岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理对策探究_王宁.pdf

128岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理对策探究王 宁广东省有色金属地质局九四队 广东 清远 511500摘 要：岩溶地区的地基岩土具有较强的不均质性和非线性特征，施工难度大，安全风险高。本文通过对岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理对策的探究，分析了岩溶地基岩土工程勘察方法，并介绍了针对岩溶地基处理技术，以此带来理论帮助。关键词：岩溶地区；地基；岩土勘察；地基处理DOI:10.19569/119313/tu.202313043岩溶地区的地基岩土特点是岩石稳定性差、土壤肯定性差、地下水丰富、地质灾害多发等，因此，对于岩溶地区的工程建设和使用都存在较大的安全隐患。岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理对策是岩溶地区工程建设的重要环节，对于提高工程安全性和工程质量具有重要意义。1 岩溶地质及其特征介绍岩溶是指由于水的作用，地下岩石溶解、风化和侵蚀形成的一种地质现象，而岩溶地质是一门研究岩溶发生和演化规律的学科，主要关注岩溶地貌、岩溶水文地质、岩溶地层和岩溶结构等方面。岩溶地质的特征包括：洞穴、喀斯特地貌、岩溶地层、岩溶构造和岩溶水文地质等。其中，洞穴是岩溶地质的典型表现，是由于地下水流的侵蚀作用形成的空间，具有丰富的地质、地貌和生态价值。喀斯特地貌是岩溶地质最典型的地貌类型，具有地表裸露、土壤薄、水文极端和生物多样性等特点。岩溶地层特征是破碎、孔隙率高、地下水循环复杂。岩溶构造是指由于岩石溶解或侵蚀造成的岩体破碎和空洞的发育，这种构造通常会导致地表或地下的塌陷和沉降。岩溶水文地质是指研究岩溶区域水文循环和地下水系统特征的学科，主要关注地下水的补给、运移和排泄等问题。2 岩溶地基岩土工程问题的重要性岩溶地基工程问题包括地基塌陷、地下洞室、地基沉降、地基稳定性不良等，由于岩溶地区的地基具有特殊的岩土工程性质，其工程问题解决难度较大，影响工程安全和稳定性。同时，岩溶地区地下水循环复杂，地下水位变化大，会给地基工程带来很大的影响。因此，对岩溶地基岩土工程问题的认识和解决具有重要意义。在建筑工程中，需要采用合适的勘察方法和地基处理技术，对岩溶地基进行合理的处理和加固，以确保工程安全和稳定性。3 岩溶地区的工程地质特点岩溶地区是一种特殊的地质环境，其地质特点对于工程地质具有很大的影响。3.1 岩溶地区地质构造复杂岩溶地区常常由多种岩石类型构成，岩层结构复杂，地下水流动方向不稳定，地下岩溶构造发育，形成地下洞穴和地下河流等，这些因素都会影响到工程地质条件的判断和工程建设的安全性1。3.2 岩溶地区岩土结构破碎岩溶地区的地下岩石多为碳酸盐岩、石灰岩等易溶岩石，其物理和力学性质都相对较弱，容易破碎、溶解和侵蚀，形成岩溶构造和洞穴等地下空洞。这种特点使得岩溶地区的地基工程面临着塌陷、沉降、不稳定等问题。3.3 岩溶地区地下水系统复杂岩溶地区的地下水系统具有复杂的水文地质特点，地下水位变化大，水流速度快，水文循环复杂，形成了不同的水文地貌。同时，地下水对于岩溶地区的地质构造和地下空洞具有溶解和侵蚀作用，对于工程建设的影响较大。