岩溶地基的地质勘察与地基处理方法

摘要：岩溶是一种特殊的不良地质作用，可能会产生岩溶地面塌陷及地基失稳等地质灾害问题。贵阳大部分地段均属于岩溶场地，本文结合具体工程实例，重点就雷达勘察技术在岩溶地基中的应用及岩溶地基处理方法进行了研究。

关键词：岩溶地基；地质勘察；地基处理

0 引言

我们从岩溶地基的工程勘察技术要求、工程地质条件、岩溶发育特征、地基稳定性评价、工程施工难度讨论及基础方案等几个方面，介绍了建筑工程的勘察，并且分析了在岩溶地基分阶段进行工程勘察的重要性，从对房地产开发战略的层面阐述了岩溶地基勘察的意义。

1 对贵阳某工程勘察的探讨

本工程位于贵阳市，场地周边工程环境优美，交通便利。小区总建筑面积为116万m2，分为A～F共6个地块，其中A地块由7栋（均为-2+33F）高层建筑组成，设计±0.00标高为1273.70m，地下室底板标高为1259.95m，最大单柱荷载为20000kN，采用框剪结构，拟采用桩基础。各单体建筑物之间通过地下室连为一体。根据地质雷达及钻孔揭露情况，钻探遇洞率达32.3%，除此外还表现为基岩面起伏大于5.0m，该场地为岩溶强发育区。

2 勘察技术要求

岩溶场地可能存在隐伏岩溶洞隙，溶洞有一定厚度的岩溶顶板或基础应力分布范围内可能存在应力临空面，因而随着岩溶发育特征，溶洞顶板厚度大小不同，以及建筑物荷载大小不同，岩溶对地基稳定性甚至工程安全，将产生不同程度的影响。为全面查清场地工程地质条件，岩溶地基勘察一般采用地面调查、地质测绘、工程测量、工程物探、钻探、抽水试验、钻孔超声波纵波速测试、钻孔剪切波测试等多种勘察手段和工作方法。勘察技术要求为查明基岩岩性、构造、岩石变化、风化程度、确定其坚硬程度、完整程度和基本质量等级；查明岩溶洞隙、临空面、破碎岩体及软弱岩层；对地基基础形式进行建议及评价，选出合理的地基持力层，提出地基承载力，建议合理的基础埋置深度及基础形式；对整个场地可能对设计和施工造成不利因素的情况提出说明，并提出处理意见。

3 现场验槽情况

建筑物基础开挖至设计基底标高并清理残渣后，施工单位会同建设、勘察、设计、监理单位共同进行基础验槽，验槽时勘察、设计、建设、监理、施工单位相关负责人及技术人员到场；携带基础施工图、结构总说明和详勘阶段的岩土工程勘察报告。基底情况是现场开挖完毕基底无粘土、岩溶裂隙，经现场仔细复核，基础底面与设计标高相差不大；基础底面坡度较缓，相邻基础之间不存在临空面；基底清理情况良好。验槽时相关各方重点观察柱基、墙角、承重墙下或其他受力较大部位，验槽时发现基底某处有岩溶裂隙，根据勘察资料，场地为岩溶强发育场地，需该岩溶裂隙补充施工勘察。

为保证工程质量和安全，考虑到由于岩溶地质的场地在地下具有很强的隐蔽性和在空间的分布上具有较大的离散性，在建筑物地基的安全性上溶洞、溶槽、溶沟和裂隙等的发育也起着至关重要的作用。经现场设计、施工、勘察、监理和建设单位共同验槽决定，委托详勘部门再次对此位置进行施工勘察工作。采用岩土工程勘察方法传统的钻探法时，对地质病害的勘察有一定的局限性和不确定性且对工期影响较大。建设、设计、勘察、监理及施工单位决定采用地质雷达的勘察方法，对未开挖的基础补充勘察。

4 地质雷达检测情况

勘察单位采用地质雷达对该工程基础进行了探测，因测区内地表为第四系残坡积红粘土，下伏基岩为灰岩，附近区域构造较为发育，而场地东侧的北向和北西向山断裂为该区域主控断裂，受其影响，场地裂隙较为发育，岩体较破碎。本次勘察采用LTD2100型数字化探测雷达仪，中心工作频率为270MHz的天线进行了探测。雷达观测系统见图1。

勘察单位的地质雷达检测结果见图2所示。

从地质雷达反射剖面图中显示出明显的不同介质的界面反射，呈现出“凹”形异常体。具体表现为反射能量较强和同相轴不连续等特点。根据地质雷达测试结果，岩溶发育特征呈竖向发育，发育宽度不大。

5 工程难度讨论及基础方案

该位置由于岩溶呈竖向发育，发育深度大，达70m之深，但宽度不大。若采用常规的揭穿溶洞顶板，采用溶洞底板的方式，存在施工难度大，经济成本高，施工工期长，且基础施工的过程中，易产生垮塌等不安全因素，因此，综合考虑施工工艺、施工工期及经济成本，基础方案及地基处理原则如下：

1）当基础埋置深度小于或等于3.0m（基础埋置深度从地下室底板标高起算），且基础受力层以下无溶洞、裂隙发育时，优先选择独立柱基、条形基础或片筏基础。

2）当基础受力层内，有溶洞、裂隙发育，溶洞顶板岩层厚度不大，基础埋置深度小（贵阳人工挖孔深度一般不大于25.0m），基础采用桩基础，揭穿溶洞底板，利用溶洞底板。

3）基岩面起伏性较大地段，适当加大基础埋深以避免基础应力扩散角范围内有临空面存在；相邻基础埋深相差较大的，应将埋深浅的基础适当加深，避免埋深浅的基底应力叠加在埋深大的基础上。

4）局部地段受深部岩溶切割影响，存在顺层临空面，若将基础穿过最下层潜在滑面，基础施工中，风化基岩开挖深度较大，这样施工进行慢、难度大。对于处于深切临空面边上的柱位，根据实际工程地质条件，建议增大基础嵌岩深度，以减少桩底压力，避免滑移。

5）局部处于深切岩溶裂隙位置的柱位，建议在原柱位周边补充钻探等勘察手段，以寻找浅部可靠持力层支点，采用梁板跨越处理，以减小深孔的施工难度。

6）对于桩长较大，未找到可靠支点跨越处理的基础，根据岩溶场地基础施工经验，桩基础施工建议采用旋挖施工或泥浆护壁冲击成孔工艺，进行基础施工，以保障施工安全。对于该工艺施工的基础，应对桩进行钻芯检测，检查桩底沉渣，以保证建筑物安全。

6 结束语

根据以上原则，结合工程地质平面图、剖面图反映的地质资料，综合考虑工程经济、施工工期等因素，建议采用合理的地基基础方案。对岩溶地基的处理，在保证建筑物安全的原则上，可采用中风化灰岩作基础持力层，采用独立柱基、条形基础、片筏基础及桩基础等基础形式；局部岩溶、裂隙发育深度较大的柱位，补充施工勘察寻找可靠持力层支点后采用梁跨越处理；埋深大的桩基础采用旋挖施工或泥浆护壁冲击成孔工艺。

参考文献

[1]DB22/46-2004，贵州建筑岩土工程技术规范[S].

[2]DB22/45-2004，贵州建筑地基基础设计规范[S].

[3]JGJ94-2008，建筑桩基技术规范[S].

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