巖溶地基處理方法

1、巖溶地基處理方法1巖溶地基處理的一般原則(1)重要建筑物宜避開巖溶強烈發(fā)育區(qū)；(2)當(dāng)?shù)鼗唷r鹽等易溶巖時，應(yīng)考慮溶蝕繼續(xù)作用的不利影響；(3)不穩(wěn)定的巖溶洞隙應(yīng)以地基處理為主，并可根據(jù)其形態(tài)、大小及埋深，采用清爆換填、淺層楔狀填塞、洞底支撐、梁板跨越、調(diào)整柱距等方法處理(4)巖溶水的處理宜采取疏導(dǎo)的原則；(5)在未經(jīng)有效處理的隱伏土洞或地表塌陷影響范圍內(nèi)不應(yīng)作天然地基。對土洞和塌陷宜采用地表截流、防滲堵漏、挖填灌填巖溶通道、通氣降壓等方法進行處理，同時采用梁板跨越。對重要建筑物應(yīng)采用樁基或墩基；(6)應(yīng)采取防止地下水排泄通道堵截造成動水壓力對基坑底板、地坪及道路等不良影響以及泄水、涌水

2、對環(huán)境的污染的措施；(7)當(dāng)采用樁(墩)基時，宜優(yōu)先采用大直徑墩基或嵌巖樁，并應(yīng)符合下列要求：1)樁(墩)以下相當(dāng)樁(墩)徑的3倍范圍內(nèi)，無傾斜或水平狀巖溶洞隙的淺層洞隙，可按沖剪條件驗算頂板穩(wěn)定；2)樁(墩)底應(yīng)力擴散范圍內(nèi)，無臨空面或傾向臨空面的不利角度的裂隙面可按滑移條件驗算其穩(wěn)定；3)應(yīng)清除樁(墩)底面不穩(wěn)定石芽及其間的充填物。嵌巖深度應(yīng)確保樁(墩)的穩(wěn)定及其底部與巖體的良好接觸。按照巖溶地基處理的一般原則，對巖溶水的處理宜采取的原則。A、堵截；B、疏導(dǎo);C、排干；D、降水；答案：B【例題31按照巖溶地基處理的一般原則，當(dāng)采用樁基時，宜優(yōu)先采用A、大直徑嵌巖樁；B、中小型灌注樁；C、C

3、FG樁、D、水泥土樁；答案：A2巖溶的處理(1)地基不均性的處理：參見地基處理有關(guān)部分的敘述。(2)洞隙塌滑不穩(wěn)定的處理1)結(jié)構(gòu)措施關(guān)于總平面布置及豎向設(shè)計等方面的建筑措施，可參照“場地宏觀評價”的有關(guān)內(nèi)容。在結(jié)構(gòu)措施中，應(yīng)選用有利于與上部結(jié)構(gòu)共同工作，并可適應(yīng)小范圍塌落變位、整體性好的基礎(chǔ)形式，如配筋的十字交叉條基、筏基、箱基等，同時采取必要的結(jié)構(gòu)加強措施，如磚石結(jié)構(gòu)加強圈梁設(shè)置、單層廠房基礎(chǔ)梁與柱連成整體，并加強柱間支撐系統(tǒng)等。當(dāng)洞隙深大，而兩側(cè)有可靠巖體時，可采用跨越結(jié)構(gòu)，根據(jù)荷載及跨度，可選用調(diào)整柱距，有足夠支承的梁、板、拱及懸挑等方式?！纠}32在巖溶洞隙塌滑不穩(wěn)定的處理時，下列屬于

