大型房建巖溶場(chǎng)地勘察研究

阮劍劍

摘要：大型房地產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)過(guò)程中，對(duì)巖溶場(chǎng)地的勘察尤其是巖溶的分布情況尤為重要，如何查明場(chǎng)地的地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖性、不良地質(zhì)現(xiàn)象分布及工程地質(zhì)特性，是巖溶勘察的重點(diǎn)，提出相應(yīng)的巖溶方面設(shè)計(jì)、施工建議，以期對(duì)大型房地產(chǎn)巖溶工程地質(zhì)勘察工作提供實(shí)際操作參考。

關(guān)鍵詞：勘察;灰?guī)r;巖溶;基礎(chǔ)方案建議;鉆探技術(shù)要求

1.前言

1.1工程概況

某大型花園小區(qū)工程巖土工程位于肇慶市端州區(qū)城東，擬建住宅樓高17+l層，24層，酒店是公寓樓高17+1層，商業(yè)樓高l層～2層，幼兒園3層，地下l層，用地面積30279.90m2，總建筑面積l5134.OOm2。

1.2勘察目的、任務(wù)要求

查明場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件，提供設(shè)計(jì)施具體任務(wù)為：（1）查明場(chǎng)地的地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖性、不良地質(zhì)現(xiàn)象分布及工程地質(zhì)特性。（2）查明場(chǎng)地的地下水埋藏深度，評(píng)價(jià)地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性。（3）測(cè)試巖土物理力學(xué)性質(zhì)，提供設(shè)計(jì)所需的巖土技術(shù)參數(shù)。（4）查明場(chǎng)地土的地震效應(yīng)，評(píng)價(jià)場(chǎng)地的穩(wěn)定性及適宜性。（5）評(píng)價(jià)場(chǎng)地各巖土層的工程特性，提出地基基礎(chǔ)方案建議及基坑開(kāi)挖支護(hù)方案建議。（6）提出設(shè)計(jì)和施工應(yīng)注意的事項(xiàng)。

1.3勘察方法與技術(shù)要求

（1）勘察方法

鉆探施工采用XY-100型油壓鉆機(jī)，采用泥漿、套管護(hù)壁，合金、金剛石鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，開(kāi)、終孔口徑分別為cpllOmm、φ9lmm或φ75mm。土樣采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)采取原狀土樣，原位測(cè)試采用標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)及重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)自由落錘法，鉆孔位置由甲方工程測(cè)量技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)提供規(guī)劃布置圖實(shí)地測(cè)定。

（2）技術(shù)要求

a.巖芯采取率：一般黏性土及完整基巖不低于80%，砂礫石及風(fēng)化基巖層不低于65%。

b.住宅、公寓及商住樓控制性鉆探孔深要求鉆人微風(fēng)化基巖5.OOm，一般性鉆探孔深要求鉆人微風(fēng)化基巖3.OOm;地下室鉆孔孔深要求鉆至巖面。分層采原狀土樣及進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)或動(dòng)力觸探試驗(yàn)，持力層適當(dāng)加密。

c.原狀土樣送實(shí)驗(yàn)室作常規(guī)土工試驗(yàn)，巖樣作巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，地下水樣作工程水腐蝕性常規(guī)分析。

2.場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件

2.1地形、地貌

擬建肇慶市星弘譽(yù)景花園二期工程巖土工程位于肇慶市端州區(qū)城東，屬西江一級(jí)階地地貌，場(chǎng)地經(jīng)人工整平，場(chǎng)地較開(kāi)闊、平整。

2.2地層巖性

場(chǎng)地揭露地層主要為第四系沖積層（Qal），局部見(jiàn)殘積層（Qel），下伏基巖為石炭系沉積巖（C），據(jù)其成因歿物理力學(xué)性質(zhì)，可劃分為11個(gè)工程地質(zhì)層，自上而下分述如下：

①第四系人工填土層（Qml）;②第四系沖積層（Qnl），②1、粉質(zhì)粘土，②2、淤泥質(zhì)土，②3、粉砂，②4、卵石，②5、粉質(zhì)粘土（可塑），②6、粉質(zhì)粘土（硬塑），②7、淤泥質(zhì)土，②8、粉質(zhì)粘土，②9、礫卵石;③第四系殘積層（Qal）;④石炭系沉積巖（C），④1、強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，④2、中風(fēng)化灰?guī)r，④2、微風(fēng)化灰?guī)r。

