強發育巖溶地基下基礎處理方案綜合分析研究

楊欽富，黃 彪

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081）

現如今建筑行業的開發建設過程中，地基的完整與穩定對于建筑物的安全有著至關重要的影響。而巖溶區域基礎開挖遇半巖半土，影響建筑物整體穩定性問題，一直以來都是工程界難以回避的難題。

由于巖溶地區實際地質情況的復雜多樣，盡管規范已要求強發育場地勘察過程中需進行逐樁鉆探，甚至對孔徑大于2 m 的采用一樁多孔的鉆探方式，但溶溝溶槽等以半巖半土等形式存在的不規則發育巖溶特征仍然導致常規鉆探的勘察手段難以查清巖溶地基完整情況。往往就會出現勘察鉆探時巖芯完整而施工開挖時基巖面不完整，即揭露鉆孔大小的巖芯無法“以小見大”。那么在基礎施工過程中，基礎開挖后現場地勘按常規做法局部進行釬探，仍無法判斷下部持力層完整程度，作為勘察方，在樁基澆筑之后經檢驗發現持力層不滿足要求的難題又該如何去處理解決問題。本研究以某地塊1 號樓至6 號樓樓場區為研究對象，對其工程地質條件、水文地質條件等進行綜合分析，明確其施工開挖時遇半巖半土的成因，并根據規范要求在保證安全的前提下對已施工基礎提出建議處理措施，為其他巖溶強發育地區的勘察提供參考及借鑒。

1 工程概況

場區擬建工程為某地塊1 號樓至6 號樓，均為-2+34 層建筑物，經前期勘察設計，設計基礎主要采用柱基和樁基的形式通過，施工完成后按照程序引入第三方檢測機構采用抽芯檢測的方式進行樁基檢測。樁基檢測過程中發現少數已澆筑完成的樁基底部持力層基巖不完整，存在半巖半土的情況，為保證工程安全和質量，需查明出現與勘察及施工開挖時不一致的原因，并根據實際情況采用合理的處治措施。

2 場區工程地質條件巖溶發育情況

2.1 場區地形地貌

根據勘察設計資料，擬建項目位于貴州高原中部黔中丘原盆地，屬于巖溶洼地地貌，場區整體地勢較為平坦。擬建場區上覆第四系雜填土和紅粘土，下伏基巖為三疊系大冶組(T1d)灰色、灰白色薄～中厚層灰巖。

2.2 場區水文地質條件

場區的主要地表水體為距離區內北東側2 100 m 處為常年蓄水的百花湖水庫。場區地下水分為上層滯水和潛水，補給源主要是大氣降水，影響補給的因素主要有降雨量、降雨強度、地形地貌、巖石內裂隙的發育密度、地質構造及巖溶發育程度、巖性組合關系等。地下水的徑流與排泄主要受控于地質構造、地形地貌、巖性組合關系及地表水文網。結合測區實際情況，區內地下水徑流部位，一般為斜坡地帶，排泄區為谷地、洼地地帶，以泉點形式表現出來，流量大小受其補給面積的寬窄、巖層產狀的陡緩控制，分散排泄。地下水東高西低，總體由自東南向西北徑流，排泄口位于場區西側邊線以外。地下水位高于擬建地下室底板標高。

2.3 場區巖溶發育情況及處治建議

場區地表以規模不等的串珠狀溶洞、裂隙。勘察鉆孔遇溶洞、溶蝕裂隙的鉆孔數量占總數的9.1%，相鄰基巖面起伏大于5 m（如ZK2-36 與ZK2-28 之間），綜合確定為巖強發育場地，同時在鉆探深度范圍內主要表現為淺層的溶溝、溶槽、巖溶懸臂及溶蝕裂隙等巖溶形態，局部存在深層的串珠狀溶洞裂隙發育，發育深度不大。

圖1 場區見巖面高低起伏石芽聳立

勘察報告中的結論和建議寫明由于場區為巖溶強發育區域，后期進行信息化施工過程中，在基礎施工中，應加強驗槽工作，根據出現的問題，進行必要的補充勘探、測試與監測，針對具體條件修改地基與基礎設計及施工方案，并且在持力層設計深度對照地質柱狀圖和工程地質剖面圖進行驗槽，對發現的異常進行施工補充勘察（如釬探、鉆探、物探），查明存在問題，提出處理方案，協商解決。

3 場區基礎施工開挖概況及處治建議

3.1 條基、獨基施工開挖概況及處理建議

設計基礎型式中，除樁基外，獨立基礎與條形基礎均可見明顯基巖面，但在場區開挖整體可見基巖的情況，獨立基礎與條形基礎開挖過程中遇溶溝溶槽。

圖2 獨基、條基開挖遇泥槽

針對獨基、條基開挖遇泥槽情況，對應建議處理措施：（1）首先請施工單位現場進行釬探以確定溶槽發育深度和范圍。（2）根據釬探結果分情況進行處理：①2～3 m 以內見底且溶槽收斂，建議對該泥槽挖開清除充填物后采用跟基礎同標號混凝土進行換填；②3 m 鋼筋不見底且溶槽對基礎影響范圍擴大，進行補充勘察后建議更改基礎型式；③對基礎范圍內挨邊掛角及斜向泥槽，進行釬探后繼續下挖一定深度后至基礎范圍內無泥槽，對周邊泥槽開清除充填物后采用跟設計基礎同標號混凝土進行換填。

