鐘誠(chéng)

摘要：本文對(duì)工廠基礎(chǔ)進(jìn)行巖土勘察分析，查明場(chǎng)地地下土、溶洞分布發(fā)育情況，地下水特征，對(duì)土、溶洞提出了合理可行的處理措施，對(duì)基礎(chǔ)提出切實(shí)可行的建議，對(duì)類似工程具一定的參考、借鑒意義。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)條件;水文地質(zhì)條件;溶洞

1.工程概況

擬建T廠總占地面積約為32000m2，主要建（構(gòu)）筑物包括：（1）進(jìn)水泵房;（2）調(diào)節(jié)池;（3）進(jìn)水計(jì)量井;（4）混合反應(yīng)及平流沉淀池;（5）AAO生物反應(yīng)池;（6）_沉池;（7）-沉池污泥泵房;（8）紫外線消毒渠;（9）出水計(jì)量井;（10）鼓風(fēng)機(jī)房;（11）空氣計(jì)量井;（12）加藥間;（13）回流污泥計(jì)量井;（14）儲(chǔ)泥池;（15）污泥脫水機(jī)房及堆棚;（16）生活樓;（17）變電所及管理中心等。建筑物地面高度l層～3層，水池地下最深6m，擬采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

本次為補(bǔ)充勘察，根據(jù)詳細(xì)勘察資料顯示，場(chǎng)地ZK9—ZK11、ZK17、ZK23、ZK30—ZK32、ZK36、ZK48合計(jì)10個(gè)鉆孔處揭示有土洞、溶洞，巖溶強(qiáng)發(fā)育，且洞的垂直高度較大，最大達(dá)10.70m，對(duì)T程穩(wěn)定性有較大的影響。本次主要是根據(jù)設(shè)計(jì)要求查明場(chǎng)地地下土.溶洞分布發(fā)育情況，依設(shè)計(jì)要求，于這些鉆孔四周呈十字布設(shè)鉆孔，于需要補(bǔ)充的勘察點(diǎn)外lOm處進(jìn)行第一次鉆探，若未揭示有土洞、溶洞，距離減半進(jìn)行第二次鉆探，依次進(jìn)行第三次鉆探，當(dāng)鉆孔間距≤2.5m時(shí)，結(jié)束鉆探;若第一次揭示有溶洞（土洞），則在需要補(bǔ)充的勘察點(diǎn)外20m處進(jìn)行第二次鉆探，然后再按照距離減半的原則進(jìn)行鉆探;若第二次仍然揭示有溶洞（土洞），于30m處進(jìn)行第三次鉆探，外擴(kuò)距離不大于30m。為建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、施T提供準(zhǔn)確的巖土T程地質(zhì)依據(jù)，避免樁基施T盲目性。

2.工程地質(zhì)條件

擬建廠房周邊地形較為平整，地面高程變化在3.12m～3.93m之間，周邊主要為河涌，魚塘、荒地及菜地，地貌上位于珠江三角洲沖積平原腹地。

據(jù)鉆孔揭示，場(chǎng)地可分為7個(gè)主層[（1）～（7）]和7個(gè)夾層[（3）一l，（3）-2，（4）-1，（4）-2，（6）-1，（7）-1，（7）一2]，評(píng)價(jià)如下：第（1）層素填土分布于全場(chǎng)地，主要由粘性土組成，局部混磚塊、碎石，為近20年回填，成分較復(fù)雜，稍壓實(shí)，土質(zhì)不均勻，力學(xué)性質(zhì)較不穩(wěn)定，均勻性較差，承載力不大。第（2）、（3）-1、（4）-1層淤泥質(zhì)土，流塑狀，屬高壓縮性軟土層，該層抗剪強(qiáng)度低，含水量大，靈敏度高，固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，加載荷后變形量大，易產(chǎn)生剪切破壞，易產(chǎn)生崩滑，屬不良地基土。第（3）、（4）-2層粉砂，在發(fā)生地震烈度7度地震時(shí)，局部會(huì)產(chǎn)生輕微～中等砂土液化現(xiàn)象，屬不良地基土。第（4）、（3）-2層粉質(zhì)粘土，可塑狀，有一定承載力，但厚度不太大，屬一般地基土。第（5）殘積土層，零星分布，呈大透鏡體狀，多可塑狀，力學(xué)性質(zhì)較好，是一般的地基土，承載力不大第（6）層強(qiáng)風(fēng)化巖，由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖等組成，具有較大的承載力，可作預(yù)制樁基礎(chǔ)持力層，但埋深較淺，有效樁長(zhǎng)較小，且底部與石炭系石灰?guī)r接觸面往往發(fā)育有溶洞，地基承載力得不到保證。第（6）-1層全風(fēng)化巖層，由泥巖組成，零星分布，風(fēng)化極劇烈，巖芯呈土柱狀，是良好的地基土，承載力不太大。第（7）層微風(fēng)化巖，由石灰?guī)r組成，基巖埋藏深淺不一，巖質(zhì)較硬，屬較硬巖，巖溶發(fā)育，單個(gè)洞體垂直方向上變化較大，最大達(dá)15.30m，最小僅0.20m。洞體埋藏深度變化較大，最大達(dá)29.50m，最小僅11.70m，巖石力學(xué)性質(zhì)好，承載力大，可作嵌巖樁基持力層，但應(yīng)嵌入完整巖石一定深度，并確保樁底3倍樁徑范圍內(nèi)無(wú)溶洞、無(wú)軟弱巖層。