3.4 岩溶地区地质灾害频发岩溶地区地下洞穴和地下河流等地质构造容易发生塌陷和坍塌，导致地面沉降、地面塌陷和地裂缝等地质灾害。同时，岩溶地区的地震活动频繁，也会给工程建设带来很大的安全风险。4 岩土工程勘察的目的和作用 岩土工程勘察是通过对于工程所涉及的地质、土壤、水文等方面进行系统、全面、科学的调查和研究，为工程的设计、施工、监测和运行提供必要的工程地质和岩土力学参数。4.1 提供工程地质资料通过对勘察区域内地质环境进行全面调查，获得详细的地质资料，包括岩石类型、地质构造、地层厚度和倾角、岩土层位、地下水情况等，为工程设计和施工提供必要的地质信息。4.2 提供岩土力学参数通过对勘察区域内土壤和岩石的采样、试验和分析，获得土壤和岩石的物理、力学性质和工程特性参数，如抗剪强度、变形模量、渗透性等，为工程设计和施工提供必要的岩土力学参数。勘探测绘1294.3 评价地质灾害风险通过对勘察区域内地质灾害的调查和分析，评价工程区域内的地质灾害风险，并提出相应的防灾措施和治理建议，保证工程的安全性2。4.4 优化工程设计通过对勘察区域内地质、土壤和地下水环境的深入了解，优化工程设计方案，选择合适的工程材料和施工方法，降低工程建设成本，提高工程质量。4.5 监测工程运行通过对工程建设过程中的监测和工程运行期间的观测，及时发现和处理工程的地质和岩土力学问题，确保工程的正常运行。5 岩溶地基岩土工程勘察方法5.1 实地勘察对于岩溶地区，实地勘察是非常重要的一步，可以通过实地观察、采集样品、测量地形地貌、地质构造等方法，了解该区域的地质构造和地质条件，为后续工程设计提供依据。地形地貌测量：通过对工程区域的地形地貌进行测量，可以了解地势起伏、坡度、坡向、水文地貌特征等信息，对地质条件的分析和评价有着重要的作用。孔洞探测：岩溶地区的孔洞非常普遍，对于工程建设和使用都会产生很大的影响，通过孔洞探测技术，可以了解孔洞的分布、类型、大小、连接情况等信息，为工程设计和施工提供依据。岩石采集和化验分析：通过采集岩石样品，进行岩石的物理力学性质、岩石类型、岩石结构等方面的化验分析，可以了解岩体的性质和岩溶地区的地质条件。地下水位测量和取样：地下水是岩溶地区的一大特点，需要对地下水位进行测量和取样，了解地下水的水位、水流方向、水质等信息。地质构造调查：地质构造是岩溶地区的一大特点，通过对地质构造的调查和分析，可以了解岩体的裂隙、断层、岩体稳定性等情况，为工程建设提供依据。5.2 岩溶地质调查岩溶地质调查是对岩溶地区的地质条件进行系统的调查和分析，旨在为岩溶地区的工程建设提供基础数据和安全保障。岩溶地质调查主要包括以下方面的内容：岩石类型和岩体结构：岩石类型和岩体结构是岩溶地区的基本地质特征，通过岩石类型和岩体结构的调查和分析，可以了解岩溶地区的地质构造和地质特征，为工程设计提供基础数据和安全保障。断层和地震活动：断层是岩溶地区地质构造中的一种重要结构，地震活动会对断层的活跃程度和稳定性产生影响，通过对断层和地震活动的调查和分析，可以评估岩溶地区的地震风险和工程建设的安全性。溶洞和地下水：溶洞是岩溶地区的一种重要地质现象，对于工程建设和使用都会产生很大的影响，对溶洞和地下水的调查和分析，可以了解溶洞的分布、类型、大小、连接情况等信息。地下水化学特征和水质：岩溶地区的地下水化学特征和水质是岩溶地区的一大特点，对地下水化学特征和水质的调查和分析，可以了解地下水的水质状况、水化学成分、溶解度等信息。5.3 地下水勘察地下水勘察是在岩溶地区进行的一项重要工作，主要目的是了解该地区地下水资源的分布、水文地质条件和水文动态等情况，为工程建设和使用提供必要的依据和保障。