3.2 樁基開挖概況及處理建議

場地因地下水位過高，樁基孔樁開挖時無法采用人工成孔方式，因此設計孔樁采用機械成孔的方式進行樁基鉆孔，同時考慮到因巖體破碎及施鉆時多遇半巖半土，設計采用護筒進行鉆孔全過程跟進。根據現場開挖實際及隱蔽資料，見巖時多為半巖半土層，見巖標高與見全巖標高高差多達5 m 以上。現場驗孔時經由地勘、監理及設計三方共同確定，已對開挖至原設計標高仍為半巖半土的樁位進行加深，至開挖見全巖面以下0.5 m 再進行樁基澆筑。

4 樁基檢測概況及推薦處理方案

4.1 已完成樁基檢測概況及處理原則

基礎澆筑完成后，檢測單位按照相關要求對樁基進行抽芯檢測，每根澆筑完成的基樁取2 個鉆孔進行抽芯，合計于95 根已完成樁基中檢測出5 根樁下方持力層不完整，占比達5.3%。收到檢測單位和業主單位反饋的情況后，我勘察單位積極主動對問題產生的原因進行分析判斷，綜合確定了“鉆孔孔位復核-繪制檢測孔示意圖-物探驗證-判別孔施工勘察-判別巖溶發育情況-綜合推薦處理方案”的處理步驟，見圖3。按上述步驟對下部持力層出現異常的樁基進行勘察后，綜合推薦處理方案則是依據《貴州巖溶場地巖土工程勘察技術規程》（DB52/T 1336-2018）表C.1 節-巖溶處理的主要工程措施對應選擇合理的處治方法。其中灌漿法-沖孔后灌漿回填、梁板式跨越法-周邊找支點抬樁以及原樁破除后重新澆筑樁基至于溶洞標高以下穩定基巖上，這三種方法在工程處理中應用尤為廣泛。

圖3 檢測異常樁基復核處理流程

4.2 典型樁基處理案例介紹

根據現場情況，對每一根檢測出異常的樁基礎對應查清原因后“一樁一方案”，以確保安全性和經濟性，此處選用某工地施工現場典型樁基礎進行具體的案例分析。現場樁基Q-ZH15（對應勘察鉆孔編號為CZK128）在檢測出異常后，按照前述步驟：

（1）首先進行檢測孔及原勘察鉆孔位置分析，判斷各鉆孔位置距離并繪制示意圖見圖4。

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圖4 檢測孔與原勘察孔及樁心相對位置

（2）根據檢測孔及樁基開挖隱蔽資料，繪制檢測孔示意圖見圖5。

圖5 檢測情況示意

（3）根據檢測結果對兩個檢測孔采用物探手段進行驗證，本次采用鉆孔電視進行直觀觀測，見圖6。

圖6 相鄰檢測孔鉆孔電視觀

（4）根據檢測孔及原鉆孔孔位，增加判別孔進行施工階段勘察，增加的判別孔與前述檢測孔及原勘察孔孔位相對關系見圖7。

圖7 增加施工判別孔及巖溶發育

（5）綜合以上資料進行分析，結合鉆孔電視及判別孔可知，該處發育為一溶槽，發育方向為南西向，持力層整體存在較好的基巖。

（6）據此判定該處主要可采用如下三種處理方式，并經過比選和專家論證后采用方案3，在保證安全的情況下選取了節約成本處理快捷的方式。

①于周邊另找2 個支點進行抬樁，點位由設計確定后地勘進行補充勘察復核持力層是否滿足要求。

②破樁后將樁底置于1 195.14 以下并滿足相應設計嵌巖深度要求。

③采用高壓水槍對溶槽內軟塑狀紅粘土進行沖洗，經多次沖洗干凈后采用水泥砂漿進行回灌，回灌完成后經檢測單位重新檢測滿足相關規范要求方可。

5 結論

在滿足規范逐樁鉆探的勘察手段下，巖溶強發育區仍不可避免出現基礎范圍內半巖半土等持力層不滿足要求的情況，若基礎已澆筑完成，對樁基全部破除重做所花費的資金和時間成本過高，因此本研究通過工程實例分析得出以下處理方式可供借鑒：

（1）遇到檢測樁基異常的情況，可通過“鉆孔孔位復核-繪制檢測孔示意圖-物探驗證-判別孔施工勘察-判別巖溶發育情況-綜合推薦處理方案”的處理步驟對問題進行綜合分析。

（2）對下部持力層出現異常的樁基進行勘察后，綜合推薦處理方案可依據參考《貴州巖溶場地巖土工程勘察技術規程》（DB52 T 1336-2018）表C.1 節-巖溶處理的主要工程措施對應選擇合理的處治方法。可根據巖溶的發育程度選擇不同的處理方式，做到既能保證安全和質量，又節省建設成本。