岩溶地区地基基础处理的应用
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岩溶地区桩基施工中的溶洞地基处理分析岩溶地区是指石灰岩、石膏岩、白云岩、大理石等溶蚀岩石层发育、地表岩溶地貌发达的地区。
岩溶地区具有地形复杂、土壤质量差、地基条件复杂等特点,对于岩溶地区地基处理的要求也比较高。
而在岩溶地区进行桩基施工时,遇到的一大难题就是如何处理溶洞地基。
岩溶地区溶洞地基的处理方法有很多种,下面简单介绍几种常用的方法。
一、填充法填充法是比较常用的溶洞地基处理方法之一,其主要原理是通过向溶洞内部灌注一定量的水泥浆、沙浆等材料,填充洞穴,形成均匀的坚硬基础。
该方法成本较低,适用于小范围的洞穴。
但采用填充法处理溶洞地基存在一定的风险,例如填充材料的流散、清空过程中的中空或滑动等现象。
二、点接触法在点接触法中,通过埋设锚杆或钢筋等锚固设施,将桩基固定在地基中,从而在桩基和溶洞之间形成点接触。
点接触法对地基的要求较高,但其处理效果较好,不会对基础产生不良影响,且适用范围较广。
三、拡散埋深法拡散埋深法是一种先进的处理溶洞地基的方法。
其主要原理是通过钻孔等方式,在溶洞周围形成深度达到数米乃至十数米的拓展埋深,然后再将桩基嵌入到岩层深处,从而避免了溶洞对基础产生影响。
这种方法很好地解决了溶洞地基处理中面临的困难,但由于成本较高,需要考虑实际施工情况和地质条件。
四、悬挂法悬挂法是通过建造悬挂结构,将建筑物的荷载转移到悬挂结构上,从而避免了建筑物直接受力于溶洞地基的状况。
这种方法对地基的要求不高,且能有效地降低溶洞地基的强度要求,但需要考虑锚固点稳定性和钢链等结构材料的腐蚀问题。
总之,填充法、点接触法、拡散埋深法和悬挂法都是处理岩溶地区溶洞地基的有效方法。
选择何种方法,应根据施工过程中的实际条件和地质情况综合考虑,确保基础结构的安全稳定。
岩溶地区的地基处理和基础设计分析岩溶地区的地基处理对于建筑的安全与质量有着十分重要的影响,本文对以往的设计经验进行了总结与分析,对岩溶地区地基设计、地基处理以及地基评价等方面的方法进行了详细的介绍,希望可以起到参考作用。
标签:基础设计;地基处理;岩溶地区岩溶地区普遍存在漏斗、暗河、溶槽、溶洞等地质情况,存在形式十分隐蔽。
岩溶作用指的是流水对岩石造成腐蚀与冲击,部分情况下表现为机械式的侵蚀,使岩石形态发生变化。
岩溶不良地质所构成的岩溶地基普遍存在不均匀沉降、承载力不足等方面的问题,严重情况下还可能会导致地基塌陷或地基滑动。
在我国建筑工程领域不断发展的过程中,在岩溶地区兴建高层建筑方面的技术也取得了一定的进展。
设计单位需要对岩溶地基建设房屋时所存在的关键问题进行重点的解决,做好岩溶地基稳定性分析工作,对岩溶地基基础形式进行有针对性的设计,使所制定的地基处理方案更具合理性与经济性。
1、岩溶地基相关方面的评价设计单位需要重点设计好岩溶地区的房屋基础,选择正确的处理方法对于工程的造价与施工安全性有着十分重要的意义。
施工区域或周围所存在的岩溶均会在一定程度上影响到施工安全,需要对岩溶进行勘察,综合性地对岩溶地基进行评价,根据评价结果科学客观地制定地基处理方案。
计算方法、数学模型以及力学模型是最为重要的评价步骤,在我国建筑行业不断发展的过程中,岩溶地基分析评价流程得到了进一步的简化,尤其是在稳定性分析方面已经可以由以往十分繁琐的定量分析转化为直观、简化的定性分析。
定性评价法通常应用于常规工程地基稳定性分析与初勘阶段的场地选择,具体包含经验比拟法与综合分析法两种。