4、結(jié)構(gòu)措施的是A、 應(yīng)選用有利于與上部結(jié)構(gòu)共同工作，并可適應(yīng)小范圍塌落變位、整體性好的基礎(chǔ)形式；B、可采用跨越結(jié)構(gòu)，選用調(diào)整柱距，有足夠支承的梁、板、拱及懸挑等方式；C、從巖溶對建筑穩(wěn)定性和適宜性出發(fā)，在總平面布局上，使各類安全等級建筑物的布置與巖溶發(fā)育程度分區(qū)相適應(yīng)；D、場地上主要建筑物的位置盡量避開巖溶發(fā)育強烈地段，宜選擇在非可溶巖分布的地段上；答案：A、B2)地基基礎(chǔ)措施當(dāng)條件允許時，盡量采用淺基，充分利用上覆性能較好的土層為持力層或使基底與洞體間保留相當(dāng)厚度的完好巖體。當(dāng)以巖石作持力層時，局部加深基礎(chǔ)，通過鉆孔灌注樁或墩穿過單個洞體，使基礎(chǔ)荷載傳遞到下部完好的巖體上。對

5、已外露的淺埋洞隙，可采用挖填置換，清理洞隙后以碎石或混凝士回填。當(dāng)洞體深度較大，而兩側(cè)巖體完好，可挖填至一定深度，回填體斷面呈倒梯形，對有地下水活動的洞體，應(yīng)回填反濾層并留有水流排泄之通道。當(dāng)頂板薄、跨度大時，可在洞底設(shè)置附加支撐以減少洞跨，也可加固洞頂，用漿砌塊石嵌補洞頂巖體及洞隙邊坡。當(dāng)洞體開口較小，開挖清理困難時，可用灌漿填塞，灌填材料視要求而定，可選用砂石砂漿或混凝土，也可用小壓力灌漿法加固基底下一定厚度的溶隙及破碎巖體。3）水的整治對水的處理應(yīng)貫徹宜疏勿堵的原則，對地表水做好有組織的排水，對地下水以疏導(dǎo)為主，即使堵也應(yīng)留有出路，設(shè)置反濾層以減少淘蝕。3土洞地表塌陷的處理（1）地表水形

6、成的土洞它的形成和發(fā)展往往與人類活動有關(guān)，如排水不暢，水流集中下滲所致。應(yīng)認(rèn)真做好地面水截留、防滲、補滲，杜絕水流入建筑區(qū)。對已形成之土洞，可采用挖填配合梁板跨越處理。（2）地下水形成的土洞1）淺埋土洞：洞體淺，其底部往往有松軟土，當(dāng)?shù)叵滤桓邥r，其厚度可能較大。全部清除困難時，可在余土上拋石夯實，其上做反濾層。由于殘留土的變形及地下水的活動，處理后常可再發(fā)生，故而其上還得做梁板，據(jù)廣西地區(qū)經(jīng)驗，每邊支承長度不小于1.01.5m。2）深埋土洞：清除填土困難較大，廣西地區(qū)的經(jīng)驗可采用鉆孔灌砂（或壓力灌注細(xì)石混凝土）與梁板跨越聯(lián)合處理。貴州有些工程，在巖面上用爆破樁頭以堵塞土洞與巖溶的通道，其上回

7、填砂或黏土。3）人工降水形成的土洞，由人工降水形成的土洞與塌陷，可在極短時間內(nèi)成群出現(xiàn)，工程措施原則應(yīng)是觀測和預(yù)防。一旦發(fā)生即使處理了，由于并未停止水動力條件的改變，仍可再生。如何確定塌陷區(qū)的位置以確定建筑安全距離，目前尚研究得不夠，有些僅對場地選擇，取（排）水點位置及取水方案提出一些防治意見。選擇在地勢較高的地段及地下水靜動水位均低于基巖面的地段進行建筑。場地應(yīng)與?。ㄅ牛┧c中心有一定距離。塌陷范圍小于抽水井的降落漏斗，據(jù)已有資料，大面積降水時，塌陷范圍約在降落漏斗中心的0.30.7直徑范圍之內(nèi)。合理控制?。ㄅ牛┧こ痰乃唤瞪钪担瑩?jù)某工程資料，塌陷區(qū)邊緣地下水降深值大于2.0m,塌陷范圍與

