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        對(duì)某工程巖溶發(fā)育特征及基礎(chǔ)選型分析

        2022-07-08 05:42:02許騰暉門春樹
        城市勘測(cè) 2022年3期
        關(guān)鍵詞:施工

        許騰暉,門春樹

        (深圳市勘察測(cè)繪院(集團(tuán))有限公司,廣東 深圳 518000)

        1 前 言

        近年來,隨著城市建設(shè)快速發(fā)展,諸多建筑項(xiàng)目在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)開展[1]。近些年,越來越多的巖溶問題在工程中被遇到,由于巖溶在空間上發(fā)育不均一性和巖溶水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性以及地形的多樣性,給工程設(shè)計(jì)或施工帶來許多困難[2~5]。本文以某巖溶工程為例,根據(jù)勘察資料,對(duì)場(chǎng)區(qū)巖溶發(fā)育特征進(jìn)行分區(qū),提出基礎(chǔ)選型建議。

        2 工程概況

        擬建工程為一醫(yī)療綜合大樓,原始地貌屬于沖洪積平原,后經(jīng)人工堆填,場(chǎng)地現(xiàn)狀地勢(shì)平坦,起伏不大,周邊為市政道路及小區(qū)住宅。場(chǎng)地大致呈矩形狀沿東西向展布,長約 90 m,寬約 55 m。醫(yī)療綜合大樓包括主樓24層、裙樓6層,擬建3層地下室,建筑高度 99.8 m,總建筑面積約 97 538 m2。場(chǎng)區(qū)共布置鉆孔147個(gè),鉆孔間距按詳細(xì)勘察階段一級(jí)地基復(fù)雜程度原則進(jìn)行布設(shè)[6]??咨钜螅嚎咨畈恍∮?20 m,且入完整連續(xù)微風(fēng)化基巖不小于 7 m。

        根據(jù)鉆探揭露,場(chǎng)地內(nèi)地層自上而下依次為:第四系人工填土、第四系沖洪積粉質(zhì)黏土、不明成因含角礫粉質(zhì)黏土、溶洞、石炭系下統(tǒng)石磴子組大理巖。

        3 巖溶發(fā)育特征分析

        溶洞規(guī)模不一,全充填、半充填、空洞均有揭露,溶洞充填物成分以黏性土、粉細(xì)砂及角礫為主,性狀不一。本次勘察147個(gè)鉆孔中共有104個(gè)鉆孔揭露溶洞。溶洞視洞高 0.10 m~13.00 m(平均 2.85 m),層頂深度 7.40 m~46.30 m(平均 20.11 m)。鉆孔見洞隙率為70.5%,線巖溶率為32.32%,綜合判定本項(xiàng)目場(chǎng)地巖溶發(fā)育程度為強(qiáng)發(fā)育[7]。

        為了更直觀地了解場(chǎng)地各個(gè)區(qū)段巖溶發(fā)育情況,以鉆孔揭露巖溶的大小、形態(tài)、連通性、地下水情況作為巖溶發(fā)育程度的判別指標(biāo)[8](如表1所示),將場(chǎng)地巖溶發(fā)育程度分為微、中、強(qiáng)三個(gè)程度等級(jí)。通過統(tǒng)計(jì)分析得到了場(chǎng)地巖溶發(fā)育程度分區(qū)(如圖1所示)。

        巖溶發(fā)育程度判別表 表1

        圖1 巖溶發(fā)育程度分區(qū)圖

        4 基礎(chǔ)選型分析

        根據(jù)勘察成果分析,僅少量鉆孔在基坑底未到基巖,其他鉆孔坑底均已到基巖,基坑底板以下深、大溶洞主要分布于裙樓、地下室區(qū)域,主樓區(qū)域相對(duì)較少。在設(shè)計(jì)基坑深度條件下,擬建項(xiàng)目基礎(chǔ)形式可采用樁基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。

        4.1 樁基礎(chǔ)

        當(dāng)采用樁基礎(chǔ)時(shí),根據(jù)本地區(qū)經(jīng)驗(yàn),建筑物樁基工程多采用鉆(沖)灌注樁或旋挖樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等類型樁基。根據(jù)擬建工程地質(zhì)條件綜合考慮周邊環(huán)境因素,現(xiàn)將這幾種可能選用樁型的適宜性比選如下:

        (1)預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)