在地震烈度7度地震時(shí)，本場(chǎng)地第（3）、（4）-2層粉砂局部松散者會(huì)發(fā)生砂土液化，液化指數(shù)Ile=0.33—13.78，液化等級(jí)為輕微～中等”。綜合判定在地震烈度7度地震時(shí)，本場(chǎng)地為中等液化場(chǎng)地。

3.水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，溫暖潮濕，雨量充沛。場(chǎng)地西側(cè)為河涌，其涌水質(zhì)一般。在勘察期間對(duì)鉆孔的地下水位進(jìn)行了觀測(cè)，測(cè)得水位埋深為0.00～2.80m（局部地段泡水），高程為0.20m～2.44m，地下水類型為第四系土層中孔隙水和基巖中裂隙水及巖溶水，其中砂層累計(jì)厚度較大，其地下水涌水量較豐富。場(chǎng)地風(fēng)化基巖多為粉砂質(zhì)泥巖、泥巖和石灰?guī)r，泥巖雖然局部裂隙發(fā)育，但裂隙連通性差，基巖裂隙水涌水量較貧乏。石灰?guī)r溶洞較為發(fā)育，溶洞垂直高度局部較大，但鉆探過(guò)程中漏漿現(xiàn)象不明顯，推測(cè)連通性較差，因此巖溶水涌水量一般。因此，綜合評(píng)價(jià)本場(chǎng)地第四系土層孔隙水豐富，基巖裂隙水較貧乏，巖溶水涌水量一般。通過(guò)采取地下水樣品及地表土易溶鹽分析，地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性;場(chǎng)地土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)、對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋及對(duì)鋼結(jié)構(gòu)均具微腐蝕性。

土層滲透組合特征：第（1）層填土層，粘性填土的滲透系數(shù)K20=4.44×10-7cm/s～1.94×10-6cm/S，滲透性等級(jí)為極微～微透水性，砂填土的滲透系數(shù)K20=6.94×l0-5cm/s～5.94×10-4cm/S，滲透性等級(jí)為弱～中等透水性;第（2）層淤泥質(zhì)土層，滲透系數(shù)K20=2.97×l0-7cm/s～l.79×10-6cm/S，滲透性等級(jí)為極微～微透水性;第（3）層粉砂層，滲透系數(shù)K：0=3.09×10-4cm/s—l.77×l0-4cm/s，滲透性等級(jí)為中等透水性;第（3）-l層淤泥質(zhì)土夾層，滲透系數(shù)K20=l.76×10-6cm/S，滲透性等級(jí)為微透水性;第（3）-2粉質(zhì)粘土夾層，依經(jīng)驗(yàn)，其滲透性等級(jí)為微透水性;第（4）層粉質(zhì)粘土層，滲透系數(shù)K2。=4.41×10。7cm/s—4.67×10-6cm/S，滲透性等級(jí)為極微～微透水性;第（4）-1淤泥質(zhì)土夾層，滲透系數(shù)K20=1.01×l0-6cm/s—l.34×10-6cm/s，滲透性等級(jí)為微透水性;第（4）-2粉砂夾層，滲透系數(shù)K20=8.45×l0-5cm/s—3.25×10-4cm/S，滲透性等級(jí)為弱～中等透水性;第（5）殘積土層，滲透系數(shù)K20=5.24×10-7c m/s，滲透性等級(jí)為極微透水性;第（6）、（7）層風(fēng)化巖雖然裂隙發(fā)育，但連通性差，滲透性差，滲透等級(jí)為極微～微透水性。從土層滲透組合特征可以看出，滲透等級(jí)為“極微～微透水性”的第（2）、（3）-1、（4）-1層淤泥質(zhì)土層和滲透等級(jí)為“極微～微透水”的第（3）-2、（4）層粉質(zhì)粘土層為相對(duì)隔水層，滲透等級(jí)為“弱～中等透水”的第（3）、（4）-2粉砂層為相對(duì)含水層。

4.基坑開(kāi)挖支護(hù)

