岩溶地区工业建筑基础设计探究

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1、岩溶地区工业建筑基础设计探究　　摘要：岩溶地区的地基基础设计很重要，合理的设计能节约投资成本，不合理的甚至造成建筑安全事故的发生，造成经济损失。本文根据笔者多年的工作经验，对岩溶地区建筑的基础设计进行分析，供同行借鉴参考。关键词：岩溶地区；基础设计中图分类号：P642.25文献标识码：A文章编号：引言在地质条件较复杂的岩溶地区采用冲孔桩方法施工，质量、工期、造价及结构安全都无法控制，主要表现：（1）桩的垂直度难控制因设计桩位的周边岩状分布不均匀，冲孔施工时锤端反力不均匀，虽然通过往桩孔抛石处理，亦很难控制桩的垂直度。如笔者处理过这样一个桩，桩位施工前超前钻反应，该桩的设计

2、桩长为16m，9～16m之间存在3个葫芦状的溶洞，洞内均有冲洪积粘土。设计采用冲孔桩，但在施工到16m时，冲绳断，4t的冲锥落入桩孔中，无法取出冲锥，更不可能继续冲孔施工。现场施工人员决定，原孔填砂，再采用原位人工挖孔桩施工。事实上在挖孔到13m时，在9～13m8之间原桩位的垂直偏差已到500mm，孔周边岩分布不对称且存在滚石现象，无法继续人工挖孔施工。最后结果是修改设计，采用梁托柱的方法，选两个桩位，通过超前钻确认桩端持力层后再采用大直径桩施工。就处理这一个桩前后施工工期为6个月，相关的工程造价是预算的6倍。总之，岩溶地区的冲孔桩，桩的垂直度很难控制，且桩越长越难控制。

3、（2）桩端持力层难控制冲孔桩终孔要求往往结合超前钻反应的桩长情况进行控制。但桩端岩面不是实际的一个平面，往往凹凸不平，甚至有3/4边区域已到入岩，1/4区域还是土，更可能桩端呈漏斗桩，中心是土，周边是入岩等。超前钻只反应其中的一个或者几个点到岩面的情况，而成桩后的抽芯检测确反应桩端为土的情况等等。深圳龙岗某工地，采用人工挖孔与冲孔桩，在桩基抽芯检测过程中不断发现桩端持力层不稳定，或溶蚀或桩端仍然是土，全部500余条大直径桩中，有300余条检测不合格。因此，类似问题很难控制，处理难度大，且存在结构不安全隐患。一、工程概况某工程总建筑面积约16万m2，由5栋高层办公楼组成，地

4、上60～80m,815～20层，地下一层，结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙结构，典型标准层平面，最大柱底轴力标准值约为22000kN。地基属石灰岩岩溶地区，溶洞较发育，土洞一般发育，并存在土岩临空面，且岩面起伏较大，典型剖面见图1，2。最深处距基底约5Om，个别钻孔60m未见基岩，最浅处出露于场地地面。图1土层剖面35-35图2土层剖面37-37二、基础设计（一）地下室层数的确定原建筑方案为地下二层地下室，基底埋深大约为llm，结构专业早期介入后发现，该深度已低于部分石灰岩面，基坑开挖过程中会揭露岩溶裂隙中的地下承压水。如采用排水降水的方法，会导致诸多难以解决的问题。一是水

5、量将会很大，溶洞间水量补充充分，降水费用很高，甚至很难将水位降到位:二是相邻建筑和道路的安全会受到影响，三是抽水会造成土洞及溶洞的进一步发展，对本工程基础安全影响不利。所以必须采取探明地下水的补充途径，即溶洞裂隙走向，利用止水帷幕等方法控制抽水量。此种方法工程量巨大，且对勘察准确性要求很高。综合考虑投资和建筑功能的关系，与业主洽商，最终改为一层地下室，并适当提高了正负零标高。（二）基础方案的选择8由于上部荷载较大，天然地基难以满足要求，必须采用深基础或进行地基处理，供选择的基础方案主要有以下几种:大直径冲孔灌注桩、地基处理(CFG桩)、预应力管桩一筏板基础。业主从工期造价

6、角度出发，认为后两者较优。（1）地基处理(CFG桩)水泥粉煤灰碎石桩，即CFG桩，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高豁结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成的复合地基。CFG桩具有施工简单，工期短，造价低的优点。目前龙岩地区CFG桩成桩方法有二种:振动沉管灌注成桩，桩长不大于25m，因土层中含有卵石层无法穿透，常局部改为高压旋喷桩;冲击成孔灌注成桩，桩长、穿透力不受限制。当地还有一种改良的CFG桩，即由预应力管桩代替碎石混合桩，具有单桩承载力更高的特点，在打桩穿越厚卵石层过程需引孔。本工程场区北侧有一栋高层即采用此种地基处理方法。根据本工程上部结构计

7、算结果，复合地基的承载力特征值需达到350}400kPa，处理前的含角砾粉质粘土地基承载力特征值为220kPa，其间夹层地基承载力特征值从80r180kPa不等，通过较高的置换率，承载力可以达到要求。进一步考虑基础沉降变形，按照承载力比例增大土层压缩模量，以C栋为例，见图1，ZK46孔(压缩层厚度5.6m左右)8，基础沉降量估算值为104.34mm，CK63孔(压缩层厚度57.6m左右)，基础沉降量估算值为369.74mm，而两孔间距13.77m，整体倾斜角1/51.88，沉降及整体倾斜均不满足规范要求。有文献指出，采用原位压