建筑施工論文發(fā)表地基處理實(shí)例分析

　　摘要： 巖溶、土洞地區(qū)地基是一種比較特殊的地基。當(dāng)利用這種土作為建筑物地基時(shí)，必須采取相應(yīng)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(guò)工程實(shí)例，分析了建(構(gòu))筑物在不同的地質(zhì)條件下的幾種處理方法。

　　關(guān)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?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖、大理石、石膏、巖鹽層等可溶性巖石受水的化學(xué)和機(jī)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(tài)的總稱。

　　土洞是巖溶地區(qū)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(qū)的一種伴生現(xiàn)象。

　　巖溶地區(qū)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(fā)生水的滲漏和涌水現(xiàn)象，使場(chǎng)地工程地質(zhì)條件大為惡化，巖溶、土洞給建筑工程的地基處理帶來(lái)一定的難度，其一是巖溶面標(biāo)高起伏差異大;其二是形成巖洞的位置、大小變化不一，且無(wú)一定的規(guī)律，有些在同一垂直面上可能有兩個(gè)以上的巖洞，各巖層風(fēng)化程度也錯(cuò)綜復(fù)雜;其三是各溶洞的連通性難以評(píng)估，地下水的變化也使得地基處理比較復(fù)雜;其四是土洞由于比巖溶發(fā)育更快，情況更難以判斷，實(shí)踐表明：土洞對(duì)建筑物的影響遠(yuǎn)大于溶洞，其主要原因是土洞埋藏淺，分布密，發(fā)育快，頂板強(qiáng)度低，因而危害也大。有時(shí)在建筑施工階段還未出現(xiàn)土洞，卻由于建筑后改變地表水和地下水的條件而產(chǎn)生行的土洞和地表塌陷，并由此產(chǎn)生墻體、樓板、梁柱開裂甚至坍塌，因此在巖溶地區(qū)建造建筑物務(wù)必慎重，若無(wú)法避免在此類場(chǎng)地建筑時(shí)，則必須對(duì)此類場(chǎng)地進(jìn)行有效的處理。

　　2 巖溶、土洞地區(qū)地基處理的一般原則及處理措施

　　2.1巖溶地基的處理應(yīng)根據(jù)巖溶的發(fā)育情況、水文地質(zhì)情況、建筑物結(jié)構(gòu)類型、工程要求、施工條件、經(jīng)濟(jì)與安全的原則，考慮采取以下處理措施：

　　⑴對(duì)個(gè)體溶洞與溶蝕裂隙，可采用調(diào)整柱距、用鋼筋混凝土梁板或桁架跨越的方法。當(dāng)采用梁板或桁架跨越時(shí)，應(yīng)查明支承端巖體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及其穩(wěn)定性。

　　⑵對(duì)淺層洞體，若頂板不穩(wěn)定，可進(jìn)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(shí)。若溶洞的頂板已被破壞，又有沉積物填充，當(dāng)沉積物為軟土?xí)r，除了采用前述挖、填處理外，還可根據(jù)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(wěn)定性較差，如能進(jìn)入洞內(nèi)，為了增加頂板巖體的穩(wěn)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(yīng)著重查明洞底的穩(wěn)定性。

　　⑷地基巖體內(nèi)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(nèi)宜用管道疏導(dǎo)。對(duì)建筑物附近排泄地表水的漏斗、落水洞以及建筑范圍內(nèi)的巖溶泉(包括季節(jié)性泉)應(yīng)注意清理和疏導(dǎo)，防止水流通路堵塞，避免場(chǎng)地或地基被水淹沒。

　　2.2土洞地基的處理也應(yīng)根據(jù)土洞的發(fā)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(chǎng)地范圍內(nèi)，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(nèi)。這種措施對(duì)有地表水引起的土洞和地表塌陷，可起到根治作用。對(duì)形成土洞的地下水，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件許可時(shí)，可采用截流改道的辦法防止土洞和地表塌陷的發(fā)展。

　　⑵挖填處理：這種措施常用于淺層土洞。對(duì)地表水形成的土洞和塌陷，應(yīng)先挖除軟土，然后用塊石或毛石混凝土回填。對(duì)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(shí)。

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

　　⑷墊層處理：在基礎(chǔ)底面下夯填粘性土夾碎石作墊層，以提高基底標(biāo)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(qiáng)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(dāng)土洞發(fā)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(shí)，應(yīng)注意洞旁土體的承載力和穩(wěn)定性。

　　⑹采用樁基或沉井：對(duì)重要的建筑物，但土洞較深時(shí)，可用樁或沉井穿過(guò)覆蓋土層，將建筑物的荷載傳至穩(wěn)定的巖層上。

　　3 工程實(shí)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(qū)一路交叉的十字路口附近，在城四路西側(cè)，該樓共三層，框架結(jié)構(gòu)。站址所屬區(qū)處于南華準(zhǔn)地臺(tái)桂中~桂東臺(tái)陷中的大瑤山隆起西南端，廣西山字形構(gòu)造前弧弧頂區(qū)的北東東向的貴縣向斜北翼，站址區(qū)內(nèi)無(wú)區(qū)域活動(dòng)性斷裂通過(guò)。場(chǎng)地為Ⅱ類建筑場(chǎng)地。據(jù)地質(zhì)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(zhì)結(jié)核，含植物根系及腐植質(zhì)，結(jié)構(gòu)松散軟弱，本層在整個(gè)場(chǎng)地內(nèi)均有分布，層厚0.70~1.60m。

