巖溶地基基礎加固處理技術
2016-11-07
引言
當高速公路穿越存在巖溶暗穴區(qū)域時，由于巖溶地區(qū)的特殊工程特性，導致地基基礎的承載力及穩(wěn)定性都存在不確定性，嚴重威脅公路橋梁等構筑物的使用安全。本文在對巖溶地形地貌等特征進行總結的基礎上，對影響巖溶地基穩(wěn)定性的因素及其判定方法、地基加固處理技術等作進一步研究探討。
1、巖溶的地貌特征
1.1形成條件
巖溶是由石灰?guī)r、石膏等可溶性巖層在水的化學溶解作用下，形成形態(tài)各一的溝槽、裂隙、洞穴等現(xiàn)象的總稱。巖溶形成的物質(zhì)基礎是存在可溶性巖層，該種巖層一般存在裂隙，能透水，加上源源不斷的地下水活動，最大程度上溶解巖層中所含的碳酸鈣等物質(zhì)。
1.2地貌及發(fā)育特征
根據(jù)地貌的位置情況可將巖溶地貌分為地表形態(tài)和地下形態(tài)。地表形態(tài)主要包括溶溝、溶槽、石林、落水洞、豎井及溶蝕洼地等；地下形態(tài)包括溶蝕裂隙、溶洞、暗河及鐘乳石等。若屬于巖溶地區(qū)，還需進一步調(diào)查，掌握巖溶發(fā)育特征，確定建筑物場地，避免發(fā)生坍塌等巖溶災害。
2、巖溶地基穩(wěn)定性評價
2.1影響穩(wěn)定性因素
巖溶地基的穩(wěn)定性直接影響到構筑物的使用功能，正確評價其上地基的穩(wěn)定性是保證結構安全的前提條件。影響巖溶地基穩(wěn)定性的因素有很多，如巖體力學特性、發(fā)育狀況、結構面節(jié)理特征、地下水源等，人為影響因素成為影響因素中的主要外因，詳細了解以上因素是地基穩(wěn)定性評價的重要依據(jù)，溶洞的幾何形態(tài)、洞內(nèi)是否有填充物、地下水活動情況都對巖溶地基穩(wěn)定性有一定影響。
2.2巖溶地基穩(wěn)定性評價
地基穩(wěn)定性評價是基礎勘察設計階段的重要工作，根據(jù)建筑場地位置及其附近巖溶情況，做出是否影響結構穩(wěn)定性的綜合評價，依據(jù)評價結論確定是否進行相應的加固處理，以確保結構物安全?，F(xiàn)階段常用的巖溶地基穩(wěn)定性評價主要有定性評價和定量評價。
?。?）定性評價
通過現(xiàn)場勘察和觀察，根據(jù)巖溶形態(tài)、地質(zhì)構造、地下水分布及洞底堆積物情況，并兼顧建筑物荷載影響來判斷其穩(wěn)定性。現(xiàn)場可根據(jù)表1分為四個等級。
?。?）定量評價
3、加固處理措施
3.1巖溶坍塌處理方法
巖溶坍塌常用的處理方法有：填堵、灌注、強夯、跨越、深基礎等，其中深基礎法多以樁基礎形式處理穩(wěn)定性問題。
?。?）填堵。該法適用于單個小塌坑，主要是用碎石、砂和土對其進行填充，再加以夯實，必要時可加設鋼筋混凝土加固。（2）灌注。該法與填堵法類似，本質(zhì)區(qū)別在于填充材料，灌注時將灌注材料通過灌注孔將水泥、碎石或礦渣、速凝劑等混合注入洞穴，填充巖溶裂隙，加固基礎，強化地基。（3）強夯。受到場地和強夯設備的制約，該法在小型封閉溶洞內(nèi)不易使用。采用時利用夯錘自重下落時產(chǎn)生的能量對地基土進行夯實，消除潛在的溶洞隱患，改善地基條件。（4）跨越。當溶洞空洞較大，填堵、灌注作業(yè)困難不易采用時，可選用該法。在塌陷坑頂部穩(wěn)定基巖上鋪設橫梁，類似橋梁結構。
3.2樁基礎加固處理技術
遇到一些深度較大，上述各法處理有困難時，采用深基礎加固處理建筑物地基是較為理想的一種方法，如樁基礎，沉井等。成孔前注漿預處理。主要應用于樁基礎位置有溶洞裂隙存在，樁基礎位置存在小型溶洞，洞穴走向傾斜，且受地下水影響嚴重的情況。對樁周地質(zhì)預處理后，提高了樁周及樁底地基的完整性，提高的承載力。在施工時采用雙護筒形式，利用優(yōu)質(zhì)泥漿進行護臂，同時確保清渣滿足要求，成孔時采用鉆沖結合，鉆機穿越覆蓋層，再使用沖機進行基巖施工。一般在護筒刃角處進行加固處理，由于基巖平整度不夠，往往基巖與護筒之間存在間隙，若不做任何處理，在鉆進過程中極易發(fā)生埋鉆事故，常用方法有高壓旋噴和拋填黏土壓實。在施工中發(fā)生漏水和漏漿現(xiàn)象是不可避免的，發(fā)生漏漿時，應及時補充漿液，維持孔內(nèi)水壓，防止產(chǎn)生過大的水壓差。
4、結語
高速公路穿越巖溶地區(qū)越來越普遍，溶洞整體穩(wěn)定性成為關鍵。本文在總結了巖溶形成條件、特征、影響穩(wěn)定性因素等方面的基礎上，分析了評價穩(wěn)定性的方法，并結合實際提出了相應的加固技術，以確保溶洞穩(wěn)定性，保證工程質(zhì)量。
參考文獻
[1]劉宏，趙躍平，鄔相國等.強溶蝕帶巖溶地基穩(wěn)定性研究[J].人民長江，2009， 40（20）： 56-70.
[2]符策簡.巖溶地區(qū)隱伏溶洞頂板穩(wěn)定性及變形分析[J].巖土力學，2010，31（Z2）： 288-291.
[3]姜許輝，羅曉林，李協(xié)能等.跨越法處理巖溶地基的極限承載力分析研究[J].重慶交通大學學報，2011，30（Z1）： 566-568.
[4]蘇謙，黃俊杰，白皓等.鐵路站場巖溶地基加固補強技術與效果分析[J].巖土力學，2013，34（3）：776-782.
[5]謝忠球，張玉池，肖宏彬等.巖溶地基灌漿質(zhì)量評價的聲波全波列測井技術[J].中南大學學報（自然科學版），2012.43（7）：2757-2761.