依照对洞体稳定性造成影响的有关因素与与洞隙边界条件做出合理的评价与综合性的分析。
半定量评价法是定性评价法的延伸与补充,具体包含顶板厚跨比法和顶板安全厚度计算法。
其中顶板厚跨比法不需要考虑顶板性质、荷载和大小,选取顶部最薄处厚度和水平投影跨度两项数值,能够计算出厚跨比,该数值能够用来对顶板厚度的安全性做出评价。
岩溶地基的处理措施岩溶是由石灰岩、泥灰岩等可溶性岩石长期受水的化学溶蚀和机械作用而形成的。
岩溶为可溶性岩层的特有现象,基表面形式有溶槽、溶沟、溶洞、石笋等,空隙有的被泥土充填,有的是空洞,一般以隐蔽的形式存在。
岩溶所引起的各种地表变形破坏,会严重影响地基稳定性,会造成公路铁路断道,桥涵下沉开裂,水库渗漏,建筑物损坏等等。
因此,需要根据岩溶情况慎重研究,作出妥善处理,本文结合工程的地质情况、场地特征、工程实际等探讨了针对不同基础采用不同的方法处理复杂岩溶地基的问题。
1、岩溶地基处理的一般原则:(1)重要建筑物宜避开岩溶强烈发育区;(2)当地基含石膏、岩盐等易溶岩时,应考虑溶蚀继续作用的不利影响;(3)不稳定的岩溶洞隙应以地基处理为主,并可根据其形态、大小及埋深,采用清爆换填、浅层楔状填塞、洞底支撑、梁板跨越、调整柱距等方法处理(4)岩溶水的处理宜采取疏导的原则;(5)在未经有效处理的隐伏土洞或地表塌陷影响范围内不应作天然地基。
对土洞和塌陷宜采用地表截流、防渗堵漏、挖填灌填岩溶通道、通气降压等方法进行处理,同时采用梁板跨越。
对重要建筑物应采用桩基或墩基;(6)应采取防止地下水排泄通道堵截造成动水压力对基坑底板、地坪及道路等不良影响以及泄水、涌水对环境的污染的措施;(7)当采用桩(墩)基时,宜优先采用大直径墩基或嵌岩桩,并应符合下列要求:1)桩(墩)以下相当桩(墩)径的3倍范围内,无倾斜或水平状岩溶洞隙的浅层洞隙,可按冲剪条件验算顶板稳定;2)桩(墩)底应力扩散范围内,无临空面或倾向临空面的不利角度的裂隙面可按滑移条件验算其稳定;3)应清除桩(墩)底面不稳定石芽及其间的充填物。
嵌岩深度应确保桩(墩)的稳定及其底部与岩体的良好接触。
2 、岩溶的处理地基基础措施:①当条件允许时,尽量采用浅基,充分利用上覆性能较好的土层为持力层或使基底与洞体间保留相当厚度的完好岩体。
②当以岩石作持力层时,局部加深基础,通过钻孔灌注桩或墩穿过单个洞体,使基础荷载传递到下部完好的岩体上。
CFG桩在岩溶地区地基处理中的应用摘要:以粤兴大厦为例,介绍了CFG桩复合地基的设计原则,地基承载力计算、变形计算方法,施工过程中的注意事项,工程实践表明,CFG桩具有推广应用价值。
关键词:CFG桩;岩溶地区;地基处理;单桩承载力CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)是由水泥、粉煤灰、碎石石屑或砂加水拌和形成的高黏强度桩,为刚性桩,桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基【1】;本工程采用CFG桩复合地基进行地基处理,其优势得以明显体现出来。
1 工程概况粤兴大厦拟建1栋12层办公楼,地下室1层,框架结构。
根据地质勘察资料,场地中发现两处土洞,半充填,充填物为松散的粉砂和细砂,洞高6.50~20.10m,同时又发现两处薄顶板溶洞(溶洞顶板50~70cm),充填物均为少量粘性土,另外岩石面起伏大,浅处只有12.30m,深处达42.40m,局部近陡峭。
各层的主要物理力学指标见表1。
