极软岩地基的施工及保护方法技术领域
本发明属于工程施工技术领域，尤其涉及水电或航运枢纽等大型工程中的极软岩地基开
挖、清基、保护的技术方法。
背景技术
极软岩主要是指矿物成分以高岭石、伊利石、蒙脱石、炭质、绢云母和水云母等为主的
岩石，它的极限抗压强度一般小于5MPa，软化系数大于1.0；具有明显的力学强度低、变形
模量小、泊松比高、遇水软化力学强度显著下降、失水易开裂变松软等工程力学性质。
水电或航运枢纽等大型工程开挖施工时间长，极软岩地基长时间暴露会使地基岩体迅速
风化，从而改变岩体天然特性，造成地基岩体力学强度显著降低，对工程安全极为不利。这
就需要对这类极软岩地基进行施工保护，其目的在于防止其快速风化和力学强度降低，避免
增加工程施工难度、增大安全风险和工程投资。
通常这类地基工程传统的施工方法一般有：
大多数工程的极软岩施工和保护，在当前普遍技术条件下，由于工程涉及极软岩的工程
量小，同时对力学性能要求相对较低，一般开挖面积都不会超过50平方米，其施工和保护的
方法一般都是边开挖，边保护，这种方法运用到水电或航运枢纽等大型工程的极软岩开挖施
工时，一方面由于力学性能要求高，另一方面由于工程量大，开挖面积相对较大，将这种中
小工程的极软岩施工技术运用到水电或航运枢纽等大型工程时，无法达到设计的力学等性能
要求。
另一方面，水电或航运枢纽等大型工程对较硬～坚硬的岩石基坑施工技术，因岩石强度
较高，岩石对水气等环境因素的敏感性较低，通常采用爆破开挖，用风钻等设备进行整平到
建基面，采用高压水或高压风清洗、清扫等方法清基，施工简便，效率较高，能够在保证设
计要求的前提下实现大面积施工。而极软岩多为成岩作用差的粘土岩类，半成岩状，力学强
度低，对水气等环境敏感，具失水易开裂，遇水易软化、崩解等特性，将水电或航运枢纽等
大型工程对较硬～坚硬的岩石基坑施工技术运用到同类工程的极软岩施工时，无法满足设计
的力学等性能要求。
本发明提出了一种新型的对极软岩地基开挖、清基、保护的施工技术方法，有效保护了
岩体天然特性和力学强度。
发明内容
本发明目的在于提供极软岩地基开挖、清基、保护的施工技术方法。该方法特点是施工
方法简单、速度快、造价低、无污染和有效保护了岩体天然特性和力学强度。
本发明所采用的技术方案如下：
一种极软岩地基的施工及保护方法，在极软岩地基开挖至建基面之前，预留厚度0.3～
0.5m的保护层，然后采用机械或人工撬挖将保护层挖除至建基面,清扫建基面,再对坡面挂网
喷射厚度3～10cm水泥砂浆护面和对基底浇筑厚度15～25cm富浆混凝土垫层保护基面即可。
在浇筑富浆混凝土垫层时，机械不能直接碾压地基岩体，可采用长肩钩机或塔吊浇筑富浆混
凝土。
根据极软岩干裂试验结果，岩体开挖暴露后，24小时裂逢深度一般为15cm，48小时裂
逢深度一般为23cm，72小时裂逢深度一般为28cm。根据极软岩浸水软化试验结果，24小时
软化深度一般为10cm，48小时软化深度一般为15cm，72小时软化深度一般为18cm。因此，
在建筑物基坑开挖过程中要做好岩石的开挖保护工作，应在基坑开挖至近建基面处预留0.3～
0.5m的保护层，以防岩体遭受长时间的曝晒、风干、浸湿或充水，改变岩体的天然含水状态，
造成岩体的干裂与软化，降低岩体的力学性能。
同时由于机械或爆破开挖极软岩时，由于可控性的问题，单次开挖的深度一般都会超过
0.3m，甚至更深，极容易将建基面甚至是建基面以下的极软岩结构一并破坏掉，进而全面影
响工程的质量，因此需要预留0.3～0.5m的保护层之后采用人工或机械开挖。
以上所述的极软岩地基开挖采用爆破方式时，建基面以上预留保护层厚度1.5～2.0m，对
保护层上部1.0～1.7m采用小药量爆破挖除,对下部0.3～0.5m采用机械或人工挖除。大药量
