石灰巖溶洞地區樁基工程檢測成果分析

楊旭

(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院有限公司,四川成都 611130)

石灰巖溶洞地區樁基工程檢測成果分析

楊旭

(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院有限公司,四川成都 611130)

我國的石灰巖溶洞情況被廣泛的分布在各地，而其水文地質構造和地質情況也非常的復雜，所以直接影響著樁基工程施工，而工程基樁施工一般是隱藏型的石灰巖溶洞。其往往隱藏在地層內，因為水流沖刷等自然因素的影響而構造出了類型不同的殘基土層和風化土層，從而使樁基施工面臨著重大的困難。而樁基施工過程中存在的溶洞問題以及相關的解決對策，既影響著樁基工程的施工工期，還直接影響著工程造價和工程質量。所以，對溶洞問題進行處理應該是樁基工程施工重點關注的事情。

石灰巖溶洞 樁基工程 檢測成果 分析

巖溶地區往往具有著狀況復雜的地下土質，地下巖帶也有著很大的起伏，溶洞具有著分布不規則和發育迅速的特征，而還具有著豐富的地下水，地下具備暗流通道，以上所述的特征直接影響著樁基工程施工。因為樁基工程可能會受到諸多因素的影響，所以對巖溶地區基樁工程的施工安全以及施工質量進行保證是尤為重要的。只有加強對與設計不符的一些樁進行檢測和分析，并對其具備的特殊性以及規律性因素進行掌握，才可以使樁基工程施工設計實現經濟合理、技術先進以及安全適用，從而對施工質量進行保證。本文主要對巖溶地區工程的地質特征和樁基檢測成果進行了具體的探討和闡述。

1 巖溶地區工程地質特征

1.1 軟件與地下水

巖溶地區基巖表面，往往會分布一層厚度有差異的軟土層，其軟土層往往為軟塑--流塑的狀態。其具備的地質特征差、天然含水量大以及承載力低等特征是導致建筑物沉降不均勻的重要因素。軟土的形成一般是通過地下水的頂托土層，慢慢的滲入到表面土層所形成的，它的厚度主要是受地下水位以及基巖面起伏的控制，大概為三到五迷之間。承壓水頂托土層將會形成一種特殊的浮托力。一旦地下水位下降，其浮托力就會減小，導致土層固結并壓縮變形，從而使工程地質特征被改變。

1.2 巖基面起伏不平

因為受氣候溫度因素的影響，而地下水和地下水也對石灰巖表面有著嚴重的腐蝕，所以致使基巖面呈現犬牙交錯和參差不齊的形態。基巖面起伏不平，其存在的高差大多在一米到五米之間，而局部地段的高差則能夠達到二十米，從而為處理地基的過程帶來很多的困難。

1.3 淺層溶洞

巖基面下面二到十五米的區域內所形成的溶洞，被稱之為淺層溶洞。其中往往會具備著大量的填充物，很長會見到空洞型。而巖溶地區在進行工程地質勘察時具備著很高的鉆孔見效率，最高可達到百分之八十。

2 樁基工程檢測分析

2.1 地下水與軟土對樁承載力產生的影響

某大樓整體框架為十五層，其地層主要由石灰巖、可塑粘土以及素填土等構成，很多的巖石都具備溶蝕問題，小溶洞也發育迅速，其石灰巖內具有非常豐富的裂隙潛水以及孔隙潛水等。人工挖孔樁可設計成六十二根，根據規范要求選擇三根樁進行靜載荷實驗，用來對單樁豎向抗壓具有的極限承載力進行確定，擴底直徑是1500毫米，而樁身直徑為1000毫米，混凝土芯具有的強度為C25，而需入巖八百毫米。試樁具有的最大試驗荷載都遠遠要比承載力設計值大。而每級加載是試驗荷載的十分之一左右。當試樁試驗荷載最大時，荷載維持時間變短，其荷載下降速度加快，樁沉降也急劇加快，但是不能對分級試驗所決定的承載力進行維持，則說明試樁遭到破壞，其荷載維持在4500kN。

檢測結果顯示試樁極限承載力沒有太大的差別，沒有達到擴底巖層具有的抗壓破壞強度，僅相當于砼強度等級C25和樁徑大約為800毫米的裝抗壓強度。事實表明試樁都能夠獲得極限承載力，且樁已經被破壞，充分的表明了樁擴地不能發揮自身作用。該形式擴底樁底部一旦擴大，則很難在擴底施工過程中對側面巖層擴大端進行支護。此土體自重偏大，含水豐富，且土質軟弱，致使擴底處出現塌陷，通過對樁基工程檢測結果進行分析研究可知，需要使樓層減少至十層，并通過硬塑黏土層承擔一些力，再使樁承臺面積增加，加厚底板，從而使底板配筋增加來對上層建筑荷載有效的增加。設計人員在對樁基工程進行設計時，需要充分的對工程地質特征和施工難度進行考慮，并對成樁手段以及樁施工構造圖進行調整。

