貴州巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)基礎(chǔ)類型及施工注意事項(xiàng)

杜景云

貴州省地礦局111地質(zhì)大隊(duì) （貴陽 550008）

貴州省位于云貴高原東部，大部分地區(qū)是高山峽谷地貌，以碳酸鹽巖廣布，地質(zhì)環(huán)質(zhì)十分脆弱，各類地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。所以貴州巖溶區(qū)的地基較其他巖溶地區(qū)的地基又有其特殊性。本文以六盤水市名都商業(yè)廣場巖土工程勘察報(bào)告為基礎(chǔ)，以期為貴州巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)基礎(chǔ)類型的選擇提供參考，以及提出施工過程中應(yīng)注意的問題。

1 工程概況和勘察方法

1.1 工程概況

工程占地面積191.70×42.90 m2，設(shè)計(jì)層高12～23層，單柱荷重14500～11000 KN，裙樓2層，擬定(0.00標(biāo)高相當(dāng)于勘察假設(shè)標(biāo)高100.50 m，有一層地下室，層高-4.20 m。

1.2 勘察方法

為全面查清地基巖土性質(zhì)，巖溶洞隙發(fā)育情況，穩(wěn)定巖層的埋藏深度及其地下水位等，本工程采用鉆探，室內(nèi)巖土試驗(yàn)、鉆孔超聲波測試及單孔法PS波速度檢層測試等勘察手段及方法。

本次勘察分別采取巖、土進(jìn)行室內(nèi)測試，土樣作天然含水量、孔隙比、液塑限、剪切、壓縮等常規(guī)測試；巖樣做含水容重、飽和單軸抗壓強(qiáng)度測試及超聲波測試。

2 勘察結(jié)果

2.1 地層巖性

據(jù)鉆探揭露，場區(qū)地層巖性自上而下分述如下：

(1)耕植土層（Qpd）：松散，含植物根系及有機(jī)質(zhì)，厚度0.30～0.50m，平均0.38 m，遍布場地區(qū)。

(2)紅粘土層（Qal）：細(xì)膩，中下部含白云巖風(fēng)化殘屑。據(jù)其含水比，將場地紅粘土層分為：

①硬塑次生紅粘土層（YS）：厚度0.90～5.20 m，平均3.31 m，遍布整個場區(qū)。

②可塑次生紅粘土層（KS）：厚度0.80～8.20 m，平均2.05m，零星出現(xiàn)。

③軟塑次生紅粘土層（RS）：厚度最大9.30 m，分布于溶蝕作用強(qiáng)烈的溶蝕溝槽及溶蝕洞隙內(nèi)。

2.2 基巖（C3mp）

白云巖，中厚層狀，節(jié)理裂隙及溶蝕現(xiàn)象發(fā)育，見方解石細(xì)脈，鐵質(zhì)浸染面及蜂窩狀小溶孔。據(jù)其風(fēng)化狀態(tài)可分為：

強(qiáng)風(fēng)化白云巖：巖芯砂狀，厚度0.40～2.80 m，平均1.56 m，零星出現(xiàn)。

中風(fēng)化白云巖：巖芯碎塊狀～短柱狀，長柱狀少見，由于溶蝕洞隙的存在及擬建物部位的不同，揭露厚度平均10.57 m。

2.3 巖溶

場地基巖屬碳酸鹽可溶巖，根據(jù)鉆探資料，場地巖溶洞隙發(fā)育情況具體特征如下：

(1)場地巖溶為覆蓋型，本次勘察共施工揭露巖石鉆孔248個，其中遇巖溶洞隙的鉆孔63個，鉆孔遇洞率25%，統(tǒng)計(jì)資料表明，場地白云巖層中的巖溶發(fā)育程度屬中等發(fā)育。

(2)巖溶洞隙均被軟塑次生紅粘土全充填，無空溶洞存在。

(3)本次勘察共揭露72個洞隙，洞高小于1.00 m的32個，占44%；洞高1.00-2.00 m的15個，占21%；洞高2.00-3.00 m的5個，占6%；洞高大于3.00 m的20個，占28%。統(tǒng)計(jì)資料表明，場地巖溶洞隙規(guī)模大小不等，但以小洞隙為主。

(4)場區(qū)表層巖溶發(fā)育，鉆探提示深度內(nèi)巖溶洞隙隨著深度的增加，巖溶洞隙的發(fā)育程度逐漸降低。

2.4 巖土單元物理力學(xué)指標(biāo)及地基設(shè)計(jì)參數(shù)的建議值

本次勘察共采取土樣20件，其中硬塑7件，可塑13件，巖樣30件進(jìn)行室內(nèi)測試，根據(jù)GB50007-2002的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理.

