陶健　楊正雄

（江西有色地質(zhì)勘查五隊(duì)　江西　九江　332000）

巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析

陶健楊正雄

（江西有色地質(zhì)勘查五隊(duì)江西九江332000）

巖溶區(qū)域的基巖表面上起伏是比較大的，溶洞在形狀上也是大小差異，這樣的情況也就使得基巖在承載力學(xué)行為與半無(wú)介質(zhì)的情況存在差異，使的承載力大幅度的降低，需要對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行研究。本文中將主要針對(duì)巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性的相關(guān)問(wèn)題做出研究，希望能夠?yàn)槿蘸髱r溶地區(qū)樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性的相關(guān)課題完善及創(chuàng)新，提供可行性思路及建議。

巖溶地區(qū)；樁基礎(chǔ)；穩(wěn)定性

巖溶我們通常又稱其為喀斯特，是可溶性的巖層被誰(shuí)溶解為主要的化學(xué)溶蝕的作用，隨著機(jī)械作用然后形成一定的裂縫、洞穴以及溝槽的現(xiàn)象總稱。其原理主要是由于地表水和地下水溶蝕的作用，然后發(fā)育出各種類型的巖溶地貌以及巖溶的形態(tài)，破壞了巖石的完整效果，大幅度降低了巖石的穩(wěn)定性及強(qiáng)度，對(duì)建筑物的安全起到威脅。樁基礎(chǔ)作為一種具有歷史悠久古老形式的基礎(chǔ)性型式，更是最常見(jiàn)的一種深基礎(chǔ)，在地基淺層土質(zhì)不良，通過(guò)采取淺基礎(chǔ)不能夠滿足結(jié)構(gòu)對(duì)于地基的基本強(qiáng)度，變形以及是穩(wěn)定性方面的要求，且不適宜采用地基處理方式時(shí)，基本都考慮采用樁基礎(chǔ)的形式，它能夠適應(yīng)各種條件下的地質(zhì)環(huán)境以及各種類型的工程條件及載荷情況。

1　巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性問(wèn)題

巖溶的發(fā)育形態(tài)與樁之間相互的關(guān)系，巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性問(wèn)題大概可以將其劃分成為兩類：

（1）就是樁端下部所存在的各種形態(tài)的溶洞，在這個(gè)時(shí)候樁基的穩(wěn)定性問(wèn)題實(shí)質(zhì)為樁端下溶洞頂板的穩(wěn)定性問(wèn)題。

圖1　

（2）則是樁端底部落在的溶溝及溶槽等情形下所形成的陡峭的巖壁之上，這時(shí)候樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性問(wèn)題其本質(zhì)就是為了覆蓋巖溶臨空面的穩(wěn)定性問(wèn)題（如圖2）。

圖2　

1.1溶洞頂板的穩(wěn)定性問(wèn)題

溶洞是經(jīng)過(guò)地下水在流動(dòng)過(guò)程中，對(duì)于巖石以溶蝕作用為主，間有沖蝕及坍塌作而形成的地下洞穴。因?yàn)閷?duì)巖溶發(fā)育影響的因素是比較多的，溶洞的大小相差也是比較大的，形狀上存在個(gè)億，并且大部分都是分布在裂縫密集的交叉地帶以及可溶性石灰?guī)r地區(qū)的斷層帶中。所以，溶洞的存在使得基巖的承載力學(xué)行為不同于半無(wú)線介質(zhì)的情況，基巖的完成性受到了一定的破壞，會(huì)導(dǎo)致基巖的承載力大部分的下降。在樁的荷載作用之下，會(huì)導(dǎo)致溶洞出現(xiàn)頂板坍塌現(xiàn)象，使建筑物遭到一定的破壞。對(duì)此，溶洞頂板上樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性問(wèn)題本質(zhì)就是歸結(jié)于溶洞頂板的穩(wěn)定性問(wèn)題，為了能夠進(jìn)一步的做到經(jīng)濟(jì)、合理并且又穩(wěn)妥可靠，需要對(duì)樁基礎(chǔ)附加應(yīng)力影響范疇中的溶洞進(jìn)行頂板的穩(wěn)定性分析，溶洞頂板穩(wěn)定性分析一般都是采用定性的分析方法以及定量的分析方法來(lái)進(jìn)行。

