龍巖城南T1綜合樓場地的巖溶分布特征與處理

張　桂

（福建省核工業(yè)二九五大隊(duì)，福建龍巖364000）

龍巖城南T1綜合樓場地的巖溶分布特征與處理

張桂*

（福建省核工業(yè)二九五大隊(duì)，福建龍巖364000）

龍巖城南T1綜合樓場地處河流一級階地上，地形較為平坦開闊；場地地層上部為沖洪積層，下部基巖為灰?guī)r。場地上部的沖洪積層厚度較大，部分地段有土洞分布；下部灰?guī)r中巖溶發(fā)育，溶洞高度變化大，場地灰?guī)r頂面標(biāo)高相差大，場地工程地質(zhì)條件復(fù)雜，通過對本場地的巖土層分布特征及力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，場地基礎(chǔ)不宜采用淺基礎(chǔ)形式，適宜采用樁基礎(chǔ)，以灰?guī)r為基礎(chǔ)持力層，采用沖孔樁施工。

建筑；場地；巖溶；分布；處理

1　概述

擬建的T1綜合樓位于龍巖市城區(qū)南側(cè)，設(shè)計(jì)為辦公及寫字樓，建筑占地面積為1506m2，總建筑面積為33572.19m2，設(shè)計(jì)地上24層，高度99.90m；地下室2層，高 10.10m。擬采用框筒結(jié)構(gòu)，核心筒總重約39728kN。設(shè)計(jì)室內(nèi)地面標(biāo)高為360.80m。

由于本場地下伏基巖為灰?guī)r且?guī)r溶發(fā)育，勘探點(diǎn)按逐樁布置，勘探孔的終孔深度要求鉆至完整灰?guī)r厚度不小于8m，有溶洞時需穿過并重新計(jì)算其厚度。若溶洞發(fā)育，完整灰?guī)r厚度不滿足該要求，勘探孔深度不小于80m。

2　場地的地形地貌

擬建場地在龍巖盆地南側(cè)，地形較平坦開闊。場地建筑紅線范圍內(nèi)無地下管線設(shè)施，為龍巖盆地的沖洪積階地地貌，經(jīng)人工整平后，場地總體較平坦，整個場地標(biāo)高介于355.65～361.87m之間，場地相對高差約0.50～6.22m。

3　場地的地質(zhì)概況

3.1場地的區(qū)域地質(zhì)概況

區(qū)域上，本場地位于呈北北東向展布的閩西南坳陷的中南部，北北東向的區(qū)域性的政和—大埔深斷裂帶從場地東側(cè)5～10km處經(jīng)過，南北向的泰寧—龍巖大斷裂帶從場地西側(cè)6～10km處經(jīng)過。區(qū)域性斷裂構(gòu)造對本場地?zé)o影響。

據(jù)區(qū)域資料本場地未見活動性斷裂構(gòu)造通過，屬地質(zhì)構(gòu)造活動相對穩(wěn)定地塊。

3.2場地的巖土層特征

⑤中風(fēng)化灰?guī)r（P1q）：二疊系棲霞組，灰色、灰黑色；隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造為主，少量中厚層狀，層理傾角平緩，一般為15°～25°，礦物成分以方解石為主，裂隙較發(fā)育—不發(fā)育，巖芯以柱狀為主，局部夾碎塊狀，局部見溶蝕現(xiàn)象，巖體較完整—完整，屬較軟巖—較硬巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級，RQD一般為15%～55%。層頂埋深14.70～51.80m，層頂標(biāo)高307.92～343.16m，揭示厚度0.44～13.72m，未揭穿，巖面起伏較大，存在臨空面。

⑥土洞：全充填，充填物一般以軟塑—流塑狀含礫粉質(zhì)粘土，部分半充填、部分無充填，場地部分鉆孔中見到，層頂埋深 24.50～51.50m，層頂標(biāo)高 305.33～336.43m，揭示高度為0.50～11.00m。