8、水位降深s和滲透系數(shù)k之乘積有較好的相關(guān)關(guān)系。例如sk=40m2/d時，=300m;sk=160m2/d時，=600m。塌陷區(qū)內(nèi)不宜把土層作為基礎(chǔ)持力層，一般多采用柱（墩）基。廣東某工程采用鋼桁架代替排架，金屬掛板代替圍護墻，盡量減輕結(jié)構(gòu)自重，并能承受20m范圍的塌陷變形。【例題33】在巖溶地區(qū)的建筑場地，當(dāng)采用大直徑嵌巖樁時，勘探點進入洞底的深度為A、不小于樁徑的3倍且不小于5m；B、不小于樁徑的3倍且不小于7m；C、不小于樁徑的5倍且不小于3m；D、不小于洞徑的3倍且不小于8m；答案：A3巖溶地基處理方案由于地基復(fù)雜，普遍存在土洞、溶洞，因此該樓采用一柱一樁的形式，要求樁端置于穩(wěn)定完整的微

9、風(fēng)化基巖上。a.在每個樁孔上鉆進13個超前鉆孔，鉆孔深度進入穩(wěn)定持力層不小于5m。主要目的：查明每個樁孔的地層結(jié)構(gòu)及分布特征；查明土洞、溶洞分布及大小、規(guī)模、連通程度、充填情況；查明強風(fēng)化層厚度，溶洞頂板厚度；查明穩(wěn)定持力層的準(zhǔn)確頂面標(biāo)高及其標(biāo)準(zhǔn)承載力；初步判定地下水類型、大小及流向。b.根據(jù)超前鉆孔資料及建筑荷載進行樁的選型設(shè)計。當(dāng)樁孔下無溶洞或厚層強風(fēng)化帶時，采用人工挖孔樁處理地基，人工挖孔樁要求進入穩(wěn)定微風(fēng)化巖石不得小于0.5m,對于起伏較大的持力層面，可打成30cm寬的臺階；當(dāng)樁孔下有溶洞或厚層強風(fēng)化帶時，采用大直徑?jīng)_孔灌注樁處理地基。要求該樁穿過溶洞、土洞或厚層強風(fēng)化帶，進入穩(wěn)定持力

10、層不小于一倍樁徑。c.關(guān)于地下水在樁基施工過程中對周圍環(huán)境的影響。沖孔灌注樁，采用泥漿護壁，水下灌注，無需抽取地下水，避免了深層巖溶裂隙水的抽取導(dǎo)致周圍建筑物的變形；人工挖孔樁部分，毫無疑問要抽地下水。前階段工作中由于抽取地下水把相鄰的電影院、圖書館拉裂，兩邊道路下沉，導(dǎo)致地下水管道破裂。因此，為了使施工中不再出現(xiàn)上述情況，必須采取調(diào)整施工程序等措施，控制抽取地下水，科學(xué)、合理地組織施工，嚴(yán)格監(jiān)測周圍建筑物裂縫發(fā)展動向。4地基處理施工施工分為兩個部分，即沖孔灌注樁和人工挖孔灌注樁。4.1沖孔灌注樁施工該施工主要難點為如何在具有多層溶洞的巖溶區(qū)成孔，如何堵住泥漿滲漏及硅流失，如何保證沖孔進尺及清

11、除孔底沉渣。每當(dāng)打穿一層溶洞時，經(jīng)常出現(xiàn)如下情況：a.孔內(nèi)泥漿迅速流失，因巖溶水系與義昌江聯(lián)通，兩臺3PN泵供水也無法使孔內(nèi)滿上來，出現(xiàn)地面孔口塌陷，產(chǎn)生一大漏斗，不僅不能施工，而且經(jīng)常危及鉆孔及人身安全，有時連鉆機撤出的時間都沒有；b.溶洞或裂隙水流入孔內(nèi)，破壞泥漿，泥漿比重減少或變成清水，孔底出現(xiàn)厚層沉渣，無法反漿，更不能進尺，使工程無法進行。針對上述情況，采取了相應(yīng)的解決方法：向孔內(nèi)回填大量粘土，目的是堵漏，同時也寤新煽住？br>小裂隙的漏漿，粘土可不必裝袋，可直接倒入孔內(nèi)，水泥需整袋拋入，使其沉底，操作方法同上。當(dāng)再次打穿下一層溶洞發(fā)生漏漿時，重復(fù)上述工作，直到完成一個樁孔為止，

