李亞軍 顏秋實

（1.廣東省佛山地質(zhì)局，廣東 佛山 528000；2.江門市正峰地質(zhì)礦業(yè)有限公司，廣東 江門 529000）

1 工程實例

1.1 工程概況

本文以大坦沙島更新改造項目AL0201024地塊為工程實例，擬建工程項目位于廣州市荔灣區(qū)大坦沙島河沙工業(yè)區(qū)，擬建工程項目包括7棟高層住宅樓及1座3層幼兒園和附屬設施等，最大建筑高度為100 m，設有3層地下室。

1.2 工程地質(zhì)簡況

在鉆探深度范圍內(nèi)本場地地基巖土層按成因可劃分為人工填土、第四系沖淤積層、第四系風化殘積層及白堊紀早白堊世大塱山組風化基巖共4個成因?qū)?。場地地基土主要由人工填土、粉土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土、粉砂、粗砂、礫砂組成；地基巖石巖性主要由泥質(zhì)粉砂巖、含鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)泥巖、灰質(zhì)礫巖、泥灰?guī)r等組成，據(jù)基巖風化程度強弱，將其分成強風化巖帶、中風化巖及微風化巖共3個風化巖帶。

2 中、微風化巖巖石力學特征分析

2.1 中風化巖帶

中風化巖巖石單軸抗壓強度統(tǒng)計如表1所示。

表1 中風化巖巖石單軸抗壓強度統(tǒng)計 單位：MPa

本項目揭示中風化巖層厚0.60～16.00 m，平均揭示厚度大于4.19 m，頂板埋深15.80～41.70 m，平均埋深24.40 m，頂板高程-34.79～-8.60 m，平均-17.36 m，巖面深淺起伏變化大。巖石由灰色、青灰及淺灰褐色鈣質(zhì)砂巖、灰質(zhì)礫巖及灰紅～紅棕色鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖組成，厚層狀，礫質(zhì)、砂質(zhì)或泥質(zhì)粉砂結構。中風化泥質(zhì)砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖的巖石堅硬程度屬極軟～軟巖類，巖體完整程度屬破碎，巖體基本質(zhì)量等級屬Ⅴ類；中風化鈣質(zhì)砂巖、灰質(zhì)礫巖的巖石堅硬程度屬軟巖類，巖體完整程度屬破碎，巖體基本質(zhì)量等級屬Ⅴ類。

2.2 微風化巖帶

微風化巖巖石單軸抗壓強度統(tǒng)計如表2所示。

表2 微風化巖巖石單軸抗壓強度統(tǒng)計 單位：MPa

本項目揭示微風化巖厚度2.40～18.00 m，平均揭示厚度大于7.57 m，頂板埋深15.20～43.50 m，平均埋深25.73 m，頂板高程-36.59～-8.03 m，平均-18.68 m，巖面起伏大。巖性由青灰色、灰紅、紅棕色的鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及灰色、灰紅及灰白色的鈣質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)泥巖、灰質(zhì)礫巖、泥灰?guī)r等組成。微風化鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖的巖石堅硬程度屬軟巖～較軟巖類，巖體完整程度為較完整，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ類；微風化鈣質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、灰質(zhì)礫巖的巖石堅硬程度總體屬較軟巖類，巖體完整程度屬較完整，巖體基本質(zhì)量等級總體屬Ⅲ類。

3 高層建筑物樁基礎方案建議

高層建筑重心高，容易受到大而集中的豎向荷載以及能使建筑產(chǎn)生巨大傾覆力矩的水平荷載（風荷載、地震水平荷載）的作用，威脅到建筑物安全，因此高層建筑基礎的選擇尤為重要，尤其是對地基基礎承載力、穩(wěn)定性和沉降量的分析至關重要[1]。

3.1 預應力管樁

采用樁徑Ф500～600 mm，以強風化巖下部或中、微風化巖頂面作樁端持力層，具體樁長根據(jù)設計的最終貫入度或最終靜壓荷載要求確定，可參照附近鉆孔資料。根據(jù)廣東省標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》（DBJ 15-31—2016）的相關規(guī)定，巖溶地區(qū)的樁基不宜采用直接支承于巖面的預制樁，只能采用預制樁時，宜采用靜壓樁。對于溶溝、溶槽發(fā)育的地段，預制樁宜適當降低承載力。