⑦溶洞：全充填，充填物呈軟塑—流塑狀含礫粉質(zhì)粘土，部分半充填、部分無充填，場地所有鉆孔均見有溶洞，層頂埋深 15.20～86.30m，層頂標(biāo)高 273.97～342.79m，揭示洞高為0.50～42.90m。本場地的典型工程地質(zhì)剖面圖見圖1。

3.3場地的水文地質(zhì)特征

本場地地下水主要為賦存于卵石中的第四系的孔隙潛水和賦存于灰?guī)r中的巖溶裂隙承壓水，其次為各粘性土層中的孔隙潛水。本場地勘察深度內(nèi)各粘性土層均為弱透水層，卵石為強(qiáng)透水層且富水性較好；由于卵石層和灰?guī)r間有粉質(zhì)粘土層，因此第四系孔隙潛水與巖溶水不具水力聯(lián)系。

上部孔隙水主要靠大氣降水、地表水及地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給，并通過蒸發(fā)及地下水側(cè)向徑流等方式排泄，地下水總體流向北東。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，上部孔隙水混合水位標(biāo)高一般為353.85～355.02m。場地豐水期地下水水位可上升1.0～2.0m，年水位變幅在1.00～2.0m左右。

灰?guī)r中的巖溶水具承壓性，水位標(biāo)高為345.16～348.3m之間；巖溶區(qū)地下水具連通性，賦水量大。

4　場地的工程地質(zhì)評價

4.1巖溶的發(fā)育特征

（1）根據(jù)本場地的特征，灰?guī)r的頂板埋藏深度分別在14.70～51.80m之間；場地巖溶按埋藏條件分類，西側(cè)灰?guī)r埋藏深度多在14.70～17.30m間，為淺覆蓋型巖溶；東側(cè)灰?guī)r埋藏深度多在20.70～51.80m之間，部分為深覆蓋型巖溶。

（2）所有的灰?guī)r均位于卵石層中的孔隙潛水水位以下。

（3）巖溶發(fā)育特征：灰?guī)r溶洞高度差別大，本場地在0.50～42.90m之間，且多具連通性；溶洞充填物大多為流塑—軟塑狀含礫粉質(zhì)粘土充填，部分半充填，少量無充填。

（4）巖溶的發(fā)育強(qiáng)度，主要采用巖溶的面巖溶率和線巖溶率等評價。面巖溶率：本場地的所有鉆孔均見有溶洞，面巖溶率KA=100%；線巖溶率：見于灰?guī)r中的所有深度，巖溶數(shù)量為1～7個，線巖溶率KL=6.2%～61.7%。

（5）巖溶的發(fā)育部位，具有明顯的不確定性。平面上，巖溶呈片狀分布；豎向上，灰?guī)r埋藏較淺時，溶洞高度較小但數(shù)量較多，下部的溶洞高度大；灰?guī)r埋藏較深時，溶洞高度較小且數(shù)量也較少。

（6）灰?guī)r頂面高差大。如西側(cè)二孔之間，灰?guī)r頂面標(biāo)高相差38.10m，水平間距僅15.47m，巖面傾角達(dá)68°；東側(cè)與中部灰?guī)r頂板標(biāo)高相差 31.10m，距離15.29m，巖面傾角達(dá)64°。南北方向，灰?guī)r頂板標(biāo)高相差相對較小。

可以知道，本場地的灰?guī)r分布區(qū)，巖溶發(fā)育且?guī)r溶率高，場地的工程地質(zhì)條件差。

4.2各巖土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及主要設(shè)計(jì)指標(biāo)建議值

（1）根據(jù)本場地的巖土的地層特征，各巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值見表1；

表1　主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值表

（2）各巖土層的主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

表2　主要設(shè)計(jì)參數(shù)建議值

4.3場地巖溶的處理措施

本建筑物的高度大，為24層，高99.90m，要求的承載力較高。但場地上部土層厚度大強(qiáng)度低，不能滿足地基的強(qiáng)度要求；場地適宜采用樁基礎(chǔ)。