12、見圖3。這樣施工的結(jié)果是堵住了漏漿，堵住了溶洞，保證泥漿質(zhì)量且能正常返漿，正常進尺，同時在灌注碎時，不會出現(xiàn)大量超灌。如63#樁具有一定的代表性，樁徑1.6m,樁長21m,上覆土層厚5.5m,其下為多層分布的溶洞，遇大小溶洞4個，發(fā)生強漏漿6次，為堵漏造漿共用318包水泥，直接用于堵漏費8600元。經(jīng)比較，上述方法是最經(jīng)濟、最有效的施工方法。與之相比，在此場地也曾采用鉆孔灌注樁，鉆孔直徑500mm,結(jié)果是1）因泥漿流失過大，無法補足泥漿；2）長期鉆進，出現(xiàn)大面積地面塌陷；3）孔底難清除沉渣；4）碎灌入量無法控制。在僅鉆成的兩個孔中，孔底幾米厚度沉渣無法清除，其中一孔12h灌入幾十立方碎，不知流

13、向何處。（略）圖3堵漏小意4.2挖孔樁施工對于人工挖孔樁，按常理是最簡單的施工方法。由于該地層含有大量地下水，抽取地下水已危及周圍建筑物的安全。如何達到最經(jīng)濟最安全的施工成為第一難點。經(jīng)認(rèn)真分析，充分了解該地基的工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件與周圍建筑的聯(lián)系，并對建筑物已開裂的原因進行了細(xì)致的分析。抽取大量地下水是導(dǎo)致周圍房屋開裂、地基下沉的最主要原因，如要對基坑周圍進行全面的帷幕防滲，耗資巨大，同時巖石裂隙水未必能堵住。最后采用了不增加投資的方案，只對施工程序進行了調(diào)整。通過施工程序調(diào)整，設(shè)法改變水的滲透路徑；分散施工，不能成片連續(xù)開挖，每隔35個樁孔開挖一個；先施工水量較小的樁孔，如果發(fā)現(xiàn)水量

14、較大的樁孔，停止抽水，不再向下施工，嚴(yán)格控制抽取地下水量；每挖成一個樁孔，驗收后立即灌注碎，堵住水的部分滲透路徑；嚴(yán)格監(jiān)控周圍圍建筑物的裂縫。事實證明，按上述原則要求進行施工，順利、安全地完成了施工任務(wù)，保證了周圍建筑物的安全，如果不按此程序施工，會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。例如，當(dāng)時現(xiàn)場為了進度，同時開挖4孔，同時抽水，結(jié)果4h后觀測發(fā)現(xiàn)周圍建筑物裂縫加大，石膏斷裂。緊急停工后再按程序施工沒有出現(xiàn)這種情況，施工安全順利。再次證明經(jīng)過施工程序的控制，安全施工可以得到保證。5結(jié)束語1）巖溶地基處理有很大的難度和復(fù)雜性。需因地制宜地設(shè)計和選擇施工方法。2）巖溶地基采用沖孔與挖孔相結(jié)合的辦法進行處理，既經(jīng)濟，

15、又避免了許多難以解決的問題，諸如抽取大量地下水，引起周圍建筑物的下沉開裂，人工挖孔難以穿過多層溶洞等問題。3）沖孔樁處理復(fù)雜巖溶地基行之有效，有較大的可靠性。4）采用袋裝粘土及水泥填堵溶洞及防滲堵漏，行之有效，且最為經(jīng)濟，同時保證成樁質(zhì)量，避免大規(guī)模超灌碎。5）在進行嚴(yán)格的施工管理條件下，調(diào)整施工程序，嚴(yán)格控制抽取地下水量，只要施工程序合理，完全可以無需無論采取何種方法處理，在施工中均不應(yīng)堵塞巖溶水的出路。2.無論路基基底還是路基上方的巖溶泉或冒水洞，承包人應(yīng)采取疏導(dǎo)引離路基的排水方法進行排水，并保證路床范圍的土石方不受浸潤，不因溫差作用而使水汽上升，聚積在路面基層下。3.對于路塹邊坡上危及路