2.3溶洞發(fā)育特征

根據(jù)勘察，在揭露深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地溶洞發(fā)育，見(jiàn)洞率44.4%，溶洞充填物為粉質(zhì)粘土，流～軟塑狀，漏水，單個(gè)溶洞洞高0.30m-16.75m，溶洞頂板完整基巖厚度為0.07m～5.lOm，頂?shù)装迓裆?0.50m～53.30m，頂?shù)装鍢?biāo)高-14.53m—-47.56m。

3.場(chǎng)地水文地質(zhì)簡(jiǎn)況

據(jù)鉆孔揭露，地下水類型主要為松散巖類孔隙水及可溶鹽巖巖溶水，孔隙水賦存于②3層粉砂及②4、②。層卵石中，巖溶水賦存于微風(fēng)化灰?guī)r溶洞中，均屬承壓型水，主要接受上游地下水的側(cè)向補(bǔ)給，其余各工程地質(zhì)層均屬弱透水層，含水微弱，透水性差。據(jù)鉆探施工結(jié)束后第二天觀察，場(chǎng)地地下水埋深0.80m—2.50m。據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)，綜合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，場(chǎng)地環(huán)境屬Ⅱ類。

4.不良地質(zhì)與特殊性巖土

4.1不良地質(zhì)

根據(jù)本階段勘察，場(chǎng)地基巖為可溶性灰?guī)r，鉆孔微風(fēng)化帶，揭露有洞高0.30m—16.75m的溶洞，頂板埋深20.50m—53.30m，頂板標(biāo)高-14.53m—-47.56m。由此推測(cè)，該巖區(qū)灰?guī)r微風(fēng)化帶內(nèi)可能還存在未被揭露的溶洞，在設(shè)計(jì)、施工時(shí)應(yīng)考慮相應(yīng)的對(duì)策。

4.2特殊性土

（1）場(chǎng)地①人工填土有一定的厚度，為新近填土，力學(xué)性質(zhì)差，自身沉降量較大。

（2）場(chǎng)地②2層及②4淤泥質(zhì)土分布范圍廣，厚度大，強(qiáng)度低，靈敏度高，白穩(wěn)能力差。

（3）場(chǎng)地③：殘積軟塑粉質(zhì)粘土，強(qiáng)度低，白穩(wěn)能力差。

5.地基基礎(chǔ)方案建議

場(chǎng)地覆蓋土層較大，而且軟弱土發(fā)育，基礎(chǔ)形式不宜采用天然地基[1]。根據(jù)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)和擬建物的荷載要求，對(duì)地基基礎(chǔ)形式建議如下：

5.1預(yù)應(yīng)力混凝土管樁方案

以微風(fēng)化灰?guī)r（④3層）做持力層，樁長(zhǎng)一般30m（從現(xiàn)有地面計(jì)起），樁徑建議采用φ500mm。本場(chǎng)地樁基施工方式可采用壓人式或擊人式進(jìn)行施工。因場(chǎng)地局部地段人工填土發(fā)育，上部土層承載力低，壓樁機(jī)壓力大，施工過(guò)程可能會(huì)產(chǎn)生地面下陷，在填土發(fā)育地段建議采用擊人式樁機(jī)進(jìn)行施工。

注意事項(xiàng)：

（1）施工前建議在場(chǎng)地選擇3根樁作試樁，了解樁的灌人情況，并做好施工記錄，為樁基配樁、施工做準(zhǔn)備，保證樁基施工順利完成。

（2）場(chǎng)地軟弱土（填土）發(fā)育，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮軟弱土對(duì)樁基可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)摩阻力的影響。

（3）場(chǎng)地局部上部土層為人工填土，力學(xué)性質(zhì)差，承載力低，重型機(jī)械進(jìn)場(chǎng)施工，可能會(huì)造成地面下沉或下陷，施工時(shí)要引起注意，建議施工前對(duì)上部的人工填土層進(jìn)行壓實(shí)處理或采用鋼板、木方墊起。

