地質(zhì)工程師評職范文地形地基研究與處理

　　摘要：在我國的巖溶地區(qū),工程建設(shè)中一般會遇到特殊的地質(zhì)問題。溶洞、土洞和地層塌陷這些不良工程地質(zhì)情況,在溶巖地區(qū)或多或少會不可避免地出現(xiàn),對工程建設(shè)造成不利影響,使建(構(gòu))筑物附近產(chǎn)生地面塌陷、不均勻沉降等危害,嚴(yán)重時(shí)危及建筑物的正常使用。本文在此從喀斯特地貌地區(qū)的地質(zhì)問題出發(fā)，在此基礎(chǔ)上對于地基的施工做了一定的探討。

　　關(guān)鍵詞;喀斯特,地貌,地質(zhì),地基

　　前言：巖溶(喀斯特)地貌作為一種特殊的地貌單元在我國主要分布于西南地區(qū)，在貴州、廣西等地尤為發(fā)育。巖溶地區(qū)由于地下水對碳酸類巖體的侵蝕作用，導(dǎo)致巖體的連續(xù)性及均勻性受到破壞。因此在該類地區(qū)巖土體的工程力學(xué)特性有其特殊性。

　　其可分為：巖溶盆地、峰林地形、石牙殘丘、溶蝕準(zhǔn)原等。地下發(fā)育形態(tài)主要表現(xiàn)為：裂隙、溶洞等。以上巖溶形態(tài)的存在，不同程度地影響著建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，很多情況下須加以處理方能滿足基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。對于高層建筑，由于其荷載大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其需要慎重處理。

　　一、巖溶地區(qū)主要工程地質(zhì)問題

　　由于巖溶地區(qū)的發(fā)育致使建筑物場地和地基的工程地質(zhì)條件大為不利，固此在巖溶地區(qū)修建各類工程建筑物時(shí)必須對巖溶地區(qū)進(jìn)行工程地質(zhì)研究，以預(yù)測和解決因巖溶而引起的各種工程地質(zhì)問題。主要工程地質(zhì)問題有：

　　1、地基穩(wěn)定性及塌陷問題

　　由于地表巖溶作用，石灰?guī)r表層溶溝發(fā)育，縱橫交錯(cuò)的溶溝之間多殘留有錐狀或尖棱狀的石芽，致使石灰?guī)r基面高低不平，形成石芽地基。石芽間的溶溝常被土填充，因此強(qiáng)度較低，壓縮性較高，易引起地基的不均勻沉降而影響建筑物的穩(wěn)定性。

　　溶洞地基和土洞地基在建筑物荷重作用下失去平衡而產(chǎn)生下陷或塌落時(shí)，則危及建筑物的安全。

　　2、滲漏和突水問題

　　由于巖溶地區(qū)的巖體中有許多縫隙、管道和溶洞。在基坑開挖時(shí)，如存在承壓水并有富水優(yōu)勢斷裂作為通道，則可能會遇到地下突水而導(dǎo)致基坑的排水困難甚至淹沒。

　　3、巖溶探查與其施工問題

　　巖溶工程地質(zhì)勘察的目的是為設(shè)計(jì)和施工提供工程地質(zhì)依據(jù)。但在巖溶地區(qū)巖石面高低起伏變化大，巖石露頭無連續(xù)性和規(guī)律性，表層巖層往往十分破碎。普通的地質(zhì)鉆探難度大，很難反映場地的巖溶情況，常常不能完全滿足設(shè)計(jì)要求，往往在施工過程中還要對場地環(huán)境進(jìn)行復(fù)查，給地基處理、基礎(chǔ)選型方案的選擇帶來很大難度，造成工期長，造價(jià)高，施工質(zhì)量還難以保證。所以，在巖溶場地的勘察工作中不能單純依賴鉆探忽視物探，要兩者結(jié)合，互相認(rèn)證。可采用電法、電磁法探測基巖埋深、土洞，劃分上覆松散沉積層序和風(fēng)化帶，采用跨孔電磁波計(jì)算機(jī)層析成像(cT)技術(shù)探測地下洞穴、隱伏斷層、破碎帶。結(jié)合利用傳統(tǒng)鉆探孔，將部分孔加深作為電磁波發(fā)射及接收井，即可實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面(剖面)的探查成果。

　　二、巖溶地基處理方案

　　由于地基復(fù)雜，普遍存在土洞、溶洞，因此采用一柱一樁的形式，要求樁端置于穩(wěn)定完整的微風(fēng)化基巖上。

　　1、在每個(gè)樁孔上鉆進(jìn)1～3個(gè)超前鉆孔，鉆孔深度進(jìn)入穩(wěn)定持力層不小于5m。

　　主要目的：查明每個(gè)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(qiáng)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。

　　2、根據(jù)超前鉆孔資料及建筑荷載進(jìn)行樁的選型設(shè)計(jì)

　　當(dāng)樁孔下無溶洞或厚層強(qiáng)風(fēng)化帶時(shí)，采用人工挖孔樁處理地基，人工挖孔樁要求進(jìn)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(qiáng)風(fēng)化帶時(shí)，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(qiáng)風(fēng)化帶，進(jìn)入穩(wěn)定持力層不小于一倍樁徑。

　　3、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(hù)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(dòng)向。

　　三、地基處理施工

　　近來，一些新的地基處理技術(shù)被引用到巖溶地區(qū)，主要有水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)復(fù)合地基、高壓噴射注漿復(fù)合地基、小斷面靜壓預(yù)制樁復(fù)合地基、PHC管樁復(fù)合地基。一般最常用以下兩種：

　　1、沖孔灌注樁施工

　　該施工主要難點(diǎn)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砼流失，如何保證沖孔進(jìn)尺及清除孔底沉渣。

　　每當(dāng)打穿一層溶洞時(shí)，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(shí)連鉆機(jī)撤出的時(shí)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(jìn)尺，使工程無法進(jìn)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(shí)也堵住了小裂隙的漏漿，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(shí)，重復(fù)上述工作，直到完成一個(gè)樁孔為止。

　　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(jìn)尺，同時(shí)在灌注砼時(shí)，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(gè)，發(fā)生強(qiáng)漏漿6次，為堵漏造漿共用318包水泥，直接用于堵漏費(fèi)8600元。

　　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(dá)到最經(jīng)濟(jì)最安全的施工成為第一難點(diǎn)。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(jìn)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(jìn)行全面的帷幕防滲，耗資巨大，同時(shí)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(jìn)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3～5個(gè)樁孔開挖一個(gè);先施工水量較小的樁孔，如果發(fā)現(xiàn)水量較大的樁孔，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(gè)樁孔，驗(yàn)收后立即灌注砼，堵住水的部分滲透路徑;嚴(yán)格監(jiān)控周圍建筑物的裂縫。

　　事實(shí)證明，按上述原則要求進(jìn)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(shí)現(xiàn)場為了進(jìn)度，同時(shí)開挖4孔，同時(shí)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。

　　四、總結(jié)

　　綜上所述，根據(jù)巖溶地區(qū)高層建筑場地性質(zhì)、地基復(fù)雜程度和土層種類、性質(zhì)以及上部建筑物特點(diǎn)，將多種地基處理技術(shù)綜合應(yīng)用于一項(xiàng)工程。滿足高層建筑地基對承載力、穩(wěn)定性要求。可實(shí)現(xiàn)造價(jià)經(jīng)濟(jì)、工期快、質(zhì)量控制容易、施工公害小等因素的最大實(shí)現(xiàn)，從而可成為巖溶地區(qū)高層建筑的較理想選擇，有著廣泛的應(yīng)用前景。

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