巖溶地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的建議

周少淵（華南理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510641）

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巖溶地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的建議

周少淵
（華南理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510641）

摘 要：由于巖溶地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，工程師們?cè)谠摰貐^(qū)選擇合適的基礎(chǔ)類型是比較困難的。通過(guò)一些工程實(shí)踐的總結(jié)，提出巖溶地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的建議。

關(guān)鍵詞：巖溶；基礎(chǔ)；淺基礎(chǔ)；樁基礎(chǔ)

一、巖溶地區(qū)地質(zhì)條件的特點(diǎn)

巖溶是指可溶性巖石長(zhǎng)期受水的物理化學(xué)作用而形成溶洞、溶溝、石筍、暗河等地貌地質(zhì)形態(tài)。由于現(xiàn)有的勘察技術(shù)的局限性很難對(duì)建設(shè)用地的地質(zhì)情況包括溶洞分布情況、溶洞大小、溶洞深度、洞頂頂板厚度、溶溝寬度、巖面起伏等情況給出準(zhǔn)確和全面的描述，造成工程師們難以選擇恰當(dāng)?shù)幕A(chǔ)類型，有時(shí)會(huì)有基礎(chǔ)方案的反復(fù)，因此巖溶地區(qū)建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)常常是困擾工程師的難題。

二、工程實(shí)例的簡(jiǎn)要分析

1. 廣西柳州某宿舍區(qū)，7層。地質(zhì)資料顯示持力層為均勻的紅黏土。擬全部選用天然地基上的獨(dú)立基礎(chǔ)，持力層為紅黏土。但施工過(guò)程發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)單體，紅黏土層并不均勻，有一大半面積的紅黏土層承載力特征值低于地質(zhì)資料提供的數(shù)值，且基巖巖面起伏大，局部外露石筍，存在土洞，而非地質(zhì)資料所顯示的均勻的紅黏土。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，決定補(bǔ)充超前鉆作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。最終的處理方式是采用換土墊層法，避免以巖層為持力層，并根據(jù)勘察單位超前鉆提供的地質(zhì)資料，適當(dāng)降低持力層（紅黏土）的承載力特征值，然后改為柱下條形基礎(chǔ)。

2. 廣州槎頭某訓(xùn)練樓，11層。地質(zhì)情況由上到下為：液化細(xì)砂層、微風(fēng)化石灰?guī)r，采用鉆（沖）孔灌注樁。樁徑為800mm、900mm及1000mm。要求每一樁進(jìn)行超前鉆探，入巖深度不少于3.5倍樁身直徑且不小于5.5m。但由于施工原因未進(jìn)行超前鉆，造成個(gè)別樁持力層或樁底沉渣未滿足設(shè)計(jì)要求。因此采用樁底壓力注漿方式進(jìn)行加固。

3. 肇慶某門(mén)診醫(yī)技樓，地下一層，塔樓6～18層。地質(zhì)情況由上到下為：淤泥、礫砂、粉質(zhì)黏土、微風(fēng)化石灰?guī)r，發(fā)育溶洞、土洞、溶溝等多種巖溶形態(tài)。見(jiàn)洞率為31%，洞高0.40m～7.25m不等。局部溶洞呈串珠狀。設(shè)計(jì)之初選擇鉆（沖）孔灌注樁，但考慮到基礎(chǔ)施工工期較長(zhǎng)，且層數(shù)不多，大部分柱軸力不太大，最終采用直徑為500的PHC樁，單樁承載力特征值為1200kN。在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)個(gè)別單樁承載力特征值和樁長(zhǎng)變化較大，分別采用補(bǔ)樁或適當(dāng)降低承載力特征值的方式處理。斷樁率約為9%。

4. 肇慶某商住樓，地下兩層，裙樓5層，塔樓30層。地質(zhì)情況由上到下為：雜填土、淤泥、黏土、微風(fēng)化石灰?guī)r。巖面起伏較大，而且?guī)r溶（溶溝、溶槽、溶洞等）發(fā)育?？辈祀A段見(jiàn)洞率為31%，實(shí)際施工超前鉆時(shí)見(jiàn)洞率為66%。溶洞深0.5m～10m不等，局部溶洞呈串珠狀。采用鉆（沖）孔灌注樁，持力層為微風(fēng)化石灰?guī)r。要求每一樁進(jìn)行超前鉆探，根據(jù)樁徑的大小不同采取1樁一鉆、1樁兩鉆或1樁三鉆。本工程的樁基工程施工歷時(shí)約兩年，盡管施工難度大、工期長(zhǎng)、檢測(cè)費(fèi)用高，但是它畢竟是滿足承載力要求的一種可行的樁型。