的爆破开挖，其爆破深度基本都在2m以上，小药量的爆破开挖，其爆破深度基本在1m以上，
因此极软岩前期若采用爆破方式开挖时，需要预留更大的保护层，再用小药量，最后才用机
械或人工开挖
以上所述的预留保护层形成后，正在1～3天内进行建基面开挖，开挖面积控制在100～
200m2范围内。在3天内进行建基面开挖，时间过长，极软岩会失水产生更深裂缝，改变岩体
天然状态，进而不能达到设计的力学等性能要求。开挖面积宜控制在100～200m2范围内。开
挖面积过小，造成施工进度缓慢；开挖面积过大，会因清基和覆盖富浆混凝土垫保护层时间
过长，致使地基岩体暴露时间过长，引起岩体失水开裂，影响岩体力学强度。
以上所述的清扫建基面为人工清基,不能采用冲水或高压风枪清基，并采用塑料薄膜或
纤维布边清基边遮盖，以防岩体暴晒或雨水淋湿，所述人工清基使用的工具为小锄头和/或短
硬竹扫把。
本发明的方法具有以下有益效果：
1.施工方法简单：对极软岩地基岩体进行有效开挖保护，可以一次性完成基础施工；如
采用常规开挖清基方法，会使地基岩体产生失水开裂或浸水软化现象，致使地基岩体力学强
度降低而不能满足设计要求，不得不反复开挖导致施工难度增加。
2.速度快：该方法可一次性完成地基清理保护工作，避免反复开挖、清基而造成工期延
长。
3.造价低：根据现场施工经验，每清理100m2地基，一般需要15个工人清理2小时，如
对地基岩体进行有效开挖保护，可以一次性完成清基工作；如对地基岩体不采取开挖保护，
将造成重复开挖、清基工作，使工期延长，成本增加。
4.无污染：如采用常规方法清基，除了存在施工难度大、工期长、造价高、难以满足设
计要求外，采用高压风枪清基，会产生粉尘，造成大气污染；采用冲水清基，会产生泥浆水
造成环境污染。而采用人工清基不会产生粉尘和泥浆水，施工方法清洁、环保，不会对环境
产生污染。
5.有效地保护了岩体天然特性和力学强度：对地基岩体采取一套完整的开挖、清基、保
护的施工技术方法，可避免建基面岩体性状恶化，有效保护岩体天然特性和力学强度。相反，
如采用常规方法开挖清基，地基岩体因失水开裂或浸水软化作用，力学强度会显著降低，对
工程安全、造价、工期等均存在极大影响。
附图说明
图1基坑施工开挖图
图2基坑保护层示意图
其中1-基坑设计开挖边线，2-预留保护层，3-富浆混凝土保护层，4-挂网喷射水泥砂浆
护面层，5-极软岩。
具体实施方式
实施例1
一种极软岩地基的施工及保护方法，在极软岩地基开挖至建基面之前，预留厚度0.3～
0.5m的保护层，然后采用机械或人工将保护层挖除至建基面,清扫建基面,再对坡面挂网喷射
厚度3～10cm水泥砂浆护面和对基底浇筑厚度15～25cm富浆混凝土垫层保护基面即可。
实施例2
与实施例1不同之处为：极软岩地基开挖采用爆破方式，建基面以上预留保护层厚度1.5～
2.0m，对保护层上部1.0～1.7m采用小药量爆破挖除,对下部0.3～0.5m采用机械或人工挖除。
对不需爆破开挖的极软岩，直接采用机械或人工挖除，并保留0.3～0.5m保护层。
实施例3
与实施例1或2不同之处为：所述的预留保护层形成后，正在1～3天内进行建基面开挖，
开挖面积控制在100～200m2范围内，并做好基坑排水工作。
实施例4
与实施例1或2不同之处为：所述的清扫建基面为用小锄头、短硬竹扫把人工清基,不
能采用冲水或高压风枪清基，并采用塑料薄膜或纤维布边清基边遮盖防晒保湿，以防岩体暴
晒后失水开裂或雨水淋湿后软化。
实施例5
与实施例3不同之处为：所述的清扫建基面为用小锄头、短硬竹扫把人工清基,不能采
用冲水或高压风枪清基，并采用塑料薄膜或纤维布边清基边遮盖防晒保湿，以防岩体暴晒后
失水开裂或雨水淋湿后软化。