建筑施工论文发表地基处理实例分析

　　摘要： 岩溶、土洞地区地基是一种比较特殊的地基。当利用这种土作为建筑物地基时，必须采取相应的处理措施，以消除因溶洞、土洞、溶沟、裂隙、暗河、石芽、漏斗等造成的地面变形和地基陷落。处理措施一般分深层和浅层处理，本文通过工程实例，分析了建(构)筑物在不同的地质条件下的几种处理方法。

　　关键词： 岩溶,土洞,地基处理,灌注桩,毛石砼垫层

　　1 概述

　　岩溶或称“喀斯特”，它是石灰岩、泥灰岩、白云岩、大理石、石膏、岩盐层等可溶性岩石受水的化学和机械作用而形成的溶洞、溶沟、裂隙、暗河、石芽、鹰嘴、漏斗、钟乳石等奇特的地面及地下形态的总称。

　　土洞是岩溶地区上覆土层在地表水或地下水作用下形成的洞穴。它是岩溶地区的一种伴生现象。

　　岩溶地区由于有溶洞、暗河及土洞等的存在，可能造成地面变形和地基陷落，发生水的渗漏和涌水现象，使场地工程地质条件大为恶化，岩溶、土洞给建筑工程的地基处理带来一定的难度，其一是岩溶面标高起伏差异大;其二是形成岩洞的位置、大小变化不一，且无一定的规律，有些在同一垂直面上可能有两个以上的岩洞，各岩层风化程度也错综复杂;其三是各溶洞的连通性难以评估，地下水的变化也使得地基处理比较复杂;其四是土洞由于比岩溶发育更快，情况更难以判断，实践表明：土洞对建筑物的影响远大于溶洞，其主要原因是土洞埋藏浅，分布密，发育快，顶板强度低，因而危害也大。有时在建筑施工阶段还未出现土洞，却由于建筑后改变地表水和地下水的条件而产生行的土洞和地表塌陷，并由此产生墙体、楼板、梁柱开裂甚至坍塌，因此在岩溶地区建造建筑物务必慎重，若无法避免在此类场地建筑时，则必须对此类场地进行有效的处理。

　　2 岩溶、土洞地区地基处理的一般原则及处理措施

　　2.1岩溶地基的处理应根据岩溶的发育情况、水文地质情况、建筑物结构类型、工程要求、施工条件、经济与安全的原则，考虑采取以下处理措施：

　　⑴对个体溶洞与溶蚀裂隙，可采用调整柱距、用钢筋混凝土梁板或桁架跨越的方法。当采用梁板或桁架跨越时，应查明支承端岩体的结构强度及其稳定性。

　　⑵对浅层洞体，若顶板不稳定，可进行清、爆、挖、填处理，即清除覆土，爆开顶板，挖去软土，用块石、碎石、粘土或毛石砼等分层填实。若溶洞的顶板已被破坏，又有沉积物填充，当沉积物为软土时，除了采用前述挖、填处理外，还可根据溶洞和软土的具体条件采用石砌柱、灌注桩、换土或沉井等办法处理。

　　⑶溶洞大，顶板具有一定厚度，但稳定性较差，如能进入洞内，为了增加顶板岩体的稳定性，可采用石砌柱、拱或用钢筋混凝土柱支撑。采用此方法，应着重查明洞底的稳定性。

　　⑷地基岩体内的裂隙，可采用灌注水泥浆、沥青或粘土浆等方法处理。

　　⑸地下水宜疏不宜堵，在建筑物地基内宜用管道疏导。对建筑物附近排泄地表水的漏斗、落水洞以及建筑范围内的岩溶泉(包括季节性泉)应注意清理和疏导，防止水流通路堵塞，避免场地或地基被水淹没。

　　2.2土洞地基的处理也应根据土洞的发育、埋置深度、地下水位及建筑物的重要性可采取以下处理措施：

　　⑴处理地表水和地下水：在建筑物场地范围内，做好地表水的截流、防渗、堵漏等工作，以便杜绝地表水渗入土层内。这种措施对有地表水引起的土洞和地表塌陷，可起到根治作用。对形成土洞的地下水，当地质条件许可时，可采用截流改道的办法防止土洞和地表塌陷的发展。

　　⑵挖填处理：这种措施常用于浅层土洞。对地表水形成的土洞和塌陷，应先挖除软土，然后用块石或毛石混凝土回填。对地下水形成的土洞和塌陷，可挖除软土和抛填块石后做反滤层，面层用粘土夯实。

　　⑶灌砂处理：灌砂适用于埋藏深、洞径大的土洞。施工时在洞体范围的顶板上钻两个或多个钻孔，其中直径小的(50mm)作为排气孔，直径大的(大于100mm)用来灌砂。灌砂的同时冲水，直到小孔冒砂为止。如果洞内有水、灌砂困难时，可采用压力灌注强度等级为C15的细石混凝土，也可灌注水泥或砾石。

　　⑷垫层处理：在基础底面下夯填粘性土夹碎石作垫层，以提高基底标高，减少土洞顶板的附加压力，这样以碎石为骨架可降低垫层的沉降量并增加垫层的强度，碎石之间有粘性土填充，可避免地表水下渗。

