形成的,目前,我国的可溶岩分布面积非常广,占我国国土面积的三分之,同样也是世界上熔岩最发育的国家之一。因为基岩内有溶洞存在,如果收到振动作用或者是附加荷载的作用下,会很大几率出现地基变形坍塌,建筑物倒塌等重大事故。此外,当在溶洞地基上覆盖的土层厚度不均,会影响到地基产生一定程度的沉降,造成的结果就是建,筑物的寿命大大的受到了影响。由于我国这几年建设工程发展迅速,对于建设在岩溶地区的住宅房或者是商用房等建筑的地基处理同样累积了不少的经验,但是在对于与工程造价,工程质量和工程进度等密切相关的工业建筑的岩溶地基处理方面还有着不少值得分析和研究的方面。
2、溶洞的形成和实际勘测
2.1 溶洞是如何形成
溶洞的场地主要为河流阶地地貌,基岩岩性为灰岩,岩溶是由泥灰岩,石灰岩等可溶性岩石由于长期受水的化学溶蚀和机械作用形成的,每当在雨季,部分雨水会经过沙卵砾石层中的缝隙进入到了地下,并且经过相应的作用形成了潜流,由于被灰岩中的成分碳酸钙和地下水中的游离的二氧化碳溶解,经过一段时间的反应后,岩石产生了裂缝,地下水不断对岩石裂缝进行侵蚀和扩张,形成了溶沟,溶洞,漏斗和暗河等地下所谓的的喀斯特地貌,这也就是溶洞的形成。
2.2如何对溶洞洞区进行勘测
有效的处理溶洞洞区域内地基,那么详细勘测和分析溶洞地形是非常重要的准备,目前在工程建设,主要的对于溶洞的勘测的方法是采取钻探和物探相结合的两种方法。在实际情况中,由于电磁场地或者环境本身的影响较大,采取物探的勘测方法的使用情况是比较有限的,只能大概勘测处溶洞洞区的大致范围,所以在实际建设工程中,主要还是以钻探的方法为主。
钻探的具体的操作方法如下,首先对洞区域内的沙卵砾石层采取跟管锤击钻进,用重型圆锥动力触探主要测出原位测试,至于经物和技术孔判断应该采取钻孔进行触探,如果在触探的过程中,钻具自然下掉,可以判断该位置没有填充物,是溶洞,否则很大的一部分可能是土洞,如果确定是溶洞的情况下,那么就需要通过梅花形的布置局部加密钻孔来大致测量出溶洞的实际水平分布范围。
3、溶洞洞区域内地基处理方法
在建设工程中,对于溶洞洞区域内地基的处理方法,应该根据工程场地的不同地质情况,应该在工程场地针对实际的地质情况采取不同的处理方案,目前主要主要可以通过以下三种方案:动容灌浆,高压旋喷注浆和灌浆铜管桩。
3.1溶洞灌浆方案
溶洞灌浆的主要作用和效果就是具有加固的作用,也是主要的加固方案之一,适用于多种的小型设备基础,软弱土和辅助用房下的浅层多溶洞,有着处理范围广,但是造价低的特点,通过使得溶洞区域域内填充充实严密的方式来完成整个地基的稳定性,提高整个地基的强度。在实际的实施中,为了防止溶洞的发展,造成对建筑物的实际伤害,应该尽量做到及时切断土层,地下水与溶洞之间的关联,在对溶洞洞区域内进行填充多采用的是夹有砂砾或者是软诉状粘性土,容易出现严重的漏水情况,为了保证方案的实施结果,保证加固的效果,常会采用联合灌浆方法,需要对溶洞洞区呃逆的填充物进行扰动清洗,接着通过旋喷一定量的水泥浆,并且还要通过类似像水下混凝土土浇筑方法对溶洞洞区域内关注水泥混合浆,直到空口反浆,保证溶洞洞区域内填充紧密,均匀和饱满,从而达到具有加固的目的。为了保证灌注水泥混合浆液前洞区内浆液的稳定性,同样还需要保证加固处理后形成的灌浆体性质均匀稳定,一般情况下可以采取注浆和高压旋喷清水方法,这样的方法可以保证溶洞洞区域内没有继续发育的空间和条件,不存在软弱“灶”的现象。此外,在施工中,应该需要注意工程场地的实际情况,准确的分析和控制需要处理的溶洞洞区域内的深度,规模,范围以及填充情况等。
