巖溶區常見問題及建議處理措施

摘要： 討論了巖溶地區勘察、設計及施工中的常見問題和建議處理方法，介紹了昆明新機場生產生活配套服務區云天苑（一期）一階段勘察、設計及施工中出現的問題和處理方法。

關鍵詞： 巖溶區勘察； 淺基礎和樁基礎共用；溶洞對基礎的影響、樁基施工

1、概況

擬建場地建筑物包括30棟11層、高度30-35m的小高層。擬建云天苑位于昆明市官渡區大板橋鎮內，地處亞熱帶區域，從地帶特征上屬亞熱帶喀斯特，該區域喀斯特發育的特點以溶蝕裂隙性洞穴居多，地形多為緩坡丘陵地帶或者饅頭狀丘陵，坡度一般介于10-25°。擬建場地在勘察過程中發現多處溶洞，印證了此點，本次勘察建筑物及基坑鉆孔183個（含引用鉆孔），揭露溶洞鉆孔72個（含引用鉆孔）；巖溶補孔鉆孔59個，補孔揭露溶洞鉆孔31個；補孔揭露土洞鉆孔2個，經統計，鉆孔見洞隙率為39.3%，線巖溶率為8.47%。按《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）第6.6.2條及表6.6.2對場地巖溶發育程度進行分級，綜合判定擬建場地巖溶發育程度整體為強發育。從勘察的角度評價擬建場地的穩定性和適宜性來看，基本穩定、基本適宜。

2、巖土工程詳細勘察階段對溶洞的探查：

在鉆探過程中發現溶洞之后，需要依據溶洞的揭露厚度規模決定是否需要在其四周剖面線上進行補鉆，根據我院多年的巖溶地區勘察經驗，若揭露厚度大于0.5m，則須在原鉆孔縱橫剖面線方向上間隔1.5m布設補孔，以查明該溶洞的發育規模、形態；若揭露厚度小于0.5m，則可不進行補孔鉆探；溶洞的鉆探深度可鉆至原鉆孔溶洞底板高程以下3.0m即可停鉆。若補孔揭露厚度大于原鉆孔揭露厚度，則在揭露厚度擴大的方向上繼續間隔1.5m進行補孔，直到揭露厚度出現收斂為止。

通過地質調查，查明場地內是否有溶溝溶槽、巖溶漏斗、巖溶塌陷等地質現象。若有須查明其發育規模，大小、深度等。對于巖溶塌陷可在其上部布設鉆孔以查明塌陷的基本情況（是否還有較大空洞，是否還會繼續發生塌陷等）。

4、設計階段的考慮：

地層情況：擬建場地上覆紅粘土，整體上呈堅硬～硬塑狀態，局部可塑狀態，該層層厚介于0.50m（鉆孔ZK34）～11.00m（鉆孔ZK22-1）之間，層頂埋深0.00～4.50m。層頂高程介于2108.78～2120.33m，擬建場地都有分布，其厚度相差十分懸殊。下伏基巖為二疊系下統陽新組（P1y）白云質灰巖：細晶結構，鈣質膠結，中厚～厚層狀構造，中等風化，間夾強風化薄層，該層鉆探揭露厚度介于0.50～23.30m（含溶蝕裂隙），層頂埋深介于0.00～21.00m，層頂高程介于2095.0～2119.94m，整個勘察場地均有分布。

從地層上來看雖然場地的地層簡單，且物理力學性質較好，但是考慮到基巖面起伏過大（大于30%），在考慮基礎設計的安全性和可行性的同時，考慮基礎設計的經濟性。對于基巖面起伏不大、巖溶不發育地段采用淺基礎型式，持力層采用紅粘土或者白云質灰巖均可；對于基巖面起伏較大地段的建筑物，則建議采用樁基礎和淺基礎共用；對于巖溶發育地段，勘察時建議樁基礎型式，同時建議建設方進行一柱一樁的施工勘察，確保樁底不存在破碎帶及溶洞、溶蝕裂隙等。其中樁基礎和淺基礎共用（條形基礎）的方案兼顧了安全性和經濟型，是巖溶場地比較值得推廣使用和借鑒的基礎方案。