        此種樁型具有施工工藝簡(jiǎn)單快捷,工程周期短,工程費(fèi)用相對(duì)較低,質(zhì)量易控制的優(yōu)點(diǎn),但缺點(diǎn)是:?jiǎn)螛冻休d力相對(duì)較低,需采用多樁承臺(tái)基礎(chǔ),且會(huì)產(chǎn)生擠土效應(yīng)。另外,錘擊產(chǎn)生的振動(dòng),對(duì)擬建場(chǎng)地四周的現(xiàn)狀道路或現(xiàn)有建筑物會(huì)產(chǎn)生不良影響,且產(chǎn)生較大噪音,造成對(duì)附近居民的影響。場(chǎng)地內(nèi)地層界面起伏很大,樁基礎(chǔ)施工時(shí)配樁亦會(huì)存在一定難度,較難確保樁端放置在設(shè)計(jì)的持力層上和保證必要的設(shè)計(jì)樁長,且場(chǎng)地開挖至設(shè)計(jì)高程后,多數(shù)區(qū)域基巖出露,綜合判定該場(chǎng)地不宜采用預(yù)應(yīng)力管樁。

        (2)沖(鉆)孔灌注樁或旋挖灌注樁基礎(chǔ)

        鉆(沖)孔灌注樁或旋挖灌注樁具有以下優(yōu)點(diǎn):可適用于各種地層;樁徑及樁長選擇自由度大,樁長可隨持力層起伏而改變;不需截樁,沒有接頭,能使樁端較順利地達(dá)到持力層設(shè)計(jì)標(biāo)高;采用大直徑灌注樁時(shí),單樁總承載力大;施工時(shí)不需降水,可避免因樁基施工降水對(duì)環(huán)境造成不良影響。其主要缺點(diǎn)是:工程費(fèi)用相對(duì)較高;成樁工藝要求高,樁身質(zhì)量受施工工藝水平的影響較大;持力層判定不直觀、難于把握的問題;泥漿排放量大,存在泥漿污染場(chǎng)地,碴漿清運(yùn)困難,施工對(duì)周邊居民會(huì)產(chǎn)生噪聲污染。

        根據(jù)場(chǎng)地條件、施工設(shè)備、巖土條件、地下水及環(huán)境條件綜合分析,本工程樁基礎(chǔ)可采用沖(鉆)孔灌注樁或旋挖灌注樁基礎(chǔ),以完整微風(fēng)化基巖為樁端持力層。

        4.2 筏板基礎(chǔ)

        若采用筏板基礎(chǔ),需合理設(shè)計(jì)筏板厚度,基底以下溶洞處理建議為:①對(duì)基底以下淺層溶洞可采用換填、充填等處理方法;②對(duì)于深、大溶洞,可以采用豎向增強(qiáng)樁來提高承載力。

        4.3 巖溶地區(qū)施工應(yīng)注意的問題

        (1)巖溶地區(qū)半邊巖、斜巖面發(fā)育,可能造成樁基施工時(shí)卡鉆、埋鉆、樁身傾斜、樁端未全斷面入巖等問題,施工時(shí)應(yīng)注意合理設(shè)計(jì)施工方案。

        (2)施工時(shí)存在地面沉降、地面開裂、地面塌陷的風(fēng)險(xiǎn),施工前應(yīng)做好施工方案、巖溶處理方案及地面塌陷應(yīng)急預(yù)案。

        (3)受鉆孔數(shù)量、孔徑等因素限制,勘察資料并不能完全代表實(shí)際地質(zhì)情況,可能存在斜巖面、半邊巖、半邊溶洞等問題。

        (4)在注漿過程中漿體側(cè)壓力擠破周邊溶洞側(cè)壁,使樁身與周邊溶洞聯(lián)通,造成漏漿,從而使得充盈系數(shù)過大。

        5 結(jié) 論

        (1)本次勘察147個(gè)鉆孔中共有104個(gè)鉆孔揭露溶洞。鉆孔見洞隙率為70.75%,線巖溶率為32.32%,綜合判定本項(xiàng)目場(chǎng)地巖溶發(fā)育程度為強(qiáng)發(fā)育。

        (2)以鉆孔揭露巖溶的大小、形態(tài)、連通性、地下水情況作為巖溶發(fā)育程度的判別指標(biāo),將場(chǎng)地巖溶發(fā)育程度分為微、中、強(qiáng)三個(gè)程度等級(jí)。

        (3)根據(jù)勘察成果分析,結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn),擬建項(xiàng)目基礎(chǔ)形式可采用樁基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。

        (4)巖溶地區(qū)施工具有一定難度,容易出現(xiàn)一些問題,施工時(shí)應(yīng)注意。

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