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摘要:當項目施工場所選在巖溶地區內部時,需要開展細致的勘察工作。由于其與正常地質區域存在差距,必須要保證得出的技術參數、地質資料信息都是完整的,以此為日后工程開展提供基礎信息支撐,確保項目順利開展?;诖耍恼路治隽藥r溶地基巖土工程勘探的優勢,同時重點闡述了對其進行處理的基本原則與使用的相應措施,以供參考。
1引言
在巖溶地區內部,由于長時間受到相應作用的干擾,使得地質土層發生一定改變,隨著土洞、巖溶洞的出現,導致巖土強度大幅下降。我國的巖溶分布范圍相對較廣,在土地中占據較大比例,如果施工區域位于該地區,容易對項目安全造成影響。為此,在施工之前需要細致勘查巖體強度、硬度,并采取科學合理的措施進行處理。
2巖溶地基巖土工程勘察的概述與優勢
地質勘探工作是巖土工程中的首要環節,需制定方案作為工程施工的數據支撐。對于部分規模覆蓋范圍較廣的工程,由于涉及的地域面積過大,巖溶數量隨之增加,如果在勘察過程中,不能制定出適宜的加固方法,會增加工程承擔的風險。為此,施工單位不僅要重視工程開展前的勘察工作,還需要合理使用先進設備、技術手段,保證任務完成質量。當前,對巖溶開展勘察的方法包括:地質調查、物探、鉆探等,施工人員需要依據真實的工作情況,挑選合適的方法。例如:施工區域因巖溶的存在,讓地形情況變得相對復雜,若采取以往的人工操作方式,不僅工作效率低下、減緩勘察進度,還會使結果與日后的施工計劃出現偏差,無法為后期工作提供信息指導。隨著科技水平的提高,巖溶探查技術也不斷進步,當前使用效果最好的便是立體勘察技術。其優勢主要體現在以下幾點。(1)不受地形約束。由于巖溶地貌起伏程度較大,內部還分布著一些石筍、石柱林等,若采取以往的勘察方法,會大幅增加工作難度。合理使用立體勘察技術,不僅能解決以上問題,還能在一定程度上提高工作效率。(2)獲取地址信息。使用以往的地質勘察技術,只能簡單了解水溫特點、地下巖溶發育狀況。采取立體勘察技術,不僅能獲取地質信息,還能夠獲取日后的發育趨勢、分布情況等重要信息,為提前開展地基處理工作提供信息基礎。
3巖溶地基巖土工程勘察的確認方式
3.1確認地基承載力
從巖土工程地質勘察目標的角度來講,工作中必須細致了解其能承載的程度。由于巖溶區域地質情況相對復雜,主要涉及石灰巖、黏土等物質,在確認承載能力時,一定要注重巖石地基、土層地基承載力的大小,具體確認方法如下。3.1.1巖石地基如將可熔巖作為持力層,會對后期工程施工產生一定影響,為此,工程勘察人員必須得出清晰準確的數據結果。確認時,可依據《建筑地基基礎設計規范》,對較為堅硬的巖石承載力取值,但如果某一區域內存在大量石灰巖,便不能再利用該方式,因為石灰巖會在承載力取值上大于堅硬巖石。此條件下,需要相應工作人員開展實地情況的調查與取值工作,并細致了解其發育狀況、巖體頂板厚度、巖石完整程度等信息,并進行采集工作,通過合理取樣,再根據相應文件中的內容確定承載數值。3.1.2土層地基巖溶內的黏土、粉質土壤可采用原位測試、區域試驗等多種手段獲取最終結果,但是,得出的數據容易發生誤差。為使其更加精準,需要對土體的取樣分析方法進行深層次的驗證。
3.2地基的變形計算
在巖溶區域內,巖石、土壤在承載能力上都相對較弱,極易受到外界客觀因素的影響而發生形變。在使用方法上,可以參照《建筑地基基礎設計規范》。但是,如果該區域內存在地下水,便不能使用此方法來得出最終結果。在地下水長期干擾下,會隨著水位的升高,改變內部有效應力,從而改變地基自重力、附加應力,導致地基產生沉降現象。對其進行計算時,需要將應力值范圍固定在100~200kPa之間。
4巖溶地基巖土地基處理原則
4.1可行性
(1)技術可行性。在擬定巖溶地基施工方案時,需將技術手段作為前提,開展大范圍、專業性的驗證,以保障現實中設計的效果。
(2)經濟可行性。在擬定地基的施工方案內容時,需要在成本預算數值范圍內,制定出最佳方案,保障其可行性。
4.2適用性
巖溶地區內部環境復雜,地基的處理方案、技術手段較多。不同的處理手段在使用條件、完成效果上會存在一定差異。為達到預期效果,相應工作人員要結合地質勘察數據,進行多次驗證,保證處理方案具備一定適用性。
4.3安全性
在對巖溶區域進行處理時,必須遵守安全性原則,不僅要保證施工過程中的人員安全,還要通過強化施工環節的管控,提高工作人員安全意識,可起到良好的預防作用。
5巖溶地基巖土地基處理措施
5.1制定施工方案