表1各层主要物理力学指标2 基础方案选择在岩溶地区常用的地基处理方法有钻(冲)孔灌注、人工挖孔桩、水泥搅拌桩等。
对于钻(冲)孔灌注,本场地溶洞、溶沟、溶槽发育会给施工带来难度,且造成造价高;对于人工挖孔桩,本场地桩深度大、软弱土和土洞以及桩端以下溶洞发育、地下水丰富,施工困难,施工人员危险且工期长,因此不适宜;而对于水泥搅拌桩未能利用桩端灰岩的特点,处理后的复合地基承载力和变形不能满足上部设计要求;CFG桩能很好的利用桩与桩间土共同作用的特性,桩端可以落到岩石面,利用了灰岩承载力高的特点,土层上部的可塑土也能利用,而且工艺简单、工期短、造价低,因此本工程采用CFG桩复合地基进行地基处理为最优选择。
3CFG桩复合地基设计3.1 CFG桩复合地基加固原理CFG桩复合地基由桩、桩间土及褥垫层三部分组成,其加固机理为褥垫层受上部基础荷载作用产生变形后以一定的比例将荷载分摊给桩及桩间土,使二者共同受力。
同时土体受到桩的挤密而提高承载力,而桩又由于周围土的侧应力的增加而改善了受力性能,二者共同工作,形成了一个复合地基的受力整体,共同承担上部基础传来的荷载。
岩溶地区基础设计和地基处理实例简析在我国,岩溶地区所占比例达到三分之一,广西全境则均有岩溶分布,其地基稳定性直接影响到上部建、构筑物的安全性。
文章对岩溶地质的性质和特征进行初步概括,对岩溶地区的基础类型和地基加固处理方法进行了总结,并通过工程实例对岩溶地区的基础设计和地基处理方法进行简要分析、探讨。
标签:岩溶地区;地基处理;基础设计1、岩溶地基的性质和特征1.1岩溶的性质岩溶地貌也称喀斯特地貌,是指可溶性岩石,特别是盐酸盐类岩石受到含有二氧化碳的流水溶蚀,并加以沉积作用而形成的地貌。
岩溶的发育和形成致使建设场地和地基的地质工程条件大为恶化,因此,在岩溶地区进行工程设计时,必须对岩溶地质进行充分的分析研究,能够预测并及时解决因岩溶而引起的工程地质问题。
1.2岩溶发育特征岩溶地貌的形成有一定的规律,基本表现是:(1)自上而下的发展,溶蚀程度先强后弱。
(2)浅处溶洞中的填充物较多,深处溶洞中的填充物略少。
(3)地下水活动越活跃的地区溶洞较发育。
(4)溶洞发育在空间上的分布没有任何规律,岩溶场地岩面起伏变化大,溶沟、溶槽、石芽、石笋等发育,有的溶洞呈串珠状。
1.3岩溶地区地下水特征岩溶地貌的形成和地下水有着密不可分的关系,我们按照地下水存在的介质把它分为三类:(1)存在于断裂带中,这类型的地下水具有很强的连通性。
(2)存在于残积层和冲洪积层的孔隙中,这种类型的地下水渗透性很强。
(3)存在于下覆溶洞,暗河,溶蚀裂隙中,这种类型的地下水的水量巨大,连通性也很大。
1.4岩溶地基的危害岩溶不良地质构成的岩溶地基常常引起地基塌陷、承载力不足、建筑物不均匀沉降、基础滑动等地基变形乃至破坏。
随着越来越多的工程项目兴建在岩溶地区,加强岩溶地基的准确分析和评价,采取经济的地基处理措施,选用合理的基础形式,均具有重大的技术价值和经济意义。
2、岩溶地区的基础形式和地基处理方式2.1岩溶地区的基础形式岩溶地区地基基础形式可为采用天然地基的浅基础、地基处理后的浅基础以及深基础(桩基础)等。
地基基础溶洞或土洞的处理原则及处理方法【摘要】溶洞或土洞是岩溶现象的一种,在这种地基上建造多层或高层建筑物时,由于地基覆盖层厚度不足,桩基或复合地基的处理深度往往受到限制。
因此,在桩基或复合地基施工前必须对这些溶洞和土洞进行必要的加固填充处理。
本文谈谈地基基础溶洞或土洞的处理原则及处理方法。
