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，工程師們在該地區(qū)選擇合適的基礎(chǔ)類型是比較困難的。通過一些工程實(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，有時會有基礎(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。但施工過程發(fā)現(xiàn)其中一個單體，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)過現(xiàn)場踏勘，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，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。在施工過程中發(fā)現(xiàn)個別單樁承載力特征值和樁長變化較大，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。勘察階段見洞率為31%，實(shí)際施工超前鉆時見洞率為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約兩年，盡管施工難度大、工期長、檢測費(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)場地的地質(zhì)全貌。因此對高層或軸力較大的建筑采用一樁一鉆，對于直徑大的樁，宜采用一樁多鉆，若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況復(fù)雜，應(yīng)對建筑采用一樁一鉆，必要時應(yīng)加密鉆孔。力爭盡量詳細(xì)、準(zhǔn)確的了解場地的地質(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、有無地下河等。以此為依據(jù)，對場地的穩(wěn)定性作出評價。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，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，盡量選用巖面以上的土層作為持力層，對局部有突出的石筍，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，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，必要時可采用樁筏基礎(chǔ)或箱型基礎(chǔ)，此時應(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，當(dāng)發(fā)現(xiàn)巖面起伏很大，樁長不好控制，同一個承臺或間距不大的樁樁長可能會相差很大，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，此時建議在弄清樁長相差太大的具體原因，必要時可以采取補(bǔ)樁或適當(dāng)降低單樁承載的措施。

4. 對于擬建建筑為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有合適的持力層，可采用的樁型已不多。通常可采用鉆（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（施工過程中會遇到斜巖偏孔、較大的無填充的溶洞、終孔的清底等問題）、工期長、成樁費(fèi)用較高、檢測費(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?，有可能采用干作業(yè)的情況下，也可采用人工挖孔樁。

結(jié)語

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)會成立20周年暨學(xué)術(shù)研討會，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：U452

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：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