本擬建工程設(shè)一層地下室，地下室地面設(shè)計(jì)標(biāo)高為3.Om，相對(duì)高程為- 3.OOm，基坑開(kāi)挖深度約6.Om，基坑開(kāi)挖規(guī)模較小，按《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）劃分，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為三級(jí)，據(jù)本次勘察結(jié)果，基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)的土層主要為第（1）層素填土、第（2）層淤泥質(zhì)土、第（3）層粉砂層，開(kāi)挖土層工程地質(zhì)性質(zhì)總體較差，第四系土層孔隙水較豐富，基巖裂隙水較為貧乏。另外第（3）層粉砂層開(kāi)挖過(guò)程中易產(chǎn)生管涌型滲透變形破壞，地基土受到破壞，工程基礎(chǔ)的穩(wěn)定性差。場(chǎng)地開(kāi)闊，北側(cè)為魚塘，西側(cè)為機(jī)場(chǎng)涌，南側(cè)為工地臨時(shí)板房，東側(cè)為荒地，因此，建議基坑采用支護(hù)開(kāi)挖。如采用地下連續(xù)墻圍閉措施，地下連續(xù)墻要進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化基巖，然后實(shí)施井點(diǎn)降水與明溝降水相結(jié)合，疏干基坑地下水，保證基坑開(kāi)挖順利進(jìn)行;亦可采用樁間多孔旋噴與灌注樁相互咬合搭接，形成封閉式止水帷幕，采用管井井點(diǎn)降水和排水等。同時(shí)基坑開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)遵循時(shí)空效應(yīng)原理，根據(jù)地質(zhì)條件采取相應(yīng)的開(kāi)挖方式，應(yīng)采用“分層、分區(qū)、分塊、分段、抽槽開(kāi)挖，留土護(hù)壁，快挖快撐，減少無(wú)支撐暴露時(shí)間”等方式開(kāi)挖。

5.巖土工程勘察分析

（1）本場(chǎng)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，基巖巖溶發(fā)育，無(wú)滑坡及全新活動(dòng)斷裂等其他不良地質(zhì)作用?？傮w評(píng)價(jià)本場(chǎng)地處于地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，場(chǎng)地覆蓋層發(fā)育有厚度很大的淤泥質(zhì)土、基巖發(fā)育有豎向空間很高的溶洞，這些不利因素將對(duì)地基的穩(wěn)定性造成影響，若采用樁基穿過(guò)溶洞，進(jìn)入穩(wěn)定基巖后，不會(huì)發(fā)生地基失穩(wěn)的現(xiàn)象，地基的穩(wěn)定性可得到保證。（2）依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009年版）劃分：擬建工程重要性等級(jí)為三級(jí)，場(chǎng)地等級(jí)為二級(jí)（中等復(fù)雜場(chǎng)地），地基等級(jí)為一級(jí)（復(fù)雜地基），工程勘察等級(jí)為甲級(jí)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。（3）本場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為O.lOg，設(shè)計(jì)特征周期值為0.35s。抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類）。場(chǎng)地處于對(duì)建筑抗震不利地段。（4）建筑場(chǎng)地土類型為中軟土，場(chǎng)地類別屬Ⅱ類。（5）在地震烈度7度地震時(shí)，場(chǎng)地第（3）、（4）-2層粉細(xì)砂砂局部松散者會(huì)發(fā)生輕微～中等砂土液化，屬中等液化場(chǎng)地。（6）本場(chǎng)地第四系孔隙水較豐富，基巖裂隙相對(duì)較為貧乏。地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性;場(chǎng)地土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)、對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋及對(duì)鋼結(jié)構(gòu)均具微腐蝕性。

因此，場(chǎng)地地基相對(duì)穩(wěn)定，巖溶強(qiáng)發(fā)育，工程地質(zhì)條件差，在充分考慮不良地質(zhì)作用與特殊性巖土，并采取相應(yīng)的措施后，基本適宜本工程的建設(shè)。

6.基礎(chǔ)建議

對(duì)于土洞、溶洞發(fā)育地段，一般采取的工程措施有：①采用樁基礎(chǔ)穿越溶洞，并保證樁端進(jìn)入溶洞底部穩(wěn)定的基巖一定的深度;②采用高壓注水泥漿或水泥砂漿充填土洞、溶洞，其具體水灰比、塌落度根據(jù)溶洞規(guī)模確定;③若對(duì)于豎向很大的溶洞，亦可采用梁或板跨越溶洞等。

根據(jù)本場(chǎng)地的巖土工程地質(zhì)條件，建議采用沖孔灌注樁，持力層考慮選擇穩(wěn)定的微風(fēng)化巖，樁徑可采用φ800rrun～1500mm，嵌巖深度不宜小于ld（d為樁徑）;本場(chǎng)地大部分地段分布有溶洞，對(duì)樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施T影響較大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證樁端進(jìn)入溶洞底部穩(wěn)定的基巖一定的深度。溶洞地區(qū)樁基施工時(shí)容易造成漏漿、塌孔、偏錘等事故發(fā)生，在施工前應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備（準(zhǔn)備好袋裝砂、粘土球及塊石等），并選擇合適的施工方法和處理措施。并應(yīng)注意沖孔樁成樁過(guò)程中由于沖擊能引起溶洞坍塌，而造成地面塌陷。場(chǎng)地淤泥、淤泥質(zhì)土厚度大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用合理的施工機(jī)具和施工工藝，以防止樁基成孔時(shí)塌孔和縮孔。設(shè)計(jì)應(yīng)考慮填土、軟土負(fù)摩阻力對(duì)樁基的影響。