3、施工過程中容易出現的問題和處理措施：

3.1基礎開挖后與勘察有誤？！

在初步設計為條形基礎的位置，場地開挖后，基巖出露，結果是在擬建建筑中間非基礎位置發現了溶洞，見下圖，該溶洞地表為近橢圓形，周長為4.3m，面積為1.2m2，位于第3軸交C軸的基礎位置旁，離基礎最近距離約為0.67 m，見附件1溶洞平面圖。經實測，該溶洞洞口長約1.2m，寬約1m，延伸方向與軸線成42°交角，最大寬度約1.1m，平面長度約1m，溶洞傾角約35°，斜長約 1.8m（延伸方向平行于地層產狀），經過釬探及挖掘，接合我院在周邊的施工勘察鉆探成果（鉆孔編號為35-51號）證實反方向無溶洞發育，反方向為白云質灰巖，從現地面（標高為2105.1m）以下7.41m為完整的白云質灰巖（單元層代號為③層）。底部充填有挖掘破碎后塌落的塊石（原始洞底充填有厚度約0.3m的軟塑狀粘土）。尚發現一道裂隙，地表為近長方形，周長為12.3m，面積為9.6m2，離第2軸基礎最近距離為1m，離第3軸基礎最近距離為0.74m最。針對此異常情況，設計單位發函建議將擬建第35棟高層基礎型式由條形基礎全部改為樁基礎。

我院收到設計單位的發函后，經過釬探及挖掘，接合我院在周邊的施工勘察鉆探成果（鉆孔編號為35-51號）證實反方向無溶洞發育，反方向為白云質灰巖，從現地面（標高為2105.1m）以下7.41m為完整的白云質灰巖（單元層代號為③層）。底部充填有挖掘破碎后塌落的塊石（原始洞底充填有厚度約0.3m的軟塑狀粘土）。

我院根據挖掘出來的溶洞與裂隙及換填區域，判定這是一個大的相連通的裂隙。并且這個裂隙范圍內無條形基礎。我院的處理建議，對軟土進行清除，以挖至基礎底5m為限（若軟土厚度達不到5m，以實際厚度為準），然后用C20砼進行換填。

之所以進行如此處理，而非盲目簡單的將條形基礎改為樁基礎形式，是因為我院在條形基礎部位進行了施工鉆探，確保基礎下無溶洞存在，并對露出地面的溶洞進行了認真踏勘，既不避諱責任，同時更加尊重實際的地質條件，用科學嚴謹的態度，經濟合理的解決了施工中出現的問題，為加快工期、降低成本做出了勘察應有的責任和義務，同時獲得了業主單位、設計單位和施工單位的一致好評。

3.2樁基礎施工與勘察成果不符

在第20棟的樁基施工過程中，在樁基礎開挖至設計高程后，基底一半為巖，一半為土，施工單位在告知設計單位后，發函我勘察單位，由于勘察的原因導致出現此問題，我院派遣技術負責人對施工樁基進行調查，經調查，勘察鉆孔正好位于樁基礎施工的巖石上，而未揭露到溶蝕裂隙，直接反映巖溶豎向發育的特征，也讓建設的五方主體認識到了該區域巖溶發育的程度和特點。

3.3本場地樁基施工出現的問題

巖溶地區樁基施工常見問題主要有卡鉆、漏漿、鉆孔偏斜、塌孔等質量安全事故。本場地采用樁基類型為旋挖成孔灌注樁，也出現了一些問題，我院在進行抽芯鉆探的時候，發現部分樁基下半段破碎且夾泥，抽檢21顆樁，5顆樁不合格，不合格率23.8%；經分析主要原因為1、施工隊伍未按規范、規程操作，交樁過程不設振動管；2、對于有巖溶裂隙較發育的孔壁，清除不干凈。3、對于穿越溶洞的樁基礎，未進行片石回填或者素混凝土回填。后續的處理結果尚未出來，這里就不做論述。

參考文獻：

[1] 常士驃，張蘇民.工程地質手冊[M].4版.北京：中國建筑工業出版社，2002.

[2] 袁道先.《中國巖溶學》.北京.地質出版社；ISBN：9787116014688