巖溶地區(qū)基礎設計和地基處理實例簡析

文/韋亮 廣西壯族自治區(qū)建筑科學研究設計院 廣西南寧 530005

1、巖溶地基的性質和特征

1.1 巖溶的性質

巖溶地貌也稱喀斯特地貌，是指可溶性巖石，特別是鹽酸鹽類巖石受到含有二氧化碳的流水溶蝕，并加以沉積作用而形成的地貌。巖溶的發(fā)育和形成致使建設場地和地基的地質工程條件大為惡化，因此，在巖溶地區(qū)進行工程設計時，必須對巖溶地質進行充分的分析研究，能夠預測并及時解決因巖溶而引起的工程地質問題。

1.2 巖溶發(fā)育特征

巖溶地貌的形成有一定的規(guī)律，基本表現是：

（1）自上而下的發(fā)展，溶蝕程度先強后弱。

（2）淺處溶洞中的填充物較多，深處溶洞中的填充物略少。

（3）地下水活動越活躍的地區(qū)溶洞較發(fā)育。

（4）溶洞發(fā)育在空間上的分布沒有任何規(guī)律，巖溶場地巖面起伏變化大，溶溝、溶槽、石芽、石筍等發(fā)育,有的溶洞呈串珠狀。

1.3 巖溶地區(qū)地下水特征

巖溶地貌的形成和地下水有著密不可分的關系，我們按照地下水存在的介質把它分為三類：

（1）存在于斷裂帶中，這類型的地下水具有很強的連通性。

（2）存在于殘積層和沖洪積層的孔隙中，這種類型的地下水滲透性很強。

（3）存在于下覆溶洞，暗河，溶蝕裂隙中，這種類型的地下水的水量巨大，連通性也很大。

1.4 巖溶地基的危害

巖溶不良地質構成的巖溶地基常常引起地基塌陷、承載力不足、建筑物不均勻沉降、基礎滑動等地基變形乃至破壞。隨著越來越多的工程項目興建在巖溶地區(qū)，加強巖溶地基的準確分析和評價，采取經濟的地基處理措施，選用合理的基礎形式，均具有重大的技術價值和經濟意義。

2、巖溶地區(qū)的基礎形式和地基處理方式

2.1 巖溶地區(qū)的基礎形式

巖溶地區(qū)地基基礎形式可為采用天然地基的淺基礎、地基處理后的淺基礎以及深基礎（樁基礎）等。工程中具體采用何種地基基礎形式應根據場地巖溶發(fā)育程度、水文地質條件與相應的場地和地基穩(wěn)定性評價結果并結合擬建建筑結構形式綜合分析采用。

2.2 巖溶地區(qū)的地基處理方式

若采用淺基礎，必要時須對地基進行人工加固處理，其處理方式如下：

換填法；

褥墊層法；

灌漿充填法；

剛性樁、半剛性樁、散體材料樁復合地基處理方法。

3、工程實例

3.1 工程概況

該項目位于廣西中南部某地級市，為商業(yè)辦公綜合樓，地上三十九層，地下二層,地下室為非人防地下室。房屋高度為147.95m（室外地面至主要屋面板處）。主樓為框筒結構，上部結構嵌固部位在筏板基礎面，本工程為非超限高層建筑。

3.2 地質概況

擬建場地自上而下各土層的工程地質特征如下：素填土①、紅粘土②、石灰?guī)r③、石灰?guī)r④、溶洞。地下水：本場區(qū)未發(fā)現地下水，水文地質條件簡單，可不考慮地下水對建筑物施工的影響。巖溶評價：本工程場地中的巖溶發(fā)育等級為巖溶弱發(fā)育，發(fā)育溶洞為垂直裂隙型出現為主，局部少數地段以水平裂隙為主，大部分被可塑～軟塑狀粘性土充填，少部分溶洞為空洞，水平方向多呈溶洞管道狀發(fā)育。基礎類型建議：擬建建筑主樓部分建議采用筏板基礎，以石灰?guī)r③或④作為基礎持力層。

3.3 基礎設計和地基處理

根據主體結構計算結果及《勘察報告》，本工程基礎型式采用平板式筏形基礎。筏板厚度為2400mm，板面標高為-10.95，為加強筏板剛度，在筏板中還增加設置暗梁。地基持力層為巖土工程勘察報告中所指的石灰?guī)r③、④,地基承載力特征值按fak=1400kPa，基礎設計等級為甲級。基礎設計圖紙如下圖左：

根據相關規(guī)范要求和《勘察報告》建議，在基礎筏板板底標高下作超前鉆，以判明基巖的完整性，超前鉆深度要求入完整基巖不少于8米。超前鉆孔點平面布置如上圖右所示。

根據超前鉆報告結果，如上圖所示，圖中空白部分的區(qū)域在筏板基底以下8米范圍內，均為較完整基巖；圖中填充斜線區(qū)域則在不同深度范圍內存在有大小不一的溶洞和溝槽，且大部分均充填有粘性土。經甲方、設計、勘察、施工、監(jiān)理五方會商，決定在斜線范圍內的基礎筏板底面標高以下繼續(xù)進行基坑開挖，邊挖邊清除溶洞、溝槽中所含泥土，挖至完整基巖面為止，再進行相應地基處理。經連續(xù)開挖后，發(fā)現基坑自西（左）向東（右）形成漏斗狀，東南角最深處達10米才出現完整基巖。

根據現場基槽開挖情況，參建五方經研究形成地基處理意見：清除掉超深部位基巖中所含泥土后，回填摻毛石C30素混凝土到接近筏板基礎底面標高,在其上做0.1米厚C20素混凝土墊層封閉基坑后，再進行筏板基礎施工。

該工程于2013年開工建設，2016年主體結構封頂，預計2018年中竣工交付使用。在施工期間至今按規(guī)范要求進行變形監(jiān)測，結果顯示主體結構變形及地基沉降均十分穩(wěn)定，滿足相關規(guī)范要求。

結語：

由上述項目的設計成果可以看出，為獲得穩(wěn)定可靠的地基來承載建筑物，可針對具體的地基巖溶分布狀況，靈活采用地基處理方式來對地基進行加固。對于巖溶地區(qū)，只有因地制宜來進行建筑結構基礎和地基加固設計，方能獲得較好的經濟效益和社會效益。