【关键词】溶洞;土洞;处理原则;处理方法岩溶地区或某些成因复杂的冲积地层中,沿地基不同深度处往往分布有溶洞或土洞、溶沟、溶槽等。
溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主,间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道,常发育于岩溶地区覆盖层中。
溶洞的发生、发展受岩溶发育的各种因素如岩性、岩溶水、地质构造等控制。
在存在溶洞或地表塌陷的地段,在隐伏的基岩中必有洞隙等岩溶水通道。
溶洞具有埋藏浅、分布密度大、发育快、顶部覆盖层土的强度低等特点,因而对建筑物场地或地基的稳定性影响往往大于岩溶的影响。
另一方面,为防止地基中溶洞继续发展扩大,消除建筑物使用过程中的隐患,在进行地基处理或桩基施工之前也必须对这些溶洞进行加固处理。
一、溶洞或土洞的处理原则在处理岩溶地基时,应根据岩溶形态的具体情况、工程使用要求、施工条件、并按照安全与经济相结合的原则来选择处理方案。
对地层中这种溶洞是否处理,主要应考虑其对上部建筑物基础是否构成负面影响。
这包括两个方面,首先是溶洞与建筑物之间的覆盖层厚度是否处于安全范围;另一方面,溶洞是否处于稳定状态,即在地下水冲刷或侵蚀作用下,溶洞是否会进一步发展、扩大。
由于地层中溶洞的埋藏深度、洞高以及横向扩展范围不同,它们对其上建筑群及其地基的影响也不同。
因此,针对土洞或溶洞的具体情况,应采取不同的处理方法。
原则上,对地层中的溶洞,主要是应将其填充密实。
这有两个方面的作用,一是将溶洞填充密实后,使其与周围地基形成一个完整的整体,这样可保证桩基或复合地基按常规设计方案执行;此外,溶洞填充密实后,将有效地阻断地下水的流动,防止溶洞在地下水流的冲刷或侵蚀作用下进一步扩大、发展。
岩溶建筑场地处理方案岩溶地质特性对建筑场地的选择和处理提出了一定的挑战。
岩溶地区的建筑场地常常具有地下溶洞、地下水、坍塌和滑坡等地质灾害的风险。
因此,岩溶地区的建筑场地处理方案需要充分考虑地质灾害风险,并采取相应的措施来保障建筑物的稳定和安全。
首先,岩溶地区的建筑场地选择应避免地下溶洞和地下水的影响。
地下溶洞是岩溶地区常见的地质地貌,如果选择建筑场地时没有考虑到地下溶洞的存在,可能会造成建筑物的下沉和变形。
因此,建议在选择建筑场地时要进行详细的地质勘察,了解地下溶洞的分布情况,并避开地下溶洞区域。
如果无法避开地下溶洞区域,可以考虑填补地下溶洞、加固地下溶洞周围的岩体,以提高地下溶洞区域的承载力和稳定性。
其次,岩溶地区建筑场地的处理方案还需要考虑地下水的影响。
地下水是岩溶地区的重要水源,但同时也可能对建筑物的稳定性造成影响。
在选择建筑场地时,应避免选择地下水位较高的区域,以防止建筑物受到地下水的浸泡和侵蚀。
如果无法避免选择地下水位较高的区域,可以采取排水措施,包括设置排水系统、挖掘排水沟渠等,确保地下水能够及时排除,减小对建筑物的影响。
另外,岩溶地区常常存在坍塌和滑坡等地质灾害风险。
在建筑场地处理方案中,必须充分考虑这些风险,并采取相应的防治措施。
在选择建筑场地时,要避免选择悬崖边上、陡坡上或滑坡及坍塌易发区域。
同时,应进行详细的地质勘察,了解土壤和岩石的稳定性,以确定合适的基础设计和加固方案。
在设计和施工过程中,还需采取有效的防治措施,如加固地基、设置防滑垫板、排水系统等,以提高建筑物的抗震和抗滑性能。
总之,岩溶地区的建筑场地处理方案需要充分考虑地质灾害风险,采取相应的措施来保障建筑物的稳定和安全。