3.2 樁筏基礎

對于高層建筑，若采用預應力管樁基礎承載力不滿足要求時，建議采用預制樁樁+筏板基礎，樁基持力層選擇強風化巖下部或中、微風化巖頂面，單樁承載力應適當降低。筏板厚度由設計依據(jù)建筑荷載而定，根據(jù)基坑開挖深度，局部筏板底板坐落于上部填土或淤泥質(zhì)土中，上述土層不能直接作為筏板基礎持力層，應進行復合地基處理。

3.3 沖孔或旋挖灌注樁

對于高層建筑，若采用樁筏基礎，施工難度較大，效費比可能較其他類型基礎高，且部分復合地基需進行承載力及變形模量檢測。為此，建議采用嵌巖樁基礎，以穩(wěn)定的微風化巖作為樁基礎持力層，建議樁徑采用Ф800～1 500 mm，樁長一般結合超前鉆資料確定。按相關規(guī)范要求嵌巖，樁徑、樁長應足以滿足設計單樁豎向承載力的要求，建議充分利用強、中風化巖的樁側摩阻力，選用下部完整微風化巖作為樁端持力層，嵌巖深度按規(guī)范要求，確保工程質(zhì)量[2]。

3.4 高強剛性樁復合地基

地基基礎由旋挖灌注樁+樁間攪拌樁+砂樁組成。旋挖灌注樁直徑建議采用Ф1 000 mm，復合地基承載力特征值建議≥450 kPa，以穩(wěn)定的微風化巖作為持力層，樁最低點（全斷面）入巖深度≥0.5 m，單樁豎向承載力特征值由設計單位根據(jù)靜載試驗確定。

筏板底部樁間土采用Ф500 mm水泥攪拌砂樁進行處理（先施工砂樁后再在原位施工攪拌樁），以粉質(zhì)黏土層或殘積土、強風化巖等硬土層為持力層，局部亦可采用單管旋噴樁+攪拌樁進行處理，但要求必須要穿過淤泥層及砂層進入硬土層?；A筏板厚度和復合地基中褥墊層厚度由設計單位計算后確定。

4 單樁承載力估算及成樁不利因素分析

4.1 單樁承載力估算

預應力管樁單樁豎向承載力特征值可按省標《建筑地基基礎設計規(guī)范》（DBJ 15-31—2016）的公式進行估算：

嵌巖灌注樁單樁豎向承載力特征值可按省標《建筑地基基礎設計規(guī)范》（DBJ 15-31—2016）的公式進行估算：

巖石單軸抗壓強度Ra及C1、C2取值建議如表3所示。

表3 巖石單軸抗壓強度Ra及C1、C2取值建議

4.2 成樁不利因素分析

（1）預應力管樁需要考慮人工填土層中含碎磚、碎石塊的不利影響，必要時應以導引孔施工。此外還需要考慮淤泥質(zhì)土的滑移、蠕變或軟土層負摩阻力對樁的影響，以免造成樁的傾斜或斷樁或樁基隆起的現(xiàn)象[3]。

（2）沖孔、旋挖灌注樁施工中應采取套管護壁，采用合適的泥漿濃度，確保填土層、砂層分布區(qū)、溶洞分布區(qū)樁孔壁不垮塌，確保淤泥質(zhì)土分布區(qū)樁孔壁不縮徑，以免導致成樁困難。

（3）水泥攪拌樁需要考慮人工填土層局部地段含碎磚、碎石塊的不利影響，注意控制攪拌速度、下鉆速度及提鉆速度、水泥摻量的變化、有機質(zhì)含量高低的影響。

5 結語

（1）大坦沙島場地下伏基巖主要由白堊紀早白堊世大塱山組的泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、灰質(zhì)礫巖等組成，鈣質(zhì)巖類中鈣質(zhì)成分的可溶性物質(zhì)較多，灰質(zhì)礫巖中的礫石成分以灰?guī)r為主。通過分析，大坦沙島的復雜地質(zhì)環(huán)境特征是沉積巖巖石強度及軟化系數(shù)等力學特性異常的主要原因。

（2）結合大坦沙島的地質(zhì)情況，考慮高層建筑“重心高、豎向荷載集中、水平荷載作用大”等特點，大坦沙島高層建筑樁基礎選型一般采用預應力管樁基礎、樁筏基礎、沖孔或旋挖灌注樁基礎、高強剛性樁復合地基基礎等施工方案。