贵阳某建筑群溶岩地基处理总结

贵阳某建筑群溶岩地基处理总结

武燕

广州市住宅建筑设计院有限公司510623

摘要：本文对贵阳某建筑群溶岩地基进行评价及稳定性计算。并通过工程实例对不同类型溶岩地基提出了处理措施。

关键词：溶洞；地基；处理

一、工程概况

二、溶岩地基的评价及稳定性计算

1、溶岩地基评价

经现场勘查，场地无滑坡、泥石流、地裂缝、大型活动断层通过等不良地质现象，地下水埋藏较深，总体稳定性较好。中风化石灰岩体分布连续，承载力特征值为：fa=5000kPa,使用岩溶顶板为地基持力层时承载力特征值为:fa=3000KPa。属于岩溶强发育场地，但经工程措施处理后基础稳定性尚可。

拟建物采用中风化岩体为地基持力层，基础形式为独立基础（中风化基岩埋深小于3.0m地段）及桩基础（中风化基岩埋深大于等于3.0m地段和岩溶发育地段）。

2、溶岩稳定性计算

溶岩稳定性计算，需对①沿层面滑移、②沿节理裂隙面滑移、③基础下沿岩体剪切面破坏进行验算。如下例题：

例：沿层面滑移验算

假定zl-34号钻孔桩基础沿层面滑动。结构面内聚力C为50kPa、内摩擦角为φ20°、α为10.47°，滑面长度6.8m并考虑基础自重，基础埋深2.0m，持力层标高为1286.9m，桩基础直径为2.0m，混凝土重度按25KN/m3。可知基础自重157KN，滑体自重2808.78KN，上部柱荷载28000kN。现进行稳定性验算：

根据《贵州建筑地基基础设计规范》公式H.0.1：

tgφ/tgα+CLb/Gsinα≥1.35

三、溶岩地基处理措施

1、清爆换填：开溶洞顶板，清除其内填充物，回填毛石或毛石混凝土等。

2、凿平打毛：石芽或斜岩面，需凿平或凿成台阶状，防止基础“刺穿”或滑移。

3、跨越：对洞壁完整、顶板破碎、高度较大的溶洞，宜采用钢筋混凝土梁（或板）跨越处理。从结构形式上又分拱跨越和悬挑梁跨越、调整柱距跨越、倒锥塞跨、水平梁板跨等。

4、桩基法：对规模较大的溶洞，且建筑荷重大，可用人工或机械成孔灌注桩来处理。

5、灌浆加固：适用于已建成的建筑地基非稳定溶洞（或深层溶洞）处理。

四、工程实例

1、桩基础埋深确定

根据基础荷载大小，满足《建筑地基基础设计规范》。桩基础埋深由以下几方面确定：

1）桩基础嵌入中风化岩的最小深度不小于0.50m。

2）桩基础桩端以下三倍桩径范围内应无软弱夹层，破碎带和影响地基稳定性的洞穴分布，并应在桩底应力扩散范围内无岩体临空面。

3）相邻桩基基底高差宜尽量控制在规范容许范围内，即相邻桩的中心距离不小于3d（桩径），且H/b≥1控制。H为相邻桩基高差，b为相邻桩基的距离。

4）满足地基稳定性要求，验算破坏面稳定性。

2、换填法处理实例

溶洞情况：A1栋塔楼核心筒采用条形基础，中风化岩作为持力层。在东南角发现一个扇形溶槽，溶槽尺寸12m*4.2m*4.2m(长*宽*深)。溶槽发育方向由西南向东北方向发展。溶槽清理后底部岩层完整无裂隙、溶洞。

处理方案：溶槽较浅且底部岩层完整，因此采用换填法进行处理。首先在溶槽周围补勘钎探，待探明溶槽范围后回填C15素混凝土至核心筒基础底面标高，其它区域回填C15毛石混凝土。

3、跨越法处理实例

溶洞情况：A1栋塔楼外西南角存在一条沿地下室外墙走向宽约3.4m、长约16m的溶槽，溶槽深度插1m钢筋未见底。由于A1主体施工已至5层，挖机很难进入该区域，因此溶槽淤泥清理困难。

处理方案：增加结构梁挑住地下室外墙，并将此段溶槽清理干净,回填石粉+10%水泥加水振捣密实。

4、灌浆加固法处理实例

溶洞情况：根据抽芯结果A1栋塔楼Z23桩、A2栋塔楼Z57桩桩底有约1m*0.5m*1m(长*宽*深)小范围泥夹石情况需进行加固处理。

处理方案：

1）利用现有抽芯孔注射高压清水（6－8MPa）清洗，直至流出清水。

2）抽芯孔注浆采用42.5R普通硅酸盐水泥浆(添加膨胀剂)，水灰比0.8~1.0，注浆压力为3~4Mpa,直至孔口溢出浆液，终孔压力4Mpa稳压2分钟。

3）单孔注浆量超过1m3时应采用间歇式注浆,当总注浆量大于2m3时宜增加水玻璃等快凝措施。

4）经灌浆处理后要求灌浆体抗压强度≥6MPa。

5、桩身质量不合格处理实例

桩身情况：A2栋塔楼8#桩身5.8m~13.6m混凝土呈沙状，9#桩身7.3m~13.7m混凝土呈沙状，不满足桩身承载力要求。

处理方案：在原桩中心用水磨钻Φ800~Φ1000芯柱桩孔，对桩身下部松散混凝土进行清除，同时还可以对桩底不良地基进行处理。待芯柱桩孔吊装钢筋笼后用桩身同等级混凝土浇筑。

五、经验总结

1、高层、超高层和荷载较大的桩基础优先选用超前钻进行勘探。裙房和荷载较小的基础可选用1个超前钻+4个钎探的方法进行勘探，高层建筑柱下1个超前钻+基础四角4个超前钻。

2、溶洞的处理，应优先选择换填、跨越、利用溶洞岩层顶板作为持力层。本地块溶洞遇洞率较高，根据钻探结果遇洞率达52.38%，部分桩基础超前钻结果无法全面反映溶洞情况。

因此对浅层溶洞宜优先采用换填方法、对深层溶洞当岩层顶板满足下列要求时：①岩石顶板完整，无裂隙、溶槽。②顶板厚度满足5m和3d。宜优先采用岩层顶板作为持力层或采用跨越的方法。尽量避免大埋深桩基础造成施工人员的危险和建设成本的增加。