在选择建筑场地时,要避开地下溶洞和地下水位较高的区域,如无法避免,要考虑填补地下溶洞、排除地下水等措施。
同时,还要考虑坍塌和滑坡等地质灾害的影响,进行详细的地质勘察,确定合适的基础设计和加固方案。
通过合理的处理方案,岩溶地区的建筑场地可以得到有效的处理和利用,保障建筑物的安全和稳定。
变电站岩溶地基勘察与地基基础处理岩溶地区变电站常受地下溶洞等不良地质基础影响易造成建构物塌陷、变形,危及建构物安全。
本文介绍了岩溶区变电站勘察手段,阐述了岩溶区地基基础处理措施。
根据勘察成果有针对性地采用了不同地基基础处理方案,有效地提升地基的强度,保障了建构物安全,取得了较好的经济效益。
标签:岩溶勘察;地基处理;基础施工1、工程概述某变电站位于低矮丘陵山地,植被茂盛;地形整体平坦,起伏不大。
北侧地势较低,为一片农作物菜地。
区内基岩分布以三迭系下中统灰岩为主,岩层倾向北西向,区内无大的断层通过。
站址规划容量2000MV A,一期新建1台1000MV A 变压器。
距站址约120米有县级公路通过,交通较为方便。
2、站址勘察及岩溶发育情况2.1 站址勘察本站址首先采用了高密度电测深法探测基岩埋深和溶洞、土洞分布,划分上覆松散沉积层序和风化带。
其次采用常规的钻探全断面取芯获取站址区地质资料,对岩溶发育区,增加钻孔数量和钻孔深度。
再次对物探异常区采用钻孔验证。
最后对岩溶较发育地段,采用跨孔电磁波计算机层析成像(CT)技术探测地下洞穴、隐伏断层、破碎带空间分布。
经过综合勘探,站址区自上而下主要地层如下:素填土、硬塑粉质粘土、可塑粉质粘土、软塑~流塑粉质粘土、中厚层~厚层灰岩,基岩面起伏较大,部分钻孔发现溶洞,岩石较破碎。
地下水位埋深1.8~2.3米,水量较丰富。
2.2 岩溶发育情况根据勘探揭示,发现溶洞的钻孔占30%,岩溶发育,主要为基岩表面溶沟溶槽、浅层溶洞和深层溶洞。
大部分分布在综合配电楼地段,岩溶发育对于变电站的建设来说十分不利,但是由于多方面综合因素的影响,无法更换变电站站址,只能在此基础上实施地基处理。
3、岩溶地基稳定性分析与评价3.1溶洞稳定性定性评价变电站场地内上覆地层主要为粉质粘土,故变电站场地在建筑物建成之后的使用期间内其溶洞继续发展速度是非常缓慢的,且影响场地溶洞顶板稳定性的关键因素在于建筑物荷载大小、洞体形态以及埋藏条件、岩层厚度以及顶板情况等因素。
岩溶地区地基处理及基础设计方法探讨摘要:岩土勘察工程往往需要面对复杂的地质条件,岩溶地区就是复杂条件中的一种,这种复杂地质条件分布在我国大部分地区,具有质地脆弱、分布面广、复杂性高的特点,因此对岩溶地区进行岩土工程勘察时,不能采用常规方法来开展工作,必须选择针对性的方法,同时,为了保障勘察结果可靠,要注意一些实际存在的问题。
关键词:岩溶地基;岩土工程勘察1岩溶地基岩土工程勘察方法1.1物探勘察法对岩溶地基进行勘察时,较常见的方法为物探法,即通过电磁、雷达等手段,对区域地质物理性质进行勘察,如密度、放射性等。
对于该勘察方法来说,主要应用在岩溶较深,或者是规模较大的岩溶地区,通过这一方法的应用,可以准确了解岩溶的分布情况,但实际操作时,对操作人员有较高要求[1]。
常用的物探法包括高密度法、探地雷达法、大地电磁法与电磁波CT法等,其中,对于前两者来说,受到装置的影响,一般勘察较浅的岩溶;对于大地电磁法来说,一般勘察较深的岩溶;对于电磁波CT法来说,一般勘察岩溶的空间剖面。
