張建

摘 要：巖溶發(fā)育地區(qū)往往地質(zhì)條件復雜，地下水量豐沛，各種巖溶現(xiàn)象層出不窮，場地條件對工程建設(shè)影響很大，對于采用樁基礎(chǔ)的建筑，詳勘資料往往不能滿足設(shè)計要求，此時就需要進行一柱一樁勘察。該文主要以工程樁位超前鉆的實際應(yīng)用及對樁基工程的施工建議。主要以恒大地產(chǎn)在大連市大連灣鎮(zhèn)開發(fā)的“恒大港灣城”項目為例簡要說明工程樁位超前鉆的過程和方法。

關(guān)鍵詞：巖溶 超前鉆 溶洞 地下水

中圖分類號：R62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（a）-0059-02

在巖溶發(fā)育地區(qū)進行工程建設(shè)，必須要了解、掌握建筑物范圍內(nèi)及附近區(qū)域的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，尤其是各種巖溶現(xiàn)象的發(fā)育程度、發(fā)育規(guī)模和特征，這一點對工程建設(shè)極為重要，它不僅關(guān)系到工程建設(shè)項目建設(shè)的可行性分析，也對工程項目的投資、建設(shè)具有指導意義。在巖溶發(fā)育區(qū)進行工程地質(zhì)勘察，一般來講，若采用樁基礎(chǔ)，詳細勘察階段的地質(zhì)資料往往不能滿足樁基設(shè)計及施工的要求，此時就需要針對設(shè)計樁位進行超前鉆勘探，以便具體確定每個樁位下溶洞或土洞的規(guī)模、數(shù)量，為工程樁選定穩(wěn)定可靠的基巖持力層，確保工程建設(shè)的安全及順利進行。

1 工程概況

該工程位于大連市大連灣鎮(zhèn)李家小學南側(cè)、振興路北側(cè)，距離海岸線不足1 km，場地內(nèi)擬建建筑物14棟，層數(shù)5～22層，外形為矩形，設(shè)計采用機械成孔灌注樁基礎(chǔ)，共布設(shè)1400根樁。

2 勘察工作布置

2.1 樁位布置

超前鉆孔位依據(jù)設(shè)計單位提供的樁位位置圖，現(xiàn)場采用GPS定點設(shè)備進行實際測量，樁間距1.5～2.5 m，水平位置偏差小于20 mm，標高誤差小于20 mm。坐標系統(tǒng)為大連市城建坐標系，高程系統(tǒng)為1985國家高程基準。

2.2 勘察方法

勘察使用XY—100型鉆機50臺、DDP—100型汽車鉆2臺及水車10臺，鉆探采用沖擊和回轉(zhuǎn)方法鉆進，第四系土層及全風化巖石采用無水干鉆的鉆進方法、套管護壁，對強風化和中風化巖石采用金剛石、復合片鉆頭循環(huán)水鉆進方法，連續(xù)取芯，開孔鉆具直徑146 mm、終孔鉆具直徑110 mm，，每個回次鉆進小于2.0 m，巖心采取率60%～80%，鉆探深度達到樁端連續(xù)穩(wěn)定的中風化巖石面以下6 m。對于相鄰樁底持力層起伏變化較大時，鉆探深度適當加深。鉆探工作符合《工程地質(zhì)鉆探標準》（CECS240-2008）要求。

2.3 勘察技術(shù)要求

（1）查清楚巖溶地區(qū)的下列部位巖溶及土洞位置：①土層厚度不大、土層裂隙及下伏巖體裂隙發(fā)育部位。②巖石擴張性質(zhì)的裂隙較多、土層與巖石石牙、石筍交接部位。③場區(qū)內(nèi)有多組斷裂帶時，各條斷裂帶相互交界的位置。④場地地勢低洼的地段，場地內(nèi)有地表水體或距離地表水體較近的地段。⑤在地下水活動較強地段以及經(jīng)過較大深度水位下降地段。

（2）在超前鉆鉆探過程中，若發(fā)現(xiàn)較大的、人員可能進入的大型溶洞或土洞，在保證安全的前提下，應(yīng)進入洞室進行勘察，查明洞室大小，走向方位，人員不能進入的洞室，可以采用物探或井下攝影等方法。

（3）對于已進行超前鉆且進行基坑開挖的地段，應(yīng)隨時掌握基坑開挖后的地質(zhì)信息，并及時和超前鉆資料做好比對，若有較大偏差，應(yīng)及時進行檢測或進行補鉆，以查明實際工程地質(zhì)條件。

（4）在地下水位發(fā)育部位，查明地下水的水位，流向，用水量及地下水對建筑材料的腐蝕性，并提出具有針對性的地下水處理建議。

3 區(qū)域地質(zhì)概況

工作區(qū)所處大地構(gòu)造位置為中朝準地臺（Ⅰ），膠遼臺?。á颍瑥椭菖_陷（Ⅲ）內(nèi)的復州～大連凹陷的南端東側(cè)，區(qū)內(nèi)出露的地層為震旦系南關(guān)嶺組和甘井子組石灰?guī)r。

4 場地巖土體工程地質(zhì)條件

（1）地形、地貌：場地地貌構(gòu)造剝蝕丘陵，地形起伏不大。

（2）地質(zhì)構(gòu)造：工作區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，無明顯斷裂帶通過。