（4）場(chǎng)地局部地段上部地基土軟土厚度較大，施工過(guò)程中需嚴(yán)格注意控制好樁的垂直度和管樁焊接的質(zhì)量和方法，避免出現(xiàn)樁基偏斜過(guò)大和斷樁，保證成樁穩(wěn)定性。

（5）場(chǎng)地存在厚大的礫卵石層，若選擇預(yù)制樁，不管是采用靜壓還是錘擊成樁，均要充分考慮成樁的可行性和成樁質(zhì)量，避免對(duì)樁頭的破壞。

（6）施工前需安排好合理施工順序，避免因地基土的擠密效應(yīng)而影響周邊的臨時(shí)建筑。

（7）場(chǎng)地設(shè)置地下室1層，建議先進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，然后做基坑支護(hù)和地下室開(kāi)挖，但開(kāi)挖過(guò)程中要注意避免挖土設(shè)備碰到樁基，將樁破壞。

（8）因場(chǎng)地基巖為可溶性巖石，本次勘察階段揭示溶洞較發(fā)育，部分鉆孔揭露有溶洞，見(jiàn)洞率達(dá)44.4%，建議進(jìn)行施工勘察（超前），樁端必須穿越溶洞，并全斷面嵌巖，確保樁端下有一定厚度的完整基巖，保證樁基質(zhì)量[2]。

5.2鉆（沖）孔樁方案

以微風(fēng)化灰?guī)r做持力層，樁端嵌人持力層≥0.50m，樁長(zhǎng)一般30m，（從現(xiàn)有地面計(jì)起）。

注意事項(xiàng)：

（1）注意造孔的垂直度，在規(guī)范允許范圍內(nèi)防止偏心，并強(qiáng)化泥漿質(zhì)量控制管理，施工時(shí)需采取有效措施，防止縮徑、塌孔、斷樁、夾泥、孔底沉渣等現(xiàn)象，保證成孔和水下澆筑砼的質(zhì)量。

（2）孔底清渣必須符合規(guī)范規(guī)定或設(shè)計(jì)要求。

（3）鉆（沖）孔樁排出的泥漿需排入規(guī)劃的泥漿池內(nèi)，嚴(yán)禁亂排放，建議當(dāng)天排放的泥漿當(dāng)天運(yùn)走，盡量保持場(chǎng)地干凈、衛(wèi)生。

（4）為確保樁端持力層滿足設(shè)計(jì)要求，施工時(shí)建議結(jié)合超前鉆來(lái)確定樁長(zhǎng)。

6.結(jié)論與建議

（1）因場(chǎng)地基巖為可溶洞巖石，本次勘察階段揭示溶洞較發(fā)育，部分鉆孔揭露有溶洞，見(jiàn)洞率達(dá)44.4%，建議樁端必須穿越溶洞，并全斷面嵌巖，確保樁端下有一定厚度的完整基巖，保證樁基質(zhì)量。

（2）巖面由于溶蝕作用造成巖石破碎及局部?jī)A斜，引石樁到巖面時(shí)勿采用強(qiáng)壓，以至造成預(yù)制樁裂樁及斷樁事故，設(shè)計(jì)時(shí)請(qǐng)根據(jù)具體設(shè)計(jì)樁徑，單樁荷載需要計(jì)算確定樁長(zhǎng)，施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行試樁，核實(shí)單樁承載力設(shè)計(jì)值，確保樁基質(zhì)量。

（3）場(chǎng)地基巖溶洞發(fā)育，部分溶洞無(wú)充填物或半充填，其充填物為流塑粉質(zhì)粘土，鉆探施工時(shí)存在孔內(nèi)全漏水、半漏水現(xiàn)象，在沖孔、鉆孔樁施工時(shí)，個(gè)別樁孔可能會(huì)出現(xiàn)孔內(nèi)漏水、漏漿，可能會(huì)因出現(xiàn)突然失水而引發(fā)地面下沉或下陷現(xiàn)象，應(yīng)做好防護(hù)措施，確保施工安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]張成學(xué)巖溶地基巖土工程勘察及地基處理分析[J].建材與裝飾，2016（02）：230-232.

[2]雷勇，尹君凡，陳秋南，楊威基于極限分析法的溶洞頂板極限承載力研究[J].巖土力學(xué)，2017，38（07）：1926-1932.