　　⑸梁板跨越：当土洞发育剧烈，可用梁、板跨越土洞，以支承上部建筑物，采用这种方案时，应注意洞旁土体的承载力和稳定性。

　　⑹采用桩基或沉井：对重要的建筑物，但土洞较深时，可用桩或沉井穿过覆盖土层，将建筑物的荷载传至稳定的岩层上。

　　3 工程实例

　　3.1工程概况

　　某110kV变电站位于广西贵港市城四路与新区一路交叉的十字路口附近，在城四路西侧，该楼共三层，框架结构。站址所属区处于南华准地台桂中~桂东台陷中的大瑶山隆起西南端，广西山字形构造前弧弧顶区的北东东向的贵县向斜北翼，站址区内无区域活动性断裂通过。场地为Ⅱ类建筑场地。据地质勘察资料，各地层由上而下为：

　　①层耕(表)土：灰褐、灰黄、红黄色，湿，成份为粘性土，局部混铁锰质结核，含植物根系及腐植质，结构松散软弱，本层在整个场地内均有分布，层厚0.70~1.60m。

　　②粉质粘土：棕红、棕黄色，稍湿，硬塑状，局部可塑状，裂隙发育，铁质渲染，该层在整个场地均有分布，层厚0.70~2.50m。

　　③红粘土：红黄、黄、灰黄色，稍湿~湿，可塑状，裂隙发育，铁质渲染，层厚2.60~3.40m。

　　④红粘土：黄、灰黄、棕色，湿，软塑状，层厚0.50~2.50m。

　　⑤土洞：土洞中填充有粘性较强，压缩性高的流塑状粘土，洞高1.90~3.90m。

　　⑥灰岩：灰、灰白、深灰、黑灰色，中风化，微晶结构，厚层状构造。

　　⑥1溶洞：灰岩中局部发育有溶洞，填充物为粉质粘土，灰、灰白色、湿，软塑状，洞高0.30~1.20m。

　　3.2地基处理方案的选择

　　因新建建筑物结构型式单一，均为框架结构，故对地基处理方案的选择主要根据地质情况及施工现有的条件来选择，在不影响地基稳定性的条件下，采用投资较省、施工简单的方案。

　　3.2.1架空层地基与基础处理过程

　　因场地设计标高低于50年一遇洪水位高程，而主要电气设备须位于50年一遇洪水位高程之上，故抬高做成架空层，也因架空层下处在溶洞及土洞强烈发育地段(场地无法避开该地段)，且埋藏较深，兼考虑施工原因，原设计采用人工挖孔灌注桩穿越溶洞及土洞，将上部荷载传至稳定的灰岩⑥上，在施工过程中，因地下水量大，抽水过多，将桩身周边的泥砂掏空，导致砼护壁开裂，为此，出于安全起见，部分孔桩改用机械冲孔灌注桩，在后来的冲孔过程中，因前面人工挖孔抽水将桩身周边的泥砂掏空，形成新的土洞，造成场地局部下陷，而在穿越溶洞顶板时，由于人为施工操作原因造成孔位偏离中心位置，后经校正措施(回填片石、高低冲程等)达到要求。

　　3.2.2辅助间及电缆层地基与基础处理过程

　　辅助间为一至二层的建筑物，按框架内力分析结果：柱底最大竖向力Nmax=1279kN，根据现场基坑开挖情况，并做相应的超前钻，辅助间的地基良好，无岩溶及土洞发育，考虑按常规的柱下独立基础，以粉质粘土②为持力层，经验算，承载力、沉降及与相邻不同类型的桩基础的相对沉降均满足相应规程要求，因而辅助间的基础采用柱下独立基础是可行的。

　　电缆层为三层的建筑物，一层为电缆层，二层为10kV配电室，三层为GIS室。根据现场基坑开挖情况，并做相应的超前钻，有6个基础处在较深的溶洞及土洞上，需做机械冲孔灌注桩处理;有1个基础处在浅层的溶洞及土洞上，采用挖除洞内的软土并采用毛石砼换填处理;其余基础均处在较好的地基上，采用柱下独立基础。因上部荷载较大，经验算，承载力、沉降及与相邻不同类型基础的相对沉降均满足相应规程要求。

　　4 结束语

　　该工程已于2008年竣工投产，运行至今效果良好。通过以上工程实例，笔者认为在岩溶地区进行地基处理时应注意下列问题：

　　⑴在岩溶地区一定要做好岩土工程勘察工作，探明溶洞、土洞的分布、埋深、大小、顶板厚度等情况。对溶洞顶板要进行地质分析及力学验算，确定其完整性及需要的厚度。

　　⑵对岩溶地区地基处理方案一定要反复权衡，慎重选择，充分论证可行性及对复杂情况的处理措施，必要时可参考该地区已有的工程实践经验或向专家咨询。

　　⑶在岩溶地区，一定要进行桩下施工勘察，以免由于溶洞造成隐患。

　　⑷在岩溶地区机械冲孔灌注桩具有一定的适用性，在穿越溶洞、孤石、鹰嘴、石笋等特殊地质时，钻头极易偏斜、塌孔、扩孔、卡钻、掉钻及泥浆流失等现象时有发生，因而要求施工时必须严格按照冲孔灌注桩的施工要点进行。

　　⑸在岩溶地区，要慎重使用桩端只接触岩面而不进入岩石的桩。

　　参考文献

　　[1] 《建筑地基处理技术规范》，JGJ79-2002

　　[2] 《建筑桩基技术规范》，JGJ94-2008