建筑施工論文發(fā)表地基處理實例分析

　　摘要： 巖溶、土洞地區(qū)地基是一種比較特殊的地基。當利用這種土作為建筑物地基時，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，本文通過工程實例，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和機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一定的難度，其一是巖溶面標高起伏差異大;其二是形成巖洞的位置、大小變化不一，且無一定的規(guī)律，有些在同一垂直面上可能有兩個以上的巖洞，各巖層風化程度也錯綜復雜;其三是各溶洞的連通性難以評估，地下水的變化也使得地基處理比較復雜;其四是土洞由于比巖溶發(fā)育更快，情況更難以判斷，實踐表明：土洞對建筑物的影響遠大于溶洞，其主要原因是土洞埋藏淺，分布密，發(fā)育快，頂板強度低，因而危害也大。有時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，若無法避免在此類場地建筑時，則必須對此類場地進行有效的處理。

　　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)濟與安全的原則，考慮采取以下處理措施：

　?、艑€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。當采用梁板或桁架跨越時，應(yīng)查明支承端巖體的結(jié)構(gòu)強度及其穩(wěn)定性。

　　⑵對淺層洞體，若頂板不穩(wěn)定，可進行清、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。若溶洞的頂板已被破壞，又有沉積物填充，當沉積物為軟土時，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。

　?、侨芏创?，頂板具有一定厚度，但穩(wěn)定性較差，如能進入洞內(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。

　?、鹊鼗鶐r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。

　?、傻叵滤耸璨灰硕?，在建筑物地基內(nèi)宜用管道疏導。對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，防止水流通路堵塞，避免場地或地基被水淹沒。

　　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)。這種措施對有地表水引起的土洞和地表塌陷，可起到根治作用。對形成土洞的地下水，當?shù)刭|(zhì)條件許可時，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。

　?、枪嗌疤幚恚汗嗌斑m用于埋藏深、洞徑大的土洞。施工時在洞體范圍的頂板上鉆兩個或多個鉆孔，其中直徑小的(50mm)作為排氣孔，直徑大的(大于100mm)用來灌砂。灌砂的同時沖水，直到小孔冒砂為止。如果洞內(nèi)有水、灌砂困難時，可采用壓力灌注強度等級為C15的細石混凝土，也可灌注水泥或礫石。

　?、葔|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度，碎石之間有粘性土填充，可避免地表水下滲。

　?、闪喊蹇缭剑寒斖炼窗l(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，應(yīng)注意洞旁土體的承載力和穩(wěn)定性。

　?、什捎脴痘虺辆簩χ匾慕ㄖ铮炼摧^深時，可用樁或沉井穿過覆蓋土層，將建筑物的荷載傳至穩(wěn)定的巖層上。

　　3 工程實例

　　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)處于南華準地臺桂中~桂東臺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)無區(qū)域活動性斷裂通過。場地為Ⅱ類建筑場地。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，本層在整個場地內(nèi)均有分布，層厚0.70~1.60m。

　?、诜圪|(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，該層在整個場地均有分布，層厚0.70~2.50m。

　?、奂t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。

　?、芗t粘土：黃、灰黃、棕色，濕，軟塑狀，層厚0.50~2.50m。

　?、萃炼矗和炼粗刑畛溆姓承暂^強，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、施工簡單的方案。

　　3.2.1架空層地基與基礎(chǔ)處理過程

　　因場地設(shè)計標高低于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烈發(fā)育地段(場地無法避開該地段)，且埋藏較深，兼考慮施工原因，原設(shè)計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，在施工過程中，因地下水量大，抽水過多，將樁身周邊的泥砂掏空，導致砼護壁開裂，為此，出于安全起見，部分孔樁改用機械沖孔灌注樁，在后來的沖孔過程中，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，造成場地局部下陷，而在穿越溶洞頂板時，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)達到要求。

　　3.2.2輔助間及電纜層地基與基礎(chǔ)處理過程

　　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)場基坑開挖情況，并做相應(yīng)的超前鉆，輔助間的地基良好，無巖溶及土洞發(fā)育，考慮按常規(guī)的柱下獨立基礎(chǔ)，以粉質(zhì)粘土②為持力層，經(jīng)驗算，承載力、沉降及與相鄰不同類型的樁基礎(chǔ)的相對沉降均滿足相應(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)場基坑開挖情況，并做相應(yīng)的超前鉆，有6個基礎(chǔ)處在較深的溶洞及土洞上，需做機械沖孔灌注樁處理;有1個基礎(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，采用柱下獨立基礎(chǔ)。因上部荷載較大，經(jīng)驗算，承載力、沉降及與相鄰不同類型基礎(chǔ)的相對沉降均滿足相應(yīng)規(guī)程要求。

　　4 結(jié)束語

　　該工程已于2008年竣工投產(chǎn)，運行至今效果良好。通過以上工程實例，筆者認為在巖溶地區(qū)進行地基處理時應(yīng)注意下列問題：

　?、旁趲r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。對溶洞頂板要進行地質(zhì)分析及力學驗算，確定其完整性及需要的厚度。

　　⑵對巖溶地區(qū)地基處理方案一定要反復權(quán)衡，慎重選擇，充分論證可行性及對復雜情況的處理措施，必要時可參考該地區(qū)已有的工程實踐經(jīng)驗或向?qū)＜易稍儭?/p>

　?、窃趲r溶地區(qū)，一定要進行樁下施工勘察，以免由于溶洞造成隱患。

　?、仍趲r溶地區(qū)機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，鉆頭極易偏斜、塌孔、擴孔、卡鉆、掉鉆及泥漿流失等現(xiàn)象時有發(fā)生，因而要求施工時必須嚴格按照沖孔灌注樁的施工要點進行。

　?、稍趲r溶地區(qū)，要慎重使用樁端只接觸巖面而不進入巖石的樁。

　　參考文獻

　　[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