1.2示踪实验法对于一些岩溶地质来说,位于水源区域,采用物探法对其进行勘察,往往很难得的精确的结果,因而需要采用示踪实验法。
即在岩溶勘察时,加入特定的示踪剂,通过检测地下水流状态,以及岩溶的发育情况等。
采用该方法时,操作非常简单,并能够得到较为精确的结果,可以为水源地区岩溶地基的处理提供有利支持。
2岩溶形成的基本原理岩溶形成的基础在于天然存在的可溶性岩石,如石膏、石灰岩、白云岩等,此类岩石如果受含有碳酸钙经流水长期冲刷就会逐渐被溶蚀,结合沉积作用或其他化学作用,就会形成多种岩溶地区,较为常见的有裂隙、石芽、石沟、石林、溶洞、钟乳石等。
在形成条件上有大量可溶性岩石和大量水体两种:(1)大量可溶性岩石。
岩溶地区的形成既需要可溶性岩石,且岩石的数量也必须达到一定水平,否则受流水冲刷条件下的水土流失效应,并不能形成岩溶地区。
在岩体分类上,大多数可溶性岩石属于碳酸盐岩、硫酸盐岩以及卤化盐岩类等,这些岩石的成分复杂,在流水侵蚀条件下,会逐渐形成岩溶地区。
岩溶地质条件地基处理方案摘要:位于长沙市湘江边的某一房地产项目,由于存在岩溶,地下水位高等多种复杂地质条件。
为此,本文通过对该项目可能采用的各种地基基础方案进行对比论证,最终确定了CFG桩地基处理后做筏板基础的地基方案。
项目建成后的长期观测和使用情况表明,该处理方案是安全、合理、经济可行的。
关键词:岩溶溶洞地基处理CFG桩Abstract: the edge of xiangjiang river in changsha city a real estate project, and because it has karst, groundwater level higher a variety of complex geological conditions. Therefore, this article through to the project may adopt various foundation scheme contrast demonstrates, final CFG pile foundation treatment do after the raft foundation scheme. After the completion of the project of the long-term observation and use shows that the scheme is safe,, reasonable, economical and feasible.Keywords: karst cave CFG pile foundation treatment一、工程概况长沙市湘江边的某一房地产项目,拟建场地地坪标高为37.45m,建筑物地下二层为车库及商场,地上分为四栋十七层的高层住宅。
地下车库建筑面积15521m2,商场建筑面积1394.2m2,住宅建筑面积62628m2,总建筑面积92098.2m2。
浅谈岩溶地区地基基础处理的应用摘要:文章通过笔者多年从事地质勘察工作的积累,论述在工程地质勘察中地基处理的原则和地基桩基的形式。
关键词:地质勘察;地质工程;地基基础处理
一、岩溶的形态和形成条件
岩溶地貌是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称。
又称喀斯特地貌。
它主要形态有溶洞、溶沟、溶槽、裂隙、暗河、石芽、漏斗及落水洞等,是可溶性岩受水的化学和物理作用的结果。
岩溶发
育的基本条件:1)具有可溶性岩层,2)具溶蚀能力和流量足够的水,3)地下水有下渗、流动的途径。