16、基穩(wěn)定的干溶洞，可采用干砌片石或槳砌片堵塞；對于路基基底或擋土墻基底的干溶洞，當(dāng)洞口不大，深度較淺時，可回填夯實；對于洞徑大而淺的干溶洞，全部清除洞內(nèi)充填物后，換填片石混凝土。4.對埋藏較淺、頂板破碎的溶洞，應(yīng)清除覆土，炸開頂板，分層回填碎石、土石混合物等，回填時應(yīng)遵循上細(xì)下粗的原則，當(dāng)回填接近地面500mm時，應(yīng)逐層夯實至地面。5.無論何種方法處理巖溶洞，均應(yīng)報監(jiān)理工程師并經(jīng)檢查認(rèn)可，否則應(yīng)挖除重新處理，所需費用由承包人負(fù)擔(dān)。</span><s-問題的提出<BR><BR>膨脹土是指粘粒成份主要由強條水性礦物質(zhì)組成，并且具有顯著脹縮性的粘性土。在我省陜

17、南地區(qū)分布較為廣泛。在安康生物科技工業(yè)園區(qū)道路施工圖設(shè)計中，通過對該地區(qū)進行地質(zhì)勘測，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)出露的地層主要為膨脹土，該土具有吸水膨脹.失水收縮并往復(fù)變形的性質(zhì)，對路基的破壞作用不可低估，并且構(gòu)成的破壞是不易修復(fù)的。為了保證道路在較長時間內(nèi)路基的穩(wěn)定和路面的平整度，達到安全.舒適行車的目的，必須解決因膨脹土而造成的一系列工程問題。所以，膨脹土的處理是本工程的重要課題。<BR><BR>膨脹土的物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)分析<BR><BR>脹土按粘土礦物分類，可以歸納為兩大類：一類以蒙脫石為主，另一類以伊力士和高嶺土為主。蒙脫石粘土在含水量增加時出現(xiàn)膨脹，

18、而伊力土和高嶺土則發(fā)生有限的膨脹，引起膨脹土發(fā)生變化的條件，分析概述如下：<BR><BR>1,含水量<BR><BR>及變化有關(guān)。如果其含水量保持不變，<BR><BR>保持不變的粘土上的構(gòu)造物不會遭受由膨脹而引起的破壞。當(dāng)粘土的含水量發(fā)生變化，立即就會產(chǎn)生垂直和水平兩個方向的體積膨脹。含水量的輕微變化，僅1%s2%的量值，就足以引起有害的膨脹。在安康地區(qū)，膨脹土對人們的危害較大，建造在膨脹土上的地板，在雨季來臨時，土中含水量增加引起的地板翹起開裂屢見不鮮。<BR><BR>一般來講，很干的粘土表示有危險

19、。這類粘土能吸收很多的水，其結(jié)果是對結(jié)構(gòu)物發(fā)生破壞性膨脹。反之，比較潮濕的粘土，由于大部分膨脹已經(jīng)完成，進一步膨脹將不會很大。但應(yīng)注意的是，潮濕的粘土，在水位下降或其它的條件變化時，可能變干，顯示的收縮性也不可低估。<BR><BR>2.干容重<BR><BR>粘土的干容重與其天然含水量是息息相關(guān)的，干容重是膨脹土的另一重要指標(biāo)。丫=18.0KN/m&amp;sup3;的粘土，通常顯示很高的膨脹潛勢。在安康地區(qū)，人們對這種土的評語是“硬的象石頭”。這表明著粘土將不可避免地出現(xiàn)膨脹問題。<BR><BR>3.力學(xué)性質(zhì)<