了解地下水位和流向是进行地下水勘察的基础，需要通过地下水位观测井或者其他监测设备进行实时监测，对地下水位的变化规律和流向进行分析，以便为工程建设和使用提供参考。地下水质对于岩溶地区的工程建设和使用都具有重要意义，地下水质调查需要通过采集地下水样品，进行水质分析和评价，了解地下水质状况和水化学特征。同时，岩溶地区的地下水是由地表水和降水等自然因素补给而来，会通过地下河流、断层、溶洞等途径排泄到地表，做好地下水补给和排泄情况的调查，对于合理利用和保护地下水资源具有重要意义。还有一点，对地下水动态的监测和分析，能够掌握地下水的季节变化、年际变化等规律，为工程奠定基础。5.4 岩土力学试验在岩溶地区，由于地质构造的复杂性和岩石的不均质性，进行岩土力学试验是非常必要的，其中需要对岩石进行强度、弹性模量、压缩模量等力学性质的试验，以确定其力学参数。还要对土壤进行剪切强度、变形模量、压缩性等力学性质的试验，并深度研究岩石和土壤的接触特性，包括岩石-岩石、岩石-土壤、土壤-土壤等界面的黏结、摩擦特性等。同时对岩土体进行动态荷载试验，以研究其动态力学响应和振动特性，为工程设计提供依据。5.5 地质灾害评估在岩溶地区，由于地质构造的复杂性和溶蚀作用的影响，地质灾害的发生频率较高，为了确保工程建设和使用的安全性，需要对地质灾害进行评估和预测，并采取相应的防治措施。地质灾害评估包括对岩溶地区的地质灾害类型、分布范围、危害程度等进行研究和分析。评估的方法包括现场观察、实验室试验、遥感技术等多种手段。通过对地质灾害的评估，可以制定相应的防治措施，包括工程防治和非工程防治两种，其中工程防治包括采用工程措施对地质灾害进行治理，如地下隧道加固、边坡加固等；非工程防治则包括对灾害影响区域的管理和保护，如植被恢复、限制开发等。6 岩溶地基处理的技术6.1 岩溶地基加固技术岩溶地基加固技术是指采用不同的工程措施和材料，对岩溶地基进行强化和加固，提高其承载能力和稳定性，勘探测绘130以确保工程建设和使用的安全性。在施工之前要合理选择施工材料，其中土工合成材料是一种由高分子合成材料和土工材料组成的复合材料，具有高强度、耐腐蚀、防渗透等特点，可用于加固岩溶地基中的土体、岩石和地下洞穴等部分。同时，钢筋混凝土是一种常用的岩溶地基加固材料，可以采用钢筋混凝土梁、钢筋混凝土柱等方式进行加固，具有高强度、耐久性好、抗震性能强等特点。合理选择施工材料后还要明确施工技术，喷锚是一种加固岩石和土体的方法，通过喷射高强度的钢筋混凝土和灰浆等材料，将钢筋嵌入岩体和土体内部，增加其承载能力和稳定性。土钉加固是常用的岩溶地基加固方法，它通过在岩石和土体中埋设带有钢筋或钢索的土钉，将钢筋或钢索与土体牢固地连接起来，形成一个整体，提高其承载能力和稳定性。桩基加固需要将深入到岩溶地基中的桩作为支撑结构，加固岩溶地基的方法，常用的桩有钢筋混凝土桩、木桩、注浆桩等，可以提高岩溶地基的承载能力和稳定性。岩锚加固通过将钢筋锚杆嵌入岩石中，再用钢筋混凝土等材料将其固定的方法，可以提高岩石的承载能力和稳定性，对此要根据实际的施工情况合理选择加固技术。6.2 溶洞填塞技术众所周知，岩溶地区常常存在着大量的溶洞，这些溶洞不仅给地下水的流动和储存带来一定的影响，同时也会对地表造成威胁，需要对溶洞进行填塞或封闭处理是岩溶地基加固的重要措施之一。其中常用的溶洞填塞技术主要包括物理填塞和化学填塞两种，对于前者而言，是指通过人工填充物料对溶洞进行填塞，以实现封闭和支撑的目的。