巖溶夾軟塑層地質樁基礎設計和施工探討

羅 坤 生

(中國市政工程西南設計研究總院有限公司,四川 成都 610081)

0 引言

在我國巖溶地貌的分布非常廣泛，項目地貌單元屬中低山巖溶地貌區，基巖上部風化溶蝕嚴重，溶溝、溶槽(溶隙)、溶洞發育。在此次高層項目樁基礎應用中，溶洞地質情況較特殊，溶洞在塔樓下存在區域連成片現象，在溶溝、溶槽、溶洞的空隙空間填充有軟塑狀粘土夾碎石層，軟塑夾層的流動性較強，對灌注樁的成孔設計和后期樁混凝土澆筑造成困難。部分巖質段為堅硬完整的硬質灰巖，局部巖體較破碎，地質構造復雜，難以形成統一的技術措施，實施過程中需因地制宜。

1 地質構造

2 樁基礎設計和成孔方式

2.1 樁基礎及成孔選型

高層塔樓地下1層，地上22層，塔樓結構為剪力墻，裙房為框架，基礎設計等級為丙級。由于該地區基巖埋置較淺，巖石承載力高，采用灌注樁基礎經濟合理，加之塔樓下有成片溶洞不適合采用筏板基礎。由于地質條件為粘土和巖石，巖石埋置較淺，灰巖強度較高，對完整堅硬段的基巖采用機械鉆孔效率太低，旋挖鉆對這種堅硬的巖石實施難度較大。參考地勘資料初步確定溶洞區域和非溶洞區域，分區域采用不同的成孔方法。非溶洞區域主要包括裙房部分，此區域采用人工挖孔樁，實施前組織專家進行通過了安全性論證，對完整堅硬的灰巖采用水鉆施工。對溶洞區域采用機械成孔方式。

2.2 樁基持力層確定

2.3 機械成孔選擇

溶洞區域設計采用機械成孔方式，項目所在地機械成孔主要有三種：旋挖鉆，沖擊成孔，回旋鉆。旋挖鉆不能使用在淤泥狀的軟塑狀粘土夾碎石層，加之旋挖鉆對灰巖施工效率很低，需加鋼套筒，成本較高。回旋鉆對場地要求小，也不能使用在淤泥狀的軟塑層，對常規的土層和基巖施工效率都很低。故采用沖擊成孔，填充物采用片石進行回填，進行水下混凝土澆筑，在成孔的過程中，回填的片石對軟塑狀粘土夾碎石層有擠密作用，加固擠密軟塑段溶洞的同時，一定程度減輕了軟塑夾層的流動，為后期混凝土的澆筑提供條件。

2.4 廢樁、廢孔和擴孔的設計處理

施工中有一根樁由于措施不當，樁混凝土澆筑過程中出現串孔，樁底混凝土流失聲波檢查不合格成廢樁。沖擊成孔過程中可能會由于上部溶洞的塌孔造成卡鉆頭情況，需要舍棄鉆頭當廢孔，由于施工勘察是在樁中心位置，勘察的只是一個點而樁基是一個圓形面，選好位置后，在成孔過程中也會出現一個樁孔基礎大部分是基巖，還有小部分處于溶溝、溶槽(溶隙)位置，這小部分可能為空洞或軟塑層，當這部分為空洞且較淺時可以采用素混凝土填充處理，其他情況可以向基巖方向擴孔，上部結構在擴孔的反方向設置地基梁來承擔偏心造成的彎矩，對廢樁、廢孔設計上只能在附件位置補樁，在補樁、擴孔設計之前，需要在附近選1處～2處補樁位置進行施工勘察，根據施工勘察結果選擇合理位置。

3 樁基礎施工技術措施

3.1 對軟塑狀粘土夾碎石層技術措施

由于軟塑夾層具有連通性，溶洞區域往往存在溶溝、溶槽(溶隙)地質。在灌注樁基混凝土施工的過程中，混凝土容易漏漿，加之高層采用剪力墻下布置樁基，樁間距較近約2 m，施工時相鄰樁基混凝土在軟塑夾層段會出現串孔，施工過程中需要采取相應措施，在混凝土澆筑前在孔底可以用水泥漿封底，相鄰樁混凝土采用跳孔施工防止串孔，防止相鄰孔壓差過大。

3.2 施工勘察的技術要求和重點

在巖溶地質情況下，施工勘察是保證地基安全的必要措施，施工勘察要求每根樁都做勘察，人工挖孔樁是在成孔到巖石面后做施工勘察；機械成孔需要在成孔前做施工勘察，施工勘察才能發現地基中隱藏的巖溶地質情況，通過勘察孔點地質情況確定樁底標高和鉆孔深度。

4 結語

巖溶夾軟塑層地質復雜而多變，項目實施過程中需要因地制宜，注重施工勘察，加強設計與后期施工的融合與溝通。對不同的情況采取不同的技術措施，對常規的技術做思考和組合總結應用，才能應對不同的復雜問題。

參考文獻:

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[2] GB 50007—2011,建筑地基基礎設計規范[S].

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