采用樁基礎(chǔ)時，一般應(yīng)以中風(fēng)化灰?guī)r為樁基礎(chǔ)持力層，且應(yīng)確保樁端之下一定深度內(nèi)無溶洞存在，如存在溶洞，則應(yīng)根據(jù)巖體完整程度對洞頂巖體厚度與洞高的比例關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)算，必要時對洞底溶洞注漿處理，確保安全。當(dāng)75m內(nèi)無中風(fēng)化巖層分布，宜采用摩擦樁基礎(chǔ)，樁長和樁徑經(jīng)計(jì)算確定，并采用后注漿處理。

樁中的土洞在樁基施工時可順便處理，無需采取專門處理措施。

樁與樁之間未發(fā)現(xiàn)的土洞和溶洞，由于采用端承樁，一般無需處理。

5　結(jié)論

（1）場地為灰?guī)r分布區(qū)，灰?guī)r中巖溶發(fā)育。

（2）灰?guī)r中溶洞高度差別大，且多具連通性；溶洞充填物少量無充填，大多為流塑—軟塑狀粉質(zhì)粘土。

（3）場地巖溶為淺覆蓋型巖溶及深覆蓋型巖溶。

（4）采用樁基礎(chǔ)，應(yīng)以中風(fēng)化灰?guī)r為樁基礎(chǔ)持力層，且應(yīng)確保樁端之下一定深度內(nèi)無溶洞存在，如存在溶洞，則應(yīng)根據(jù)巖體完整程度對洞頂巖體厚度與洞高的比例關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)算，必要時對洞底溶洞注漿處理，確保安全。當(dāng)75m內(nèi)無中風(fēng)化巖層分布，宜采用摩擦樁基礎(chǔ)，樁長和樁徑經(jīng)計(jì)算確定，并采用后注漿處理。

（5）樁中的土洞在樁基施工時可順便處理，無需采取專門處理措施。

（6）樁與樁之間未發(fā)現(xiàn)的土洞和溶洞，由于采用端承樁，一般無需處理。

（7）土洞和溶洞充填物呈欠固結(jié)狀，對樁基會產(chǎn)生一定的負(fù)摩阻力影響。

（8）場地內(nèi)存在卵石中的潛水和巖溶裂隙巖溶水，在沖（鉆）孔樁施工時可能會使混凝土產(chǎn)生一定的離析作用，應(yīng)嚴(yán)格控制好泥漿濃度，并適當(dāng)提高水泥標(biāo)號。

（9）基巖面變化較大部位，樁端全斷面應(yīng)進(jìn)入持力層一定深度，傾斜度大于30%的中風(fēng)化巖，宜根據(jù)傾斜度及巖石完整性適當(dāng)加大嵌巖深度，以保證傾斜巖面樁端的穩(wěn)定性。

（10）采用沖（鉆）孔灌注樁，其所產(chǎn)生的泥漿及噪音會對周邊環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，應(yīng)妥善處理。沖樁震動也會對周圍環(huán)境造成一定影響。

（11）沖（鉆）孔灌注樁施工時由于震動和對地下水水位升降變化的持續(xù)影響可能造成場地及其附近土洞的突然發(fā)展，引起地陷和地表開裂，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測措施。

［1］中華人民共和國建設(shè)部.GB50021-2001巖土工程勘察規(guī)范［S］.2009年版.中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［2］福建省建筑設(shè)計(jì)研究院.DBJ13-84-2006巖土工程勘察規(guī)范［S］.福建科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

［3］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.中國建筑工業(yè)出版社，2010.

［4］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50007-2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［5］中華人民共和國建設(shè)部.JGJ 94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

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1004-5716（2016）08-0019-04

2015-08-06

2015-08-06

張桂（1981-），男（漢族），福建龍巖人，工程師，現(xiàn)從事巖土工程、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)等工作。