2.2 巖基面起伏不平對樁承載力產生的影響

巖溶地區的地表到巖層面的距離大多為二十米，而在此范圍內靜壓力樁的施工速度很快，而且不會對周圍環境產生很大的影響，便于進行施工管理，尤其是單樁抗壓靜載試驗具有的合格率也很高，由此成為施工單位以及建設單位所廣泛應用的樁型，但是還有一些工地基巖面具有著起伏大的弊端，使其承臺樁間存在誤差，難以準確的對配樁進行控制，從而出現浪費的情況。例如，大型商住樓項目，勘察結果顯示二十米的時候就能到達基巖，但是其中樁被靜壓成為了5段9米長的預制方樁，而具有的壓力值僅為600kN，和中樁壓力值2000kN有著很大的差別，為了確保基礎穩固，該承臺增加了一根長為20米的鉆孔灌注樁，但此鉆孔成樁所用的砼要比計算的多三倍，其主要是巖層面軟土往往會受到基巖起伏、預制方樁被破壞以及溶洞的影響。而一些與樁類似的承臺，也都增加了相應的鉆孔灌注樁。因為沒有選取合理的對地基進選擇的手段，致使樁基工程的工期延長，其費用也隨之增加了百分之三十左右。由于石灰巖地區具有著基巖面起伏大的特征，所以對其進行設計時，需要充分的對處理手段進行選擇，其主要有高壓旋噴樁、沖孔樁以及鉆孔樁等地基處理手段。

2.3 淺層溶洞的影響

某綜合樓整體框架為八層，一共有四十二根挖孔灌注樁，根據要求選擇兩根樁進行靜載荷實驗，用來對單樁豎向抗壓具有的極限承載力進行確定。當試樁試驗荷載最大時，荷載維持時間變短，其荷載下降速度加快，樁沉降也急劇加快，但是不能對分級試驗所決定的承載力進行維持，則說明試樁遭到破壞，其荷載維持在2600kN。

根據相關的規定需要在端承樁樁底三倍樁徑的范圍中超前的對持力巖層的情況進行鉆探，但是一些建設企業為了減少施工成本，則安排施工企業通過人工使用風鎬的方法對基巖情況進行探查，這樣的話就會由于人為因素，而致使樁底巖層溶洞的實際情況不能得到體現，而樁基承載力也不能滿足設計要求。所以，一定要強調利用鉆機超前對端承樁進行鉆探，其鉆孔芯樣需要拍照存檔。

2.4 綜合因素對樁承載力產生的影響

某小區擁有三幢住宅樓，至今為止已經交付使用八年，但是從未出現問題，而今年年初有住戶反映存在著房屋樓板開裂以及墻體開裂等問題，待沉降觀測以后，發現房屋具有不同程度的下沉，其中具有地梁斷裂以及軸位沉降量偏大等情況，直接影響著上部結構的安全。其出現這種問題的具體因素為：第一，局部地質資料有誤，為設計選用樁造成很大的不安全隱患，其局部基礎樁端具有的持力層厚度與規范要求不符。第二，選取的地基處理手段較多，直接影響著小區基礎的穩定。此小區選取的地基處理手段為：鉆孔灌注樁、天然地基、沖孔灌注樁以及挖孔灌注樁等。其持力層有石灰巖和粘土。第三，缺少對土層和巖層間具有的透水性很強的軟弱層的關注，由于人為因素、后期開工工程以及自然因素的影響，則致使軟弱層固結收縮失水估計不足，并出現負摩阻力而把下拉荷載施加到基樁，以此使樁基承載力降低，從而使建筑物出現開裂和下沉的情況。

3 結語

在對樁基工程進行設計時，需要充分的對巖溶地區工程的地質特征有所認識和了解，而不同的地層特征，可以采取不用的樁基手段進行處理，使之可以實現高速、安全和經濟的指標。還需要對巖溶地區的人為影響因素、水文地質特征、自然影響因素以及后期開工工程進行重視，并充分的對地下水的抽取情況、水量大小、深基坑開挖、水文性質以及水位變化等進行了解，由此避免建筑物開裂、偏斜以及沉降等現象出現。如果想要確保樁基工程施工質量，就需要充分的對成孔質量檢測過程進行重視。

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楊旭,男,(1963.7-),四川成都,中國水電顧問集團成都勘測設計研究院有限公司,助理工程師,巖石力學試驗研究。