岩溶地区桩基选型浅谈
2016-10-17
1 引言
我国溶岩地区分布广泛，分布面积达到3.65×106 km2。近年来随着城市化进程的加快，我国建筑结构也变得日益复杂，岩溶地区高层建筑就需要相关勘察、设计、施工人员加强对岩溶地区的地质状况分析，并结合工程实际情况，选择合适的基础型式。
2 岩溶地区地质状况分析
岩溶地区由于溶洞、土洞、裂隙、暗河等不良地质条件的存在，在岩土体或建筑物的自重以及地下水的作用下，很容易发生涌水、地面变形、地基塌陷等事故，因此需要相关勘察、设计、施工人员做好岩溶地区地质状况及特征分析。
2.1 软土
在岩溶地区紧贴可溶岩上部往往分布一层厚薄不一的软土层。该层土在地下水的作用下，含水量大，呈软塑-流塑状态，承载力极低。
2.2 地下水
一般来说岩溶地区地下水富含丰富，根据赋存介质的不同可以分为孔隙水和岩溶裂隙水，其中孔隙水多赋存于冲洪积或残积土层中，其渗透性很强，岩溶裂隙水则多赋存于溶洞、岩溶裂隙中，其水量大。而且连通性好。
2.3 溶洞
岩溶地区多分布大小不一的溶洞、溶沟或溶槽，根据溶洞分布深度的不同，可以分为浅层溶洞和深层溶洞，其中浅层溶洞发育较强，有时甚至呈上下串珠状分布，浅层溶洞多由流塑一软塑状态的充填物充填，呈全充填或半充填状态，深层溶洞多为古老溶洞，呈半充填或无充填状态，深层溶洞连通时会形成地下暗河。
3 岩溶地区桩基应用的现状
针对岩溶地区的地质特征，目前其桩基型式多采用人工挖孔桩、钻（冲）孔灌注桩、预应力管桩或预制桩、夯扩桩、CFG桩等。
3.1 人工挖孔桩
人工挖孔桩便于进行基础持力层和孔底沉渣的控制。而且施工工期短，造价低，目前广泛应用于基岩埋深较浅和地下水较少的岩溶地区。
3.2 钻（冲）孔灌注桩
钻（冲）孔灌注桩虽然在施工过程中常会出现卡钻、掉钻、埋钻以及漏浆、塌孔、偏孔等现象，而且孔底沉渣也难以控制。但是其施工速度快，施工过程不受地下水的影响，而且施工安全，因此是目前我国岩溶地区应用较多的桩基型式。
3.3 预应力管桩或预制桩
预应力管桩或预制桩在施工过程中常发生滑桩、断桩等现象。因此目前在岩溶地区应用较少，只限于岩溶不发育和地下存在淤泥、土洞、流砂、暗河等岩溶地区。
3.4 夯扩桩、CFG桩
当拟建建筑对基础承载力要求较小时，夯扩桩、CFG桩及复合地基也可以适用于岩溶地区，其中夯扩桩多应用于多层建筑，CFG桩则多应用于高层建筑。
4 岩溶地区桩基选型问题及建议
广东翁源县翁江新城一期工程以及广州市常元哥弟家元工程为典型岩溶地区，笔者结合该两项工程的勘探资料。对岩溶地区桩基选型问题进行了简单分析，并提出了一些建议。
4.1 广东翁源县翁江新城一期工程
（1）工程概况
拟建的翁江新城一期详勘工程位于广东翁源县，17-23层高层住宅拟采用剪力墙结构；1层地下室埋深4m，拟采用框架结构及剪力墙结构体系，工程重要性等级为二级。
根据钻探资料，场地内地基土自上而下为人工填土及耕土（Qml+pd）、第四系冲积层（Qal）和残积层（Qel）、石炭系微风化灰岩（C），其中基岩局部裂隙发育，沿裂面有溶蚀现象。
（2）基础选型及建议
根据钻探资料及土工试验结果显示，拟建场地内的地基土主要由第四系冲积层、残积层粉质黏土组成，其工程地质力学性能一般，承载力不高，不能作为拟建建筑物持力层；场地内的岩面起伏极大，岩土性质变化大，微风化灰岩岩面倾斜，承载力高，可作为桩端持力层，因此建议拟建建筑采用桩基础，但是由于该场地岩面倾斜。管桩施工容易发生断桩或偏桩等现象，因此建议桩基型式选为钻（冲）孔灌注桩。
4.2 广州市常元哥弟家元工程
（1）工程概况
常元哥弟家元位于花都区迎宾大道西，拟建12幢18-26层高层住宅，拟采用剪力墙结构，地面以上高度61.20-86.00米，地下室1-2层，地下室埋深分别为5m和9m，拟采用框架结构及剪力墙结构体系，工程重要性等级为二级。
根据钻探资料显示，场地内地基土自上而下分别为人工填土（Qml）、第四系冲积层（Qal）、残积层（Qel）、石炭系微风化灰岩（C），其中基岩岩层岩面倾斜，溶洞发育。
（2）基础选型及建议
根据钻探资料及土工试验结果显示，拟建场地内的地基土主要由粉质粘土、粉细砂和粗砂组成，其工程地质力学性能一般，承载力不高，且在局部地段见淤泥质土等软弱土层分布，其工程地质力学性能差，易震陷沉降，不能作为拟建建筑物持力层；场地内的岩面起伏极大，岩土种类多，性质变化大，微风化灰岩岩面埋藏深，承载力高，可作为桩端持力层，因此结合当地建筑经验，建议拟建建筑采用桩基础，不宜采用浅基础及锤击预制桩。由于该场地岩面倾斜，管桩施工容易发生断桩或偏桩等现象，因此建议桩基型式选为钻（冲）孔灌注桩。
5 结论
通过以上分析，岩溶地区桩基的选择应注意以下几点。
（1）当上覆土层较厚而且侧摩阻力较大时应优先考虑摩擦桩，从而有效避开下部溶洞；当上覆土层较薄而且侧摩阻力较小时，可考虑采用低承载力的群桩端承桩，以减小溶洞顶板荷载。
（2）当地下水较少且基岩埋深较浅时可以考虑采用人工挖孔桩，当地下水含量较大时可以考虑采用钻（冲）孔灌注桩或预应力管桩、预制桩，但无论采取何种桩型都应该探明下部溶洞的发育、充填等情况，保证桩基的施工质量和安全。
（3）《建筑地基基础设计规范》规定“嵌岩灌注桩桩端以下三倍桩径范围内应无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布；并应在桩底应力扩散范围内无岩体临空面。”岩溶地区地质复杂，岩面高低变化极大，且溶洞内多有填充物，尚无可靠的物探办法能充分探明地下岩溶的分布以规避桩底存在溶洞的风险。
参考文献
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