（3）巖土體類型：①雜填土：雜色，主要由粘性土、碎石、毛石基礎(chǔ)、建筑垃圾及少量生活垃圾組成，碎石粒徑10～200 mm不等，大小混雜，其硬雜物含量10%～40%，稍濕，松散狀態(tài)。②含碎石粘土：棕黃-紅褐色，含20%～40%左右石英巖、灰?guī)r碎石、角礫，分布不均，粘土切面稍有光澤，干強度中等，稍濕-濕，可塑狀態(tài)。③全風化石灰?guī)r：灰黃-黃褐色，原巖化學結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖體風化節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖芯呈土狀，局部呈小碎塊狀，沖擊可鉆進，遇水軟化。④強風化石灰?guī)r：灰黃-黃褐色，化學結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖體風化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀。⑤中風化石灰?guī)r：灰黃-灰褐，化學結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯呈短柱狀、長柱狀，裂隙面由方解石脈充填，局部見溶蝕痕跡。⑥溶洞：由石灰?guī)r溶蝕而成，主要由粘性土、灰?guī)r碎屑及碎塊充填，粘性土多呈軟塑-可塑狀態(tài)，灰?guī)r碎屑碎塊一般含水量較大，較為松散。

5 地下水情況

鉆探期間，在鉆探揭露深度范圍內(nèi)，每個鉆孔均見有地下水勘察期間觀測到的地下水位埋藏深度為4.00～20.30 m，水位標高6.06～7.28 m。平均埋深為6.54 m，因地下水與海水相連，水位受海水潮汐影響較大。擬建場地存在兩種地下水類型：一是賦存于第四紀土層的潛水，主要由海水和大氣降水補給，主要含水層為雜填土、含碎石粘土；二是賦存于基巖裂隙中的基巖裂隙水，主要由大氣降水補給。依據(jù)規(guī)范GB50021—2001（2009年版）判定，場地環(huán)境類別為Ⅱ類?，F(xiàn)場采取水樣2件，經(jīng)化驗其腐蝕性為：受環(huán)境類型影響，水對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性為微腐蝕；受地層滲透性影響，水對混凝土結(jié)構(gòu)微腐蝕；水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性在長期浸水條件下為微腐蝕，在干濕交替條件下為中等腐蝕。

6 巖溶發(fā)育情況

此次勘察布置鉆孔1400個，共完成鉆孔1400個，其中434個鉆孔發(fā)現(xiàn)巖溶現(xiàn)象，巖溶見洞隙率為31.0%。

該工程超前鉆資料顯示，場地內(nèi)巖溶現(xiàn)象復雜，溶洞、土洞、石筍、石牙現(xiàn)象發(fā)育，基巖面起伏較大，局部巖石坡度陡峭，溶洞、土洞大小不一，有些地段溶洞發(fā)育層數(shù)較多，呈串珠狀，巖石破碎程度較高，局部地段巖石破碎規(guī)模較大。

在超前鉆過程中，樁基施工單位進場對部分已完成的建筑物場地進行了開挖、整平、機械成孔工作，通過現(xiàn)場實際觀察，地下巖溶狀況十分復雜，基巖面高低不等，參差不齊，最大高差20 m，存在陡崖，有肉眼可見溶洞。在機械成孔過程中，在部分孔內(nèi)可見橫向貫通的溶洞和土洞，說明地下溶洞、土洞交錯復雜，聯(lián)系密切，規(guī)模較大，驗證了超前鉆資料所提供的地質(zhì)條件。

綜合考慮地質(zhì)構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀、巖性和層厚、洞體形態(tài)及埋藏條件、頂板情況、充填情況、地下水、地震設(shè)防烈度等因素對地基穩(wěn)定性的影響，對各存在巖溶現(xiàn)象的鉆孔進行了穩(wěn)定性評價，綜合評定本場地的巖溶發(fā)育程度為強發(fā)育。

針對實際勘察結(jié)果，勘察單位對該工程提出了相關(guān)意見和建議。

（1）巖溶地區(qū)的地基處理方法多種多樣，且處理起來難度大，工作條件和技術(shù)復雜。需結(jié)合實際條件選擇合理的設(shè)計思想和施工工藝。（2）在本工程中，1～4號樓基巖面埋深淺，溶洞少、多數(shù)為單層溶洞，規(guī)模小，地下水位低，基坑石方開挖量較多，建議在樁體位置采用爆破處理，再進行人工挖孔樁進行樁孔施工。（3）在其它建筑范圍內(nèi)，基巖起伏面較大，石牙，溶溝現(xiàn)象發(fā)育，上覆土層厚度較大，地下水豐富，建議采用旋挖鉆機成孔，鉆至樁底設(shè)計深度以下0.5 m，成樁前必須清理孔底沉渣，保證沉渣厚度滿足設(shè)計要求。（4）鉆孔達到設(shè)計深度時，應(yīng)由地質(zhì)勘探人員和施工方共同確認孔底地基條件，確保樁底持力層性狀滿足設(shè)計要求。（5）所有進場的材料如商混、樁體鋼筋均應(yīng)有相關(guān)出廠合格證明和現(xiàn)場檢測記錄。以確保工程質(zhì)量可靠性。（6）由于場地北側(cè)毗鄰生活區(qū)，在進行樁基施工作業(yè)時應(yīng)嚴格按照當?shù)卣块T規(guī)定的時間進行施工，以免對周邊居民造成影響。

7 結(jié)語

在巖溶發(fā)育地區(qū)進行樁基施工前，做好超前鉆施工勘察，在保證工程質(zhì)量、加快施工進度、節(jié)約工程造價等方面具有重要作用。

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