三、巖溶地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的建議

1. 全面地把握擬建建筑的地質(zhì)情況是基礎(chǔ)選型和設(shè)計(jì)的必要前提。擬建建筑做設(shè)計(jì)前甲方已委托了地質(zhì)勘查部門(mén)進(jìn)行了地質(zhì)勘察，但由于鉆探孔的間距一般較大，常常很難反應(yīng)建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)全貌。因此對(duì)高層或軸力較大的建筑采用一樁一鉆，對(duì)于直徑大的樁，宜采用一樁多鉆，若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況復(fù)雜，應(yīng)對(duì)建筑采用一樁一鉆，必要時(shí)應(yīng)加密鉆孔。力爭(zhēng)盡量詳細(xì)、準(zhǔn)確的了解場(chǎng)地的地質(zhì)情況，除了查明溶洞、土洞的分布、規(guī)模及埋深外，應(yīng)留意溶洞的填充情況、填充物的性狀、地下室的特征、地下水位的高低、有無(wú)地下河等。以此為依據(jù)，對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)。以便為基礎(chǔ)選型和設(shè)計(jì)提供必要的技術(shù)資料。

2. 如果地基是穩(wěn)定的，且擬建的建筑為多層建筑，軸力不大時(shí)，應(yīng)首先考慮是否存在做天然地基下的淺基礎(chǔ)的可能性，可根據(jù)實(shí)際情況采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等，也采用復(fù)合地基。但此時(shí)應(yīng)注意淺層土洞的影響。一般的中低壓縮性土層的基底應(yīng)力影響范圍為：對(duì)于獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)以下土層厚度為約3～4倍基礎(chǔ)寬度；對(duì)于條形基礎(chǔ)，礎(chǔ)以下土層厚度為約為6～7倍基礎(chǔ)寬度。淺層土洞和溶洞可采用回填碎石、或壓力注水泥漿等方式。巖面起伏大時(shí)，盡量選用巖面以上的土層作為持力層，對(duì)局部有突出的石筍，可采用褥墊法處理，以減少不均勻沉降。

3. 如果天然基礎(chǔ)不能滿足要求時(shí)，且擬建的建筑為18層以下的建筑，當(dāng)巖溶上覆蓋土層的穩(wěn)定性有保證，且樁端持力層承載力及厚度滿足要求，可考慮采用小直徑的預(yù)應(yīng)力管樁、旋挖樁等樁型，必要時(shí)可采用樁筏基礎(chǔ)或箱型基礎(chǔ)，此時(shí)應(yīng)盡量利用基巖以上土層提供的承載力，避免樁直接支撐于基巖上。

預(yù)應(yīng)力管樁施工時(shí)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)巖面起伏很大，樁長(zhǎng)不好控制，同一個(gè)承臺(tái)或間距不大的樁樁長(zhǎng)可能會(huì)相差很大，且并未能滿足設(shè)計(jì)所要求的終壓值，超前鉆也只是判斷樁基巖的頂面標(biāo)高的輔助手段，此時(shí)建議在弄清樁長(zhǎng)相差太大的具體原因，必要時(shí)可以采取補(bǔ)樁或適當(dāng)降低單樁承載的措施。

4. 對(duì)于擬建建筑為20層及以上或柱底內(nèi)力較大的建筑且基巖以上的土層沒(méi)有合適的持力層，可采用的樁型已不多。通?？刹捎勉@（沖）孔灌注樁。雖然鉆（沖）孔灌注樁有較多缺點(diǎn)如：施工難度大（施工過(guò)程中會(huì)遇到斜巖偏孔、較大的無(wú)填充的溶洞、終孔的清底等問(wèn)題）、工期長(zhǎng)、成樁費(fèi)用較高、檢測(cè)費(fèi)用高等。但是它畢竟是滿足承載力要求的一種可行的樁型。當(dāng)?shù)叵滤坏停锌赡懿捎酶勺鳂I(yè)的情況下，也可采用人工挖孔樁。

結(jié)語(yǔ)

巖溶地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)在盡可能全面了解地質(zhì)情況下，根據(jù)擬建場(chǎng)地的地質(zhì)情況結(jié)合擬建建筑的軸力大小合理選擇基礎(chǔ)形式，以確保擬建建筑安全經(jīng)濟(jì)地順利建成。

參考文獻(xiàn)

［1］方小丹.巖溶地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般原則［S］.廣東省巖土力學(xué)與工程學(xué)會(huì)成立20周年暨學(xué)術(shù)研討會(huì)，2006.

［2］ DBJ 15-31-2003，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］ GB 50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］ JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.

中圖分類號(hào)：U452

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Because of the complexity of the geological conditions in Karst area.It's difficult for Civil Engineer to choose the right foundation type， in Karst area. Based on the summary of some engineering practice， some suggestions for the foundation design in karst area are put forward.

Keywords：Karst； foundation； shallow foundation； pile foundation