通过实践证明,溶洞洞区域内溶洞灌浆是处理辅助用房下和大面积处理小型设备基础的浅层溶洞洞区域内的较好的方案,也是首选的方案。
3.2高压旋喷注浆方案
对于厂房地基的加固,一般情况下采用的是高压旋喷注浆方案。在实际施工时,厂房的基础地基处理时需要在延至基础完成好才能进行的,也就是说需在施工完成后才能进行加固处理,对需要加固的基础采用的是砂浆灌注和高压旋喷注浆法进行加固处理,首先需要对溶洞先进行高压旋喷注浆后,进行砂浆灌注处理,最后形成旋喷桩,并在承台底部分和桩端进行复喷,从而达到类似扩孔桩的目的。
在根据《建筑地基处理技术规范》所给出的参考,一般规定要求地基的承载能力在350kPa,并且通过复合地基承载能力和静载试验的证明,高压旋喷注浆地基是完全能够胜任对于溶洞洞区域内处理的设计要求,达到对于新建建筑地基加固的目的。除此之外,应该注意的是在方案的实施中,应该特别注意灌浆量的控制,否则有可能会导致厂房柱基隆起,产生水平位移以及倾斜。
3.3灌浆钢管桩方案
3.31灌浆钢管桩方案的实施
对于动荷设备和重型设备的基础,在沉降的要求是非常的严格的,所以一般会通过灌浆钢管桩的方案,通过完整的灰岩来做持力层,从而扩大灌浆的实施和影响的范围。此外,为了获得较大的桩端承载力,可以利用钢管支撑在完整的灰岩中。在最后,需要对钢管内关注强度较高的水泥砂浆成为灌浆钢管桩。
3.32钢管桩的选择和布置
在使用灌浆刚管应该满足以下的条件,首先应该满足强度高,施工工艺易行,施工进度快和施工质量易保证等特点。除此之外,施工过程可以选择人工挖孔桩基础,具有施工简单,成本低,施工技术和工艺比较成熟,完善等特点,但是受施工手段本身的限制,在地下水丰富,有软弱土,持力层深度大和基岩岩溶强烈发育的地方,如果进行强行的开掘的话很有可能因护壁困难或者是涌水量骤增而无法施工,从而导致工程施工工期长,基础施工停滞,甚至造成环境恶化等等问题。
在钢管桩的布置规范上,应该根据要求应该复合地基承载力和钢管桩的单桩承载力,主要可以通过地基强度,桩身强度分别进行计算,然后再去最小值。钢管桩是通过将树根钢管通过刚孔,在通过基岩面安放在下部分完整的基岩上,此外,还可以将单桩承载转化为群桩承载,比较适合用于持力层深度大,基岩岩溶强烈,地下水丰富发育的地区。
4、结语
(1)在溶洞洞区域内,要善于利用含溶洞岩石地基作为建筑物持力层时,通过详细的勘测建设工程地质情况,分析其地区的稳定性。
(2)在实际对于溶洞洞区域内进行勘测,应该重点放在溶洞洞区的结构面,地质构造,地基岩层和地下水等等因素。
(3)旋喷桩和溶洞灌浆地基处理都是可以起到对于溶洞洞区域内的加固的作用,同样还具有基坑止水的作用,并且可以将石灰表面的荣漕河溶沟以及浅层溶洞充填密实。至于灌浆钢管桩的方案,比较适合用于持力层深度大,基岩岩溶强烈,地下水丰富发育的溶洞洞区域内。
参考文献:
[1]马兰.火山温泉地热能[J].建筑工程,2008(17).
[2]刘国喜.溶洞洞区域内建筑场地桩基下溶洞稳定性[D].北京科技大学,2001.
[3]朱日新.建筑物结构检测报告[J].工程地质手册,2001,6:67-73.
[4]杨叶,长短桩组合基础工作性状及工程设计问题的研究[J].同济大学报,2009(04).
[5]陈默祥.中国地热学研究学之进展术[J].地球科学 2011,(23).