岩溶地基处理技术

卢新荣，蒋宇航，卢 良

（中天建设集团有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

岩溶地基是指岩体中存在溶洞、溶蚀裂隙，或岩体表面存在石芽、溶沟（槽）、溶蚀漏斗，或覆盖层中存在可溶岩类残积土（包括经搬运沉积次生的沉积土、冲积土）、伴生土洞等不良地质现象的地基。岩溶地基存在地基不稳定、承载力不足、塌陷等工程问题，面对形态各异的岩溶地基，如何进行地基基础处理是一项技术难题。

1 岩溶地基分类

1）根据埋藏条件可分为裸露型、浅覆盖型、深覆盖型和埋藏型等地基。

2）根据岩溶发育条件可分为溶洞地基、溶沟（槽）地基、溶蚀（裂隙、漏斗）地基、石芽地基、土洞地基。

3）根据岩溶发育程度可分为岩溶强发育、岩溶中等发育、岩溶弱发育。

2 岩溶地基一般处理方式

根据GB/T 51238—2018《岩溶地区建筑地基基础技术标准》，对岩溶地基的处理方式主要有充填法、跨越法、桩基法、高压喷射注浆法、褥垫层法、顶柱法、复合地基法、爆破挖除法等。以下结合工程实践，对常用的充填法、跨越法、桩基法、高压喷射注浆法、褥垫层法进行介绍。

2.1 充填法

充填法是将溶洞裂隙内的填充物清理干净，采用碎石、毛石混凝土或素混凝土回填，填充物抗压强度需满足设计要求。较适用于浅层溶洞、溶槽、溶沟等易于开挖、回填等情况。

如图1所示，采用机械或人工清除较浅小的溶洞、溶槽、溶沟内的填充物，凿除影响建筑物基础的凸起石芽等基岩，用素混凝土填实低凹部位，混凝土强度等级根据设计要求，满足地基承载力要求。待素混凝土强度达到要求后，再进行建筑物基础施工。

图1 素混凝土换填

2.2 跨越法

跨越法是采用梁、板、拱等钢筋混凝土结构跨越溶洞部位。较适用于开口型或跨度较大的溶洞、溶沟（槽）、裂隙。

某住宅项目地上32层，基础采用独立柱基和条形基础，基础持力层为中风化灰岩层。基础开挖后发现1条宽约0.5m、长约6m的溶槽，正好位于独立柱基位置，溶槽竖向较深，槽体内充满各种软塑～可塑黏土，洞口上部较大，下部收窄。由于洞体长而深，无法进行充填法处理，其两侧岩石较完整、稳定，采用基础梁跨越处理，而不对其下地基进行处理，如图2所示。梁截面及配筋根据现场实际情况进行设计。

图2 跨越处理

某商业综合楼项目基础开挖后发现2条较大的泥槽。泥槽中有较大块孤石，清理至约6m深未见槽底，经钎探后发现泥槽最深达11m，如图3所示。

图3 溶槽及孤石

经勘察、设计观察现场实际开挖情况，结合地勘报告，判定该溶槽为漏斗形发育，其余岩体完整性好，拟采用跨越法处理。5m范围内填充物清理干净，5m以下尽可能清理，将孤石高于筏板底标高部分破碎，将其作为筏板的一道支撑点。其余部位采用C25混凝土进行回填，经设计复核，筏板配筋能满足跨越受力要求，无需增设暗梁，如图4所示。

图4 换填结合跨越处理

2.3 桩基法

桩基法可采用预制桩、人工挖孔桩和钻（冲）孔灌注桩等基础形式，直接穿透溶洞区域，达到稳定持力层。该方法适用于地基上修建重要建（构）筑物，溶洞较深、面积较大且无法采用跨越法、充填法进行处理的地基。

某写字楼项目原始地貌有较厚的填土，设计采用一柱一桩，要求桩端置于稳定完整的基岩上。若存在岩溶为深埋型且溶洞上方岩体较厚，经计算可作为桩端持力层的，则桩基可不必穿越此溶洞，如图5所示。

图5 桩基法处理

2.3.1 人工挖孔灌注桩

人工挖孔灌注桩工艺较简单，直接揭露岩溶发育情况、岩石完整性、岩石强度等，并能保证桩端嵌岩满足设计要求。人工挖孔适用于桩径800mm以上，无地下室或少量地下水情况，同时挖深不宜大于20m。岩溶部位桩孔孔壁稳定性较差的应设置钢筋混凝土护壁，并应有足够的通风，确保施工安全。

2.3.2 钻（冲）孔灌注桩

钻（冲）孔灌柱桩适用于地下岩溶发育、岩溶较深、有多层溶洞等情况。岩溶地质的钻（冲）孔施工不同于常规地质情况。由于岩溶地质的特殊性，钻（冲）孔作业会发生卡钻、漏浆、斜孔等情况。卡钻是由于岩溶面凹凸不平，当岩溶面为倾斜时，钻头钻进遇斜面倾斜，勾到岩溶的锯齿而引起的。漏浆是施工到溶洞处，由于溶洞往往具有连通性，泥浆会顺着溶洞或裂隙的空隙大量流失。斜孔是在冲孔施工时，由于桩孔内部低层岩石软硬不均或半土半岩（俗称斜坡岩）导致钻头无法水平就位、越打越斜情况。

因此，在机械成孔过程中，应对每层地层变化进行详细记录，及时与地勘报告进行核对，如有必要可进行补勘。溶洞发育地段，上部地层施工应缓慢钻进，溶洞处理可采用抛填黏土、片石、浇筑素混凝土等方式，形成泥石护壁，堵塞孔洞。施工中应根据地质情况及设计桩长合理选择钻（冲）孔机具，岩溶地质一般采用冲击钻成孔。

2.4 高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是利用钻机钻孔，将带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置，以高压设备使浆液形成20MPa以上的高压射流，冲击破坏土体，使土体与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例有规律地重新排列，浆液凝固后，便在土中形成固结体，从而提高地基承载力。

该方法可用于溶洞充填土体和较厚覆盖土体的地基处理，也可与其他地基处理方法综合使用。

2.5 褥垫层法

褥垫层法是采用在岩石地基上加褥垫层（级配砂石）解决地基的受力不均匀。适用于岩溶地基石芽密布并有出露、石芽间距小于2m，其间为硬塑或坚硬状态红黏土的情况。利用稳定的石芽作为支墩式基础，在石芽出露部位做褥垫。

褥垫层可采用中砂、粗砂、土夹石级配砂石、碎石和毛石混凝土等材料，其厚度宜取300～500mm，夯填度根据试验确定。

3 结语

从工程实践经验看，要彻底摸清建筑物下岩溶地质的情况非常困难，岩溶发育往往存在不规则、不确定性，往往要具体施工开挖时才会被揭露，无疑会对设计、施工带来许多困难。进行岩溶地基处理时，必须根据现场实际开挖情况结合地勘资料、建筑物的结构形式、重要性、地基承载力的要求及施工条件综合考虑，选择安全可靠、经济合理、易于实施的处理方案。