從所在地理位置、特征、深淺程度、面積等方面考察,并結合當地情況做到因地制宜,確定真實、可行的方案內容。
5.2具體分析現存問題
在面對不同類型的地形地貌時,施工過程必須采取不同處理方法。在處理巖溶區域時,由于部分地區會受到巖溶影響形成溶洞,增加工程難度,從而引發各種類型的安全事故。為此,需要具體分析已經出現的問題,并采取合理有效的方法進行處理。
5.3經濟安全統一
在巖溶地基處理過程中,不僅要重視施工安全性,還需要考慮經濟性因素,并將二者融合在一起。由于我國巖溶地區面積寬廣,在該地區施工時,難度與成本都要高于常規項目建設,所以,施工中必須注重成本管控,降低非成本資金的投入,節省輔助資源,保障公司效益最大化。5.4案例分析某高層住宅建筑項目周邊場地較為寬闊平坦,場地內部存在一定巖溶區域,淺層區內有溶溝槽的發育表現,深層存在溶洞、暗河,整體條件相對復雜。內部溶洞分布不均勻,且基巖面起伏程度較大,給施工帶來一定困難。考慮到溶洞內部強大附加應力,若只靠較筏板法不能解決工程中的不均問題,必須采用復合地基方法,通過夯擴樁與沖孔樁結合,合理控制沉降問題,防止出現坍塌的情況。
5.5填墊法施工
在巖溶區域地基勘察結果的基礎上,選取合適的處理方法提升地基穩定性,能夠為日后工程打下良好基礎。填墊法是在巖溶地基處理過程中較為常見的方式之一,在實際工程中還被分為:充填、換填、挖填等多種方法。(1)充填法。用于露出的土洞中,不僅能讓兩側圍巖發揮支撐作用,還能防止巖石出現移位的情況,以此達到地基加固的效果。(2)換填法。通過挖除地基內部一定范圍的軟土,再填入強硬度高、壓縮性低、侵蝕抵抗性高的原料,提升地基穩固程度。例如:選擇塊狀石、片狀石、混凝土等材料用于回填。該方法具有承載能力高、剛硬度大、變形量小的特點,可用于淺層地基處理工作。(3)挖填法。主要用于淺埋的土洞中,預防地下水活動將地基掏空。
5.6加固法施工
加固法作為巖溶區域地基處理的常見方法,主要包括:溶洞灌漿、壓力注漿、強夯法等。(1)溶洞灌漿。普遍應用于多溶洞、柔弱土層中,不僅處理范圍廣,造價成本還相對較低。通過對各個溶洞進行填充,保障其內部處于密實狀態,加強土體內部結構穩定性,切斷溶洞、土層、地下水之間的聯系,防止因進一步發展對地基穩固性產生干擾。(2)壓力注漿法。應用于深度較大的溶洞填埋工作中,使用壓漿泵將漿液注入到土層內部,利用填充、擠密的方法去除內部存在的水、空氣,在填充物硬化后,形成全新的堅硬巖體,以此來優化地基的穩定性、抗滲漏性等(見圖1)。(3)強夯法。主要應用于覆蓋類型的巖溶地帶內部,用以處理面積較大的土洞、塌陷區域。使用重錘在高空自由下落沖擊土地,使其能夠迅速固結,提高地基承載值(如圖2所示)。
5.7跨越法施工
跨越法在巖溶區域的地基處理工作中較為常見,主要包括板跨、梁跨、拱跨等方法。(1)板跨方法。主要應用在深度大、直徑小、不方便進入的巖溶地基施工中。在現實工作中,施工人員需要考慮建筑整體性質、地基承受能力等因素,挑選出適宜使用的混凝土板、鋼筋混凝土板,用于封頂、加固工作,有效提升整體穩定性。(2)梁跨法。應用于埋藏深度大、處于地基持力層的土洞,在解決時可以選擇使用梁跨土洞、塌陷區域的形式加固地基,從而提升整體穩固程度。(3)拱跨法。應用在溶洞深度大、直徑寬、形狀復雜、有水流的巖溶地基處理中,尤其是工程中的邊墻、塹式擋墻。
5.8樁基法施工
采用樁基法開展地基處理工作主要包括:沖孔灌注樁、鉆孔樁、預應力管樁等方法。(1)沖孔灌注樁方法。主要應用在地基下方的多層溶洞,適用于面積較小、頂板薄弱的地基中。施工前,需要先在樁位安置超前鉆,并用該設備探查洞中的真實情況,使用沖擊鉆設備進入到設計位置。(2)鉆孔樁方法。大多應用在地下存在孤石、有夾層但表面凹凸不平的狀況中。合理使用鉆孔樁,能輕易穿過石塊、夾層等物質的阻擋,確保嵌巖的效果優秀。但該方法不適用于裂縫、溶溝較多的巖石,極容易出現傾斜、卡鉆的情況。(3)預應力管樁。通常被應用于施工范圍內存在土洞、地下河、淤泥的情況,預制樁不會受到以上因素的影響,充分發揮其應有作用。但在特殊環境難以保證成樁質量。
6結語
綜上所述,對巖溶地區進行勘察,能在一定程度上保障項目竣工質量。通過分析巖溶地基巖土工程勘察技術優勢、確認方式,為日后地基工作的開展提供基礎支撐。通過闡述巖溶地基巖土地基處理措施,為施工人員面對不同情況時提供適宜的方法,全面保障地基穩定。
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作者:楊華富 單位:重慶市勘測院