，充物料可以是砂、石头、混凝土等材料，填充后可通过露天堆放或压实方式加固。后者是指利用化学反应物质填充溶洞，使其变得坚硬和牢固。常用的化学填塞材料有水泥浆、砂浆、聚氨酯等。其中，水泥浆填塞适用于较大的洞穴，砂浆填塞适用于小型洞穴，聚氨酯填塞适用于较为特殊的洞穴填塞。需要注意的是，在填塞过程中需要结合具体情况进行设计，避免填塞不当导致溶洞扩大或者填塞物下沉等问题。6.3 地下水处理技术对岩溶地区存在的地下水进行处理，采取降低水位、加固井壁、进行排水等措施，以防止地下水对工程建设和使用的影响。降低水位：通过打井、泵水等方式，将地下水位降低到安全范围内，避免对工程建设和使用造成影响。加固井壁：对于井壁不稳定的井，采用钢筋混凝土、支护材料等进行加固，保证井的稳定性和安全性。排水处理：对于存在大量地下水的场地，可以采用排水井、管道等方式将地下水排出，以降低地下水位，减轻地下水对工程的影响。地下水治理：采用物理、化学等方法处理地下水，去除其中的污染物质，提高地下水的水质和安全性。6.4 填垫法施工填垫法施工也是岩溶地基处理中常用的方法，该方法是在岩溶地质构造中，采用填充材料（如砂土、碎石等）将地面平整或填平，形成一层均匀的垫层，从而达到加强地基和提高地基稳定性的目的。其步骤包括：先将地面上的植被、杂草等清理干净，确保施工面洁净。对地面进行必要的平整、挖掘和填方处理，保证地面平整度和坡度满足要求。在地面上铺设一层防渗、隔离材料（如塑料膜、沥青毡等），以防止填充材料与地下水接触，影响地基稳定性。填充材料：将填充材料逐层铺设在隔离层上，并进行压实和夯实，使填充材料紧密结合、均匀分布，达到一定的密实度。进行振动加固：对填充材料进行振动加固，使其更加紧密，增强其承载能力和稳定性。进行覆土：将覆土逐层铺设在填充材料上，形成整体的地基。通常情况下，填垫法施工适用于较浅的地基处理，可以在不改变地质构造的情况下，提高地基承载力和稳定性。但需要注意的是，填垫法施工要选择合适的填充材料，并进行充分的压实和夯实，以确保填充材料的紧密度和稳定性。6.5 跨越法施工在处理岩溶地基时，通过桥梁、隧道、管廊等方式实现对地基的跨越，避免对地基的破坏和影响。在岩溶地区，地下水资源丰富，地下空洞和裂隙发育，因此在进行工程建设时常常需要跨越地下河道、洞穴和裂隙等地质障碍物。传统的地基处理方法可能会破坏地下水系统，导致水位下降、水质变差等问题，因此跨越法施工成为了一种常用的处理岩溶地基的技术。跨越法施工通常采用钢筋混凝土或预应力混凝土等材料建造桥梁、隧道和管廊等结构，使得工程不会对地下水系统造成不可逆的影响。此外，跨越法施工也可以减少对地面的破坏和对环境的影响，对于保护生态环境具有重要意义。7 结语 岩溶地区的地基岩土工程勘察及其地基处理对策，需要对地质条件进行全面、系统的调查和分析，选择合适的处理方法，以提高岩溶地区的工程建设安全性和工程质量，在本文中所提到的处理方法是岩溶地区地基处理的有效手段，但是需要根据具体的地质条件和工程情况，选择合适的处理方法，以确保工程的安全性和稳定性。参考文献：1 王海军.岩溶地基岩土工程勘察方法及处治措施研究J.中国住宅设施,2020,5:82+84.2 王凡莉.关于岩溶地基的岩土工程勘察及地基处理分析J.建材与装饰,2018,49:231-232.3 秦敏,王晓安.岩溶地基岩土工程勘察技术的探讨J.建设科技,2015,9:140-141.作者简介：王宁，本科，广东省有色金属地质局九四队，地质工程师，研究方向：地质勘察。勘探测绘