20、;BR><BR>以供土質(zhì)力學(xué)上的計算。通常對膨脹土的力學(xué)分析，主要是對其膨脹潛勢和膨脹壓力的研究后得出的。<BR><BR>.膨脹潛勢<BR><BR>AASHO標(biāo)準(zhǔn)壓密實驗，把試樣在最佳含水量時壓密到最大容重后，使有側(cè)限的試樣在一定的附加荷載下，浸水后測定的膨脹百分率。膨脹率可以用來預(yù)測結(jié)構(gòu)物的最大潛在的膨脹量。膨脹量的大小主要取決于環(huán)境條件，如潤濕程度.潤濕的持續(xù)時間和水分的轉(zhuǎn)移方式等。因此，在工程施工中，改造膨脹土周圍的環(huán)境條件，是解決膨脹土工程問題的一個出發(fā)點。<BR><BR>.膨脹力<BR&g

21、t;<BR>是試樣膨脹到最大限度以后，再加荷載直到回復(fù)到其初始體積為止所需的壓力。對某種給定的粘土來說，其膨脹壓力是常數(shù)，它僅隨干容重而變化。因此，膨脹力可以方便的用作衡量粘土的膨脹特性的一種尺度。對于未擾動的粘土來講，干容重是土的原位特征。所以在原位干容重時土的膨脹壓力可以直接用來論述膨脹特性。<BR><BR>4.土工實驗<BR><BR>康生物科技工業(yè)園區(qū)道路路基的施工設(shè)計，特對該地區(qū)進行了地質(zhì)勘察，并進行了一系列土工實驗。從實驗的數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)含水量.干容重等外部及內(nèi)部因素對膨月土所產(chǎn)生的力學(xué)變化。<BR>士工實驗報告

22、表一<BR><BR>土樣編號鉆孔取土深度（m）含水量3%天然容重丫KN/m&amp;sup3;干容重丫KN/m孔隙比e孔隙度n%塑性指數(shù)Ip%液性指數(shù)IL壓縮系數(shù)aMpa壓縮模量EMpa<BR><BR>383111.025.719.415.50.73942.517.70.040.1511.8<BR><BR>384122.029.018.114.00.92147.917.50.250.434.5<BR><BR>385133.023.819.015.40.74642.817.5&lt;0

23、0.208.9<BR><BR>386144.326.118.614.80.81845.018.10.030.1314.3<BR><BR>387156.025.619.115.20.76543.318.10.010.266.9<BR><BR>388168.021.520.416.80.60137.516.9&lt;00.0917.4<BR><BR><BR><BR>工實驗才艮告表二<BR><BR>土樣編號鉆孔取土深度（m）各級壓力下的膨脹率Se0S

24、e50Se100Se200%自由膨脹率Sef%膨脹力PeKpa收縮系數(shù)入n<BR><BR>383I11.0-0.78-0.090.571.5464560.48<BR><BR>384I387156.0-2.150.671.251.7822.0-0.271.272.053.335680.46<BR><BR>385133.0-2.960.000.581.0046500.35<BR><BR>386I44.3-10.805.803.010.42702180.37<BR><BR>6931

25、0.47<BR><BR>388I68.0-3.90-0.670.100.6063940.49<BR><BR>脹土的變化除了土的膨脹與收縮特性這兩個內(nèi)在的因素外，壓力與含水量的變化則是兩個非常重要的外在因素。準(zhǔn)確地了解膨脹土的特性及變化的條件，就有可能估計到建造在這個地基上的路基及構(gòu)造物將會產(chǎn)生怎樣的變形，從而采取相應(yīng)的地基處理措施。<BR><BR><BR><BR>安康生物科技工業(yè)園區(qū)的道路工程設(shè)計中，針對膨脹土的物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)，根據(jù)地質(zhì)勘測的詳實報告及有關(guān)處理膨脹土的經(jīng)驗，設(shè)計中采用了綜合處理的思想，并進行了針對性的研究，提出如下措施：<BR><BR&