在計(jì)算過程中，全部巖樣測試結(jié)果參加統(tǒng)計(jì)時，變異系數(shù)較大，故統(tǒng)計(jì)時去掉濕抗壓強(qiáng)度小于20.00Mpa的巖樣6個，大于40.00Mpa巖樣4個。同時將高徑比1:1的結(jié)果乘以0.89拆算為1:2后標(biāo)準(zhǔn)樣后才進(jìn)行計(jì)算。從計(jì)算結(jié)果，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）有關(guān)規(guī)定，由巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度指標(biāo)準(zhǔn)值乘以拆減系數(shù)得巖石地基承載力特征值，考慮施工因素及建筑物使用后風(fēng)化作用的繼續(xù)，拆減系數(shù)取0.2。綜合各方面因素考慮，場區(qū)巖土層地基承載力及其相應(yīng)的物理力學(xué)指標(biāo)建議采用表1所示參數(shù)。

表1 巖土層地基承載力及其相應(yīng)的物理力學(xué)指標(biāo)建議

中風(fēng)化白云巖節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖石較硬，巖芯一般呈塊狀～短柱狀，長柱狀少見，巖芯采取率50%左右，鉆孔超聲波測試縱波速度Vp=2258-4710 m/s，平均4200m/s，新鮮巖樣（Vp≥5000m/s）室內(nèi)超聲波測試縱波速值為5516 m/s，根據(jù)GB50021-2001計(jì)算：

中風(fēng)化白云巖體完整程度分類為較完整。經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算中風(fēng)化白云巖飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為24.95Mpa，屬較軟巖，完整程度分類為較完整，故巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ類。

3 地基基礎(chǔ)方案分析及建議

3.1 持力層的選擇

擬建物層數(shù)較多，基礎(chǔ)荷載較大，從場地的實(shí)際情況分析，覆蓋土層厚薄不均，中風(fēng)化白云巖分布連續(xù)，故選擇中風(fēng)化白云巖作天然地基持力層是最為經(jīng)濟(jì)合理的地基方案。

3.2 基礎(chǔ)方案及基礎(chǔ)埋深的建議

(1)根據(jù)場地的實(shí)際情況考慮，建議基礎(chǔ)方案以樁與獨(dú)立柱基相結(jié)合，在地下室開挖到位后，完整巖體埋深小于3.00 m的采用獨(dú)立柱基，反之則采用樁基礎(chǔ)?？紤]到六盤水地區(qū)屬巖溶塌陷強(qiáng)烈發(fā)育區(qū)，大流量抽水，易引起新的巖溶塌陷，危及周邊建筑安全，現(xiàn)六盤水地區(qū)采取的沖擊成孔樁已經(jīng)很好的解決了這個問題，該方案的優(yōu)點(diǎn)是不需要抽水。

(2)根據(jù)各柱位具體的荷載情況，確定不同的樁徑及基礎(chǔ)斷面尺寸，減少開挖方量及砼填方量。

(3)巖面起伏較大地段，適當(dāng)加大基礎(chǔ)埋深以避免基礎(chǔ)應(yīng)力擴(kuò)散角范圍內(nèi)有臨空面的存在。4.3基坑的檢測和施工建議

場地地基巖溶發(fā)育，發(fā)育深度實(shí)難一一查清，巖溶洞隙制約了地基的穩(wěn)定性；另一方面，擬建工程荷載較大，對地基質(zhì)量要求高，地基主要受力層深度內(nèi)一旦有隱伏不明的巖溶洞隙存在，在基礎(chǔ)壓力作用下地基發(fā)生強(qiáng)度破壞造成工程隱患。加強(qiáng)基坑檢驗(yàn)和監(jiān)測的意義重大。

溶蝕洞隙中的軟塑紅粘土易產(chǎn)生“流動”對此在樁孔施工過程中應(yīng)加強(qiáng)護(hù)壁措施，以保證施工安全。采用沖擊成孔樁在即將到達(dá)擬定的基底標(biāo)高時，應(yīng)控制沖程，盡量避免由于沖程過大而引起基礎(chǔ)底部完整巖體遭到破壞。

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