1.2覆蓋巖溶臨空面的穩(wěn)定性問(wèn)題

在覆蓋巖溶場(chǎng)地，因?yàn)槿懿?、溶溝以及石芽巖等巖溶現(xiàn)象的存在，導(dǎo)致基巖巖面起伏非常的大，在槽谷或者是裂縫邊緣經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)陡峭的山壁。在建筑物的基礎(chǔ)落在山壁邊緣時(shí)候，峭壁相對(duì)于基礎(chǔ)就構(gòu)成了臨空面，稱這樣的臨空面為覆蓋巖臨空面。它主要所指的就是覆蓋巖溶場(chǎng)地之中建筑物基底的壓力影響范疇內(nèi)具有陡峭角土巖交界面的一種巖土組合地質(zhì)體。在樁荷載的作用情況下，覆蓋巖溶臨空面可能會(huì)失穩(wěn)，失穩(wěn)以后就會(huì)對(duì)空面巖體形成整體的破壞，導(dǎo)致樁基礎(chǔ)失穩(wěn)的局部出現(xiàn)破壞，導(dǎo)致樁基礎(chǔ)失穩(wěn)的較大變形位移三種情況。因?yàn)榕R空面是被松軟的土層所覆蓋的，所以在對(duì)于它的穩(wěn)定性的分析之中對(duì)覆蓋巖溶臨空面應(yīng)該考慮土層、地下水對(duì)于坡體側(cè)向及垂向所帶來(lái)的壓力。針對(duì)于覆蓋巖溶臨空面的穩(wěn)定性分析，大概可以將其分為定性分析和定量分析兩種。定性的分析方法主要以國(guó)內(nèi)相關(guān)的規(guī)范及參照依據(jù)為主，但相關(guān)的規(guī)范對(duì)此說(shuō)明是比較少的。覆蓋巖溶臨空面的穩(wěn)定性定量分析方法研究也不是特別多。國(guó)外對(duì)于巖溶地區(qū)基礎(chǔ)穩(wěn)定性的研究重點(diǎn)集中在淺基礎(chǔ)的穩(wěn)定性及地基的處理層面，對(duì)于巖溶地區(qū)的樁基礎(chǔ)研究幾乎沒(méi)有相關(guān)的涉及。

2　巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性驗(yàn)算

2.1工程概括

晨華房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)郵箱公司柳州地區(qū)建設(shè)晨華大廈，大廈主要是由A座的辦公大樓以及B座的辦公大樓組成。A座辦公樓的長(zhǎng)度為35m，寬度為18.9m，樓層高數(shù)為20層。B座的辦公樓長(zhǎng)度為68m，寬度為18.9m，樓層高數(shù)為15層。

2.2場(chǎng)地地形地貌

蓋建大樓的場(chǎng)地主要位于柳州市的開(kāi)發(fā)地區(qū)，場(chǎng)地原來(lái)為丘陵地貌，后續(xù)經(jīng)過(guò)推平以后，場(chǎng)地平坦，上部分為殘積層，下伏基巖則為中石炭大浦組白云質(zhì)灰?guī)r，通過(guò)對(duì)該區(qū)域地質(zhì)圖進(jìn)行觀察，場(chǎng)地和附近沒(méi)有出現(xiàn)斷裂的情況。

2.3巖土層分布及特點(diǎn)

場(chǎng)地上覆土層為殘積紅粘土，下伏地層為白云質(zhì)灰?guī)r，通過(guò)勘查的結(jié)果，將場(chǎng)地各巖土層分布及特點(diǎn)由上至下分析：

