巖溶地區(qū)樁基選型淺談
2016-10-17
1 引言
我國溶巖地區(qū)分布廣泛，分布面積達到3.65×106 km2。近年來隨著城市化進程的加快，我國建筑結(jié)構(gòu)也變得日益復(fù)雜，巖溶地區(qū)高層建筑就需要相關(guān)勘察、設(shè)計、施工人員加強對巖溶地區(qū)的地質(zhì)狀況分析，并結(jié)合工程實際情況，選擇合適的基礎(chǔ)型式。
2 巖溶地區(qū)地質(zhì)狀況分析
巖溶地區(qū)由于溶洞、土洞、裂隙、暗河等不良地質(zhì)條件的存在，在巖土體或建筑物的自重以及地下水的作用下，很容易發(fā)生涌水、地面變形、地基塌陷等事故，因此需要相關(guān)勘察、設(shè)計、施工人員做好巖溶地區(qū)地質(zhì)狀況及特征分析。
2.1 軟土
在巖溶地區(qū)緊貼可溶巖上部往往分布一層厚薄不一的軟土層。該層土在地下水的作用下，含水量大，呈軟塑-流塑狀態(tài)，承載力極低。
2.2 地下水
一般來說巖溶地區(qū)地下水富含豐富，根據(jù)賦存介質(zhì)的不同可以分為孔隙水和巖溶裂隙水，其中孔隙水多賦存于沖洪積或殘積土層中，其滲透性很強，巖溶裂隙水則多賦存于溶洞、巖溶裂隙中，其水量大。而且連通性好。
2.3 溶洞
巖溶地區(qū)多分布大小不一的溶洞、溶溝或溶槽，根據(jù)溶洞分布深度的不同，可以分為淺層溶洞和深層溶洞，其中淺層溶洞發(fā)育較強，有時甚至呈上下串珠狀分布，淺層溶洞多由流塑一軟塑狀態(tài)的充填物充填，呈全充填或半充填狀態(tài)，深層溶洞多為古老溶洞，呈半充填或無充填狀態(tài)，深層溶洞連通時會形成地下暗河。
3 巖溶地區(qū)樁基應(yīng)用的現(xiàn)狀
針對巖溶地區(qū)的地質(zhì)特征，目前其樁基型式多采用人工挖孔樁、鉆（沖）孔灌注樁、預(yù)應(yīng)力管樁或預(yù)制樁、夯擴樁、CFG樁等。
3.1 人工挖孔樁
人工挖孔樁便于進行基礎(chǔ)持力層和孔底沉渣的控制。而且施工工期短，造價低，目前廣泛應(yīng)用于基巖埋深較淺和地下水較少的巖溶地區(qū)。
3.2 鉆（沖）孔灌注樁
鉆（沖）孔灌注樁雖然在施工過程中常會出現(xiàn)卡鉆、掉鉆、埋鉆以及漏漿、塌孔、偏孔等現(xiàn)象，而且孔底沉渣也難以控制。但是其施工速度快，施工過程不受地下水的影響，而且施工安全，因此是目前我國巖溶地區(qū)應(yīng)用較多的樁基型式。
3.3 預(yù)應(yīng)力管樁或預(yù)制樁
預(yù)應(yīng)力管樁或預(yù)制樁在施工過程中常發(fā)生滑樁、斷樁等現(xiàn)象。因此目前在巖溶地區(qū)應(yīng)用較少，只限于巖溶不發(fā)育和地下存在淤泥、土洞、流砂、暗河等巖溶地區(qū)。
3.4 夯擴樁、CFG樁
當(dāng)擬建建筑對基礎(chǔ)承載力要求較小時，夯擴樁、CFG樁及復(fù)合地基也可以適用于巖溶地區(qū)，其中夯擴樁多應(yīng)用于多層建筑，CFG樁則多應(yīng)用于高層建筑。
4 巖溶地區(qū)樁基選型問題及建議
廣東翁源縣翁江新城一期工程以及廣州市常元哥弟家元工程為典型巖溶地區(qū)，筆者結(jié)合該兩項工程的勘探資料。對巖溶地區(qū)樁基選型問題進行了簡單分析，并提出了一些建議。
4.1 廣東翁源縣翁江新城一期工程
（1）工程概況
擬建的翁江新城一期詳勘工程位于廣東翁源縣，17-23層高層住宅擬采用剪力墻結(jié)構(gòu)；1層地下室埋深4m，擬采用框架結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)體系，工程重要性等級為二級。