一般地说,硫酸盐岩层、卤素类岩层岩溶发展速度较快;碳酸盐类岩层则发展速度较慢。
质纯层厚的岩层,岩溶发育强烈,且形态齐全、规
模较大;含泥质或其他杂质的岩层岩溶发展较弱。
结晶颗粒粗大的岩石,岩溶较为发育,结晶颗粒细小的岩石,岩溶发育较弱。
覆盖在岩溶面上的土层,在地表水下渗或地下水升降变化的情况下,土颗粒沿岩溶、洞穴裂隙被带走而形成土洞。
土洞是岩溶地区一种特殊的不良地质现象,常分布于覆盖型岩溶区岩溶洞穴发育强烈、松散覆盖层较薄的负地形地段。
二、岩溶地基的分析
岩溶不良地质构成的岩溶地基常常引起地基承载力不足、不均
匀沉降、地基滑动和塌陷等地基变形破坏。
随着越来越多的工程兴建在岩溶地区,岩溶地基问题就成为工程建设中的突出问题,加强岩溶地基稳定性分析评价,采用合理、经济的地基处理措施,有着重大的技术价值和经济意义。
岩溶地基分析评价过程的一般步骤为:实际洞体→几何模型→力学模型→数学模型→计算方法→结论。
其核心内容是力学模型、数学模型及计算方法的研究。
近年来在该领域内的研究取得较大进展,对岩溶地基稳定性的分析评价经历了从定性→半定量→定量的过程。
定性评价法适用于初勘阶段选择场地及一般工程地基稳定性分析评价,为经验比拟法。
根据洞隙各项边界条件,对比表1 中所列影响洞体的诸因素进行综合分析并作出评价。
半定量评价方法:主要有估算顶板安全厚度法等。
定量评价法:岩溶地基稳定性研究的发展趋势,必将是由定性到定量,由平面到三维的过程。
三、岩溶探查及其施工问题
工程地质勘察的目的是为设计和施工提供工程地质依据。
但在岩溶地区岩面高低起伏变化大,岩石露头无连续性和规律性。
普通的地质钻探难度大,很难反映场地的岩溶情况,常常不能完全满足设计要求,往往在施工过程中还要对场地环境进行复查,给地基处理、基础选型方案的选择带来很大难度,造成工期长、造价高及施
工质量难以保证。
所以,在岩溶场地的勘察工作中不能单纯依赖钻探而忽视物探,要两相结合,互相认证。
可采用电法、电磁法
探测基岩埋深、土洞分布情况,划分上覆松散沉积层序和风化带,采用跨孔电磁波计算机层析成像(ct)技术探测地下洞穴、隐伏断层、破碎带。
结合利用传统钻探孔,将部分孔加深作为电磁波发射及接收井,即可实现由点到面(剖面)的探查成果。
由于岩溶的形态和特点,岩溶地区工程活动中常见下列的一些现象、问题:1)钻探或冲(钻)孔桩作业时,发生漏浆、漏水、塌孔、卡钻、埋钻、掉钻、偏孔;2)同一承台,桩长相差甚大,可达数米到十余米以上;3)地质钻孔见岩与钻(冲)桩、人工挖孔桩见岩不一致;4)出现超长桩;5)人工挖孔桩出现涌水、涌砂、掉入土洞;6)预制桩压(打)破顶板突然掉入洞穴,深层搅拌桩掉入洞穴;7)静压(锤击)预制管桩断桩率高,断桩率10%,甚至有的高达30~60%;8)地面塌陷,相邻建筑沉裂等。
四、岩溶地区主要地基处理原则
地基评价不能满足稳定性要求时,需要对地基进行适当的处理。
一般对地基稳定有影响的岩溶洞隙,应根据其位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件综合分析、因地制宜的采取下列处理措施:
1.对洞口较小的洞隙,宜采用镶补、嵌塞与跨盖等方法处理;
2.对洞口较大的洞隙,宜采用梁、板和拱等结构跨越。
跨越结构应有可靠的支承面。
梁式结构在岩石上的支承长度应大于梁高的1.5 倍,也可采用浆砌块石等堵塞措施;
3.对于围岩不稳定、风化裂隙破碎的岩体,可采用灌浆加固和清爆填塞等措施;