紅黏土：淺黃色，棕紅色，堅(jiān)塑-堅(jiān)硬，參雜少部分碎石，含鐵質(zhì)氧化物以及結(jié)核課題。切面光澤，沒(méi)有搖震的反映，干強(qiáng)度比較高，在蓋層分布在整體的場(chǎng)地中，厚度為11～16.50m，屬于中篇低壓縮性土。

紅黏土：褐色，褐黃色，可塑，土質(zhì)較為勻稱，含錳質(zhì)氧化物及結(jié)核顆粒，裂縫發(fā)育，切面光澤，搖震的作用，干強(qiáng)度也較高。主要分布在該區(qū)域的26/27/21鉆孔地段，厚度不高，屬于中等壓縮的土質(zhì)。

紅黏土，灰褐色，軟塑，為溶洞的充填物，局部含有灰?guī)r的碎石。

白云質(zhì)灰?guī)r：灰色，灰白色，受到上層覆蓋的紅黏土及地下水活動(dòng)的影響，巖層裂縫發(fā)育，部分裂縫有次生紅黏土的填充，巖性破碎，取上巖呈現(xiàn)出粉狀和，歸類于軟巖，巖體非常的碎，分布在整體的場(chǎng)地之中，厚度在0.7～1m之間。

白云質(zhì)灰?guī)r：灰白色，細(xì)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層狀，屬于硬巖，巖體相對(duì)比較完整，分布整個(gè)場(chǎng)地，最大的厚度為9.3m為將其揭穿。

2.4場(chǎng)地巖溶發(fā)育特點(diǎn)以及對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響

通過(guò)對(duì)鉆探的相關(guān)成果做出分析，在勘測(cè)的深度中，存在四個(gè)鉆孔發(fā)現(xiàn)有溶洞。場(chǎng)地溶洞率為17%，但是在場(chǎng)地之中所發(fā)現(xiàn)的溶洞都不大，存在粘性土質(zhì)的填充，各鉆孔沒(méi)有發(fā)現(xiàn)土洞的存在，不存在塌陷不良的地質(zhì)工程，基本上說(shuō)明溶洞的發(fā)育還算穩(wěn)定。

2.5溶洞頂板穩(wěn)定性的驗(yàn)算

通過(guò)采用人工挖孔嵌巖灌注樁基礎(chǔ)，樁端放在第十層的白云灰質(zhì)巖中，單樁承載力特征數(shù)值為RA=8000kN，因?yàn)樵诳睖y(cè)的過(guò)程中僅僅只列出了溶洞的高，沒(méi)有指明洞的寬及長(zhǎng)度，以此以1：1：1來(lái)對(duì)洞寬、洞長(zhǎng)進(jìn)行確定，上覆蓋層為20m，通過(guò)計(jì)算將計(jì)算結(jié)果與施工現(xiàn)場(chǎng)結(jié)論做出比較和分析。

表1　

表2　

在現(xiàn)實(shí)的施工之中，只有14樁是不穩(wěn)定的，這與驗(yàn)算結(jié)果互相吻合，16樁也不穩(wěn)定，這和實(shí)際情況不相符。

通過(guò)對(duì)相應(yīng)的工程實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)算發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)算的結(jié)果就大部分都和工程的實(shí)際情況互相吻合，還是有一定的可取性。

3　總結(jié)

綜上所述，本課題中主要針對(duì)熔巖地區(qū)樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性問(wèn)題做出了討論和研究，并結(jié)合工程的實(shí)例做出了驗(yàn)算的結(jié)果分析。但由于當(dāng)前在巖溶地區(qū)領(lǐng)域中的相應(yīng)技術(shù)并不完善，筆者會(huì)在今后的學(xué)習(xí)及工作中不斷對(duì)這方面內(nèi)容做出完善和總結(jié)的，希望能夠?yàn)閲?guó)內(nèi)的巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)領(lǐng)域的相關(guān)工作完善，提供可行性思路及建議，早日使巖溶地區(qū)的樁基礎(chǔ)技術(shù)得到普及和推廣。

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1673-0038（2015）43-0176-02

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