根據(jù)鉆探資料，場地內(nèi)地基土自上而下為人工填土及耕土（Qml+pd）、第四系沖積層（Qal）和殘積層（Qel）、石炭系微風(fēng)化灰?guī)r（C），其中基巖局部裂隙發(fā)育，沿裂面有溶蝕現(xiàn)象。
（2）基礎(chǔ)選型及建議
根據(jù)鉆探資料及土工試驗結(jié)果顯示，擬建場地內(nèi)的地基土主要由第四系沖積層、殘積層粉質(zhì)黏土組成，其工程地質(zhì)力學(xué)性能一般，承載力不高，不能作為擬建建筑物持力層；場地內(nèi)的巖面起伏極大，巖土性質(zhì)變化大，微風(fēng)化灰?guī)r巖面傾斜，承載力高，可作為樁端持力層，因此建議擬建建筑采用樁基礎(chǔ)，但是由于該場地巖面傾斜。管樁施工容易發(fā)生斷樁或偏樁等現(xiàn)象，因此建議樁基型式選為鉆（沖）孔灌注樁。
4.2 廣州市常元哥弟家元工程
?。?）工程概況
常元哥弟家元位于花都區(qū)迎賓大道西，擬建12幢18-26層高層住宅，擬采用剪力墻結(jié)構(gòu)，地面以上高度61.20-86.00米，地下室1-2層，地下室埋深分別為5m和9m，擬采用框架結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)體系，工程重要性等級為二級。
根據(jù)鉆探資料顯示，場地內(nèi)地基土自上而下分別為人工填土（Qml）、第四系沖積層（Qal）、殘積層（Qel）、石炭系微風(fēng)化灰?guī)r（C），其中基巖巖層巖面傾斜，溶洞發(fā)育。
（2）基礎(chǔ)選型及建議
根據(jù)鉆探資料及土工試驗結(jié)果顯示，擬建場地內(nèi)的地基土主要由粉質(zhì)粘土、粉細砂和粗砂組成，其工程地質(zhì)力學(xué)性能一般，承載力不高，且在局部地段見淤泥質(zhì)土等軟弱土層分布，其工程地質(zhì)力學(xué)性能差，易震陷沉降，不能作為擬建建筑物持力層；場地內(nèi)的巖面起伏極大，巖土種類多，性質(zhì)變化大，微風(fēng)化灰?guī)r巖面埋藏深，承載力高，可作為樁端持力層，因此結(jié)合當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗，建議擬建建筑采用樁基礎(chǔ)，不宜采用淺基礎(chǔ)及錘擊預(yù)制樁。由于該場地巖面傾斜，管樁施工容易發(fā)生斷樁或偏樁等現(xiàn)象，因此建議樁基型式選為鉆（沖）孔灌注樁。
5 結(jié)論
通過以上分析，巖溶地區(qū)樁基的選擇應(yīng)注意以下幾點。
（1）當(dāng)上覆土層較厚而且側(cè)摩阻力較大時應(yīng)優(yōu)先考慮摩擦樁，從而有效避開下部溶洞；當(dāng)上覆土層較薄而且側(cè)摩阻力較小時，可考慮采用低承載力的群樁端承樁，以減小溶洞頂板荷載。
?。?）當(dāng)?shù)叵滤^少且基巖埋深較淺時可以考慮采用人工挖孔樁，當(dāng)?shù)叵滤枯^大時可以考慮采用鉆（沖）孔灌注樁或預(yù)應(yīng)力管樁、預(yù)制樁，但無論采取何種樁型都應(yīng)該探明下部溶洞的發(fā)育、充填等情況，保證樁基的施工質(zhì)量和安全。
?。?）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定“嵌巖灌注樁樁端以下三倍樁徑范圍內(nèi)應(yīng)無軟弱夾層、斷裂破碎帶和洞穴分布；并應(yīng)在樁底應(yīng)力擴散范圍內(nèi)無巖體臨空面。”巖溶地區(qū)地質(zhì)復(fù)雜，巖面高低變化極大，且溶洞內(nèi)多有填充物，尚無可靠的物探辦法能充分探明地下巖溶的分布以規(guī)避樁底存在溶洞的風(fēng)險。
參考文獻
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