4. 对规模较大的间隙,可采用洞底支撑或调整柱距等方法处理。
一般对地基稳定有影响的土洞,杜绝地表水渗入土层,使土洞停止发育和发展,当地质条件许可时,尽量对地下水采取截流、改道等,以阻止土洞继续发展。
当土洞埋深较浅时,采用挖填和梁板跨越;对直径较小的深埋土洞,可不处理,仅在洞顶上部采用梁板跨越即可;对直径较大的深埋土洞,可采用顶部钻孔灌砂或灌碎石混凝土,以充填空间。
当对地下水不能采取截流、改道等方式以阻止土洞发育时,一般可采用桩基等措施。
五、地基基础处理的比选
采用桩基在岩溶地基上建造高层建筑需要面对一系列特殊问题,如持力层的稳定、溶槽溶洞处理、同一承台下长桩与短桩的应力应变协调问题等。
基础问题不但会严重影响安全、工期和造价,有时甚至成为工程成败的关键。
而目前规范规程中涉及岩溶桩基的技术规定甚少,设计与施工依据不足。
下面概述一下岩溶地区主要使用的地基基础形式。
1.冲(钻)孔灌注桩
这种桩适用于地下岩溶发育,有多层溶洞,但溶洞洞穴小,上部洞穴顶板薄的地质情况,这种桩可冲(钻)穿上层溶洞顶板,到达下层溶洞顶板。
为稳妥起见,可在桩位先做超前钻,查清洞穴情况,再将钻冲至满足设计要求之岩层。
但在地下有大溶洞存在的情况下,不宜用这种桩,以免浇灌混凝土时,造成混凝土流失且难以控制。
由于冲孔是靠钻头的自由落体运动形成的冲力来成孔的,所以冲孔桩还适用于开口裂隙多的地质情况,冲击钻所造成的桩孔垂直度好。
2.预应力高强混凝土管桩
当岩面上有适合作桩端持力层的土层时,可采用预应力高强混凝土管桩。
预应力高强混凝土管桩适用于地下有淤泥、土洞、流砂、地下溶洞连通暗河等情况,压桩采用的预制桩不受上述因素的影响,压桩的单桩承载力可由压桩机上的压力表观察到,所以非常直观,易于掌握。
3.群桩
当岩溶面极其复杂,但岩溶面上履盖有较厚沙土层时,如果采用以上各种桩型都难于施工或保证成桩质量和安全度的情况下,群桩不失为解决此类复杂地质情况的一种有效选择。
群桩的桩端并不一定要求支承在变化极其复杂的岩面上,有坚硬的下卧层即可,这样就避开了复杂变化的基岩表面对桩基造成的危害或潜伏的危害。
采用静压预制管桩作为群桩是较好的一种方式。
4.复合地基
对于建筑荷载较小,土层较厚,土洞较多,岩面起伏大,采用复合地基处理可避免直接应用天然地基时的沉降量大和承载力小
的问题。
复合地基部分土体被置换成增强体(桩体),由桩体和桩间土共同承担荷载,目前在工程实践中多采用碎石桩、砂桩、深层搅拌桩或刚性桩作为增强体。
地基竣工验收应进行压板载荷试验。
5.其它
可以采取削散荷载的方法来减低桩基承受的压力,通常的做法是挖去一部分地基表面的软土,做成一层或多层的地下室,可以减少这部分软土体对桩基产生的附加荷载。
采用增大桩端接触面,分散应力的扩底桩也是非常好的桩基型式。
另外,当岩溶地基不甚复杂基岩埋深较浅的情况下,挖孔桩也不失为一种安全、可靠、省钱、直观的方式。
六、今后应着重研究解决的问题
1. 勘探方面要解决钻探与物探如何更好的结合的问题。
可以考虑将部分钻探孔加深兼作跨孔电磁波ct 扫描成像技术孔;提高物探解析的准确度及精度;对土洞、溶洞的形态、形成由线到面再进入三维的立体映像,辅以岩层的产状、夹层的岩性等,以提供给设计人员一个明晰的资料。
2.努力探寻适应岩溶地区的基础型式。
①发展桩端喷浆、后注浆技术;②改善桩头的嵌固能力;③发展与岩面有良好接触应力的夯扩桩,提高施工效率;④发展半刚性桩复合地基基础型式。
注:文章内的图表及公式请到pdf格式下查看。