　　②粉質(zhì)粘土：棕紅、棕黃色，稍濕，硬塑狀，局部可塑狀，裂隙發(fā)育，鐵質(zhì)渲染，該層在整個(gè)場(chǎng)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(fā)育，鐵質(zhì)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(qiáng)，壓縮性高的流塑狀粘土，洞高1.90~3.90m。

　　⑥灰?guī)r：灰、灰白、深灰、黑灰色，中風(fēng)化，微晶結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造。

　　⑥1溶洞：灰?guī)r中局部發(fā)育有溶洞，填充物為粉質(zhì)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(jié)構(gòu)型式單一，均為框架結(jié)構(gòu)，故對(duì)地基處理方案的選擇主要根據(jù)地質(zhì)情況及施工現(xiàn)有的條件來(lái)選擇，在不影響地基穩(wěn)定性的條件下，采用投資較省、施工簡(jiǎn)單的方案。

　　3.2.1架空層地基與基礎(chǔ)處理過(guò)程

　　因場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高低于50年一遇洪水位高程，而主要電氣設(shè)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(qiáng)烈發(fā)育地段(場(chǎng)地?zé)o法避開該地段)，且埋藏較深，兼考慮施工原因，原設(shè)計(jì)采用人工挖孔灌注樁穿越溶洞及土洞，將上部荷載傳至穩(wěn)定的灰?guī)r⑥上，在施工過(guò)程中，因地下水量大，抽水過(guò)多，將樁身周邊的泥砂掏空，導(dǎo)致砼護(hù)壁開裂，為此，出于安全起見，部分孔樁改用機(jī)械沖孔灌注樁，在后來(lái)的沖孔過(guò)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(chǎng)地局部下陷，而在穿越溶洞頂板時(shí)，由于人為施工操作原因造成孔位偏離中心位置，后經(jīng)校正措施(回填片石、高低沖程等)達(dá)到要求。

　　3.2.2輔助間及電纜層地基與基礎(chǔ)處理過(guò)程

　　輔助間為一至二層的建筑物，按框架內(nèi)力分析結(jié)果：柱底最大豎向力Nmax=1279kN，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)基坑開挖情況，并做相應(yīng)的超前鉆，輔助間的地基良好，無(wú)巖溶及土洞發(fā)育，考慮按常規(guī)的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，以粉質(zhì)粘土②為持力層，經(jīng)驗(yàn)算，承載力、沉降及與相鄰不同類型的樁基礎(chǔ)的相對(duì)沉降均滿足相應(yīng)規(guī)程要求，因而輔助間的基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)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(jù)現(xiàn)場(chǎng)基坑開挖情況，并做相應(yīng)的超前鉆，有6個(gè)基礎(chǔ)處在較深的溶洞及土洞上，需做機(jī)械沖孔灌注樁處理;有1個(gè)基礎(chǔ)處在淺層的溶洞及土洞上，采用挖除洞內(nèi)的軟土并采用毛石砼換填處理;其余基礎(chǔ)均處在較好的地基上，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。因上部荷載較大，經(jīng)驗(yàn)算，承載力、沉降及與相鄰不同類型基礎(chǔ)的相對(duì)沉降均滿足相應(yīng)規(guī)程要求。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　該工程已于2008年竣工投產(chǎn)，運(yùn)行至今效果良好。通過(guò)以上工程實(shí)例，筆者認(rèn)為在巖溶地區(qū)進(jìn)行地基處理時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題：

　　⑴在巖溶地區(qū)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(duì)溶洞頂板要進(jìn)行地質(zhì)分析及力學(xué)驗(yàn)算，確定其完整性及需要的厚度。

　　⑵對(duì)巖溶地區(qū)地基處理方案一定要反復(fù)權(quán)衡，慎重選擇，充分論證可行性及對(duì)復(fù)雜情況的處理措施，必要時(shí)可參考該地區(qū)已有的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或向?qū)＜易稍儭?/p>

　　⑶在巖溶地區(qū)，一定要進(jìn)行樁下施工勘察，以免由于溶洞造成隱患。

　　⑷在巖溶地區(qū)機(jī)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(zhì)時(shí)，鉆頭極易偏斜、塌孔、擴(kuò)孔、卡鉆、掉鉆及泥漿流失等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，因而要求施工時(shí)必須嚴(yán)格按照沖孔灌注樁的施工要點(diǎn)進(jìn)行。

　　⑸在巖溶地區(qū)，要慎重使用樁端只接觸巖面而不進(jìn)入巖石的樁。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》，JGJ79-2002

　　[2] 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》，JGJ94-2008