巖溶夾軟塑層地質(zhì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工探討

羅 坤 生

(中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司,四川 成都 610081)

0 引言

在我國(guó)巖溶地貌的分布非常廣泛，項(xiàng)目地貌單元屬中低山巖溶地貌區(qū)，基巖上部風(fēng)化溶蝕嚴(yán)重，溶溝、溶槽(溶隙)、溶洞發(fā)育。在此次高層項(xiàng)目樁基礎(chǔ)應(yīng)用中，溶洞地質(zhì)情況較特殊，溶洞在塔樓下存在區(qū)域連成片現(xiàn)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(dòng)性較強(qiáng)，對(duì)灌注樁的成孔設(shè)計(jì)和后期樁混凝土澆筑造成困難。部分巖質(zhì)段為堅(jiān)硬完整的硬質(zhì)灰?guī)r，局部巖體較破碎，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，難以形成統(tǒng)一的技術(shù)措施，實(shí)施過程中需因地制宜。

1 地質(zhì)構(gòu)造

2 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和成孔方式

2.1 樁基礎(chǔ)及成孔選型

高層塔樓地下1層，地上22層，塔樓結(jié)構(gòu)為剪力墻，裙房為框架，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)。由于該地區(qū)基巖埋置較淺，巖石承載力高，采用灌注樁基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)合理，加之塔樓下有成片溶洞不適合采用筏板基礎(chǔ)。由于地質(zhì)條件為粘土和巖石，巖石埋置較淺，灰?guī)r強(qiáng)度較高，對(duì)完整堅(jiān)硬段的基巖采用機(jī)械鉆孔效率太低，旋挖鉆對(duì)這種堅(jiān)硬的巖石實(shí)施難度較大。參考地勘資料初步確定溶洞區(qū)域和非溶洞區(qū)域，分區(qū)域采用不同的成孔方法。非溶洞區(qū)域主要包括裙房部分，此區(qū)域采用人工挖孔樁，實(shí)施前組織專家進(jìn)行通過了安全性論證，對(duì)完整堅(jiān)硬的灰?guī)r采用水鉆施工。對(duì)溶洞區(qū)域采用機(jī)械成孔方式。

2.2 樁基持力層確定

2.3 機(jī)械成孔選擇

溶洞區(qū)域設(shè)計(jì)采用機(jī)械成孔方式，項(xiàng)目所在地機(jī)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(duì)灰?guī)r施工效率很低，需加鋼套筒，成本較高?；匦@對(duì)場(chǎng)地要求小，也不能使用在淤泥狀的軟塑層，對(duì)常規(guī)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(jìn)行回填，進(jìn)行水下混凝土澆筑，在成孔的過程中，回填的片石對(duì)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(shí)，一定程度減輕了軟塑夾層的流動(dòng)，為后期混凝土的澆筑提供條件。

2.4 廢樁、廢孔和擴(kuò)孔的設(shè)計(jì)處理

施工中有一根樁由于措施不當(dāng)，樁混凝土澆筑過程中出現(xiàn)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(huì)由于上部溶洞的塌孔造成卡鉆頭情況，需要舍棄鉆頭當(dāng)廢孔，由于施工勘察是在樁中心位置，勘察的只是一個(gè)點(diǎn)而樁基是一個(gè)圓形面，選好位置后，在成孔過程中也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)樁孔基礎(chǔ)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(dāng)這部分為空洞且較淺時(shí)可以采用素混凝土填充處理，其他情況可以向基巖方向擴(kuò)孔，上部結(jié)構(gòu)在擴(kuò)孔的反方向設(shè)置地基梁來承擔(dān)偏心造成的彎矩，對(duì)廢樁、廢孔設(shè)計(jì)上只能在附件位置補(bǔ)樁，在補(bǔ)樁、擴(kuò)孔設(shè)計(jì)之前，需要在附近選1處～2處補(bǔ)樁位置進(jìn)行施工勘察，根據(jù)施工勘察結(jié)果選擇合理位置。

3 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)措施

3.1 對(duì)軟塑狀粘土夾碎石層技術(shù)措施

由于軟塑夾層具有連通性，溶洞區(qū)域往往存在溶溝、溶槽(溶隙)地質(zhì)。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(shí)相鄰樁基混凝土在軟塑夾層段會(huì)出現(xiàn)串孔，施工過程中需要采取相應(yīng)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(shù)要求和重點(diǎn)

在巖溶地質(zhì)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(jī)械成孔需要在成孔前做施工勘察，施工勘察才能發(fā)現(xiàn)地基中隱藏的巖溶地質(zhì)情況，通過勘察孔點(diǎn)地質(zhì)情況確定樁底標(biāo)高和鉆孔深度。

4 結(jié)語

巖溶夾軟塑層地質(zhì)復(fù)雜而多變，項(xiàng)目實(shí)施過程中需要因地制宜，注重施工勘察，加強(qiáng)設(shè)計(jì)與后期施工的融合與溝通。對(duì)不同的情況采取不同的技術(shù)措施，對(duì)常規(guī)的技術(shù)做思考和組合總結(jié)應(yīng)用，才能應(yīng)對(duì)不同的復(fù)雜問題。

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