岩溶地质条件桩基施工技术

岩溶地质条件桩基施工技术

黄守乐 ,张璐 ,龙海亮

中国建筑第八工程局有限公司东北分公司  辽宁大连  116021

摘要：本文主要探讨不良地质作用发育的岩溶地区复杂地质条件下桩基处理和施工进行分析，对类似条件的地基基础设计有一定的借鉴意义。 

关键词：熔岩地质；桩基；施工技术

引言

岩溶地基处理的安全可靠是最根本的要求，这就为研究高层建筑建筑岩溶地基持力提供了很好的平台，是研究高层建筑岩溶地基处理具备的必要条件。

1工程概况

本工程为某住宅小区工程，地下3层，地上31层，结构形式为框支剪力墙结构，基础为人工挖孔桩基础。根据详勘报告，本工程局部有强发育的溶槽。根据野外钻探揭露及室内试验，在勘探孔揭露深度范围内，场地工程地层主要由三叠系下统大冶组灰岩组成。场地地层自上而下为：①素填土，块径为2.00~20.00cm，为新近平整场地时回填；②粘土，约含5%角砾，块径为0.2~2.0cm；③1微风化灰岩（破碎）层，薄层状，岩体基本质量等级为IV级；③2微风化灰岩（较完整）层，块状结构，岩石基本质量等级为Ⅲ级；③3溶槽层，场地中均有分布，溶槽发育率为59.61%，槽高为0.20~5.00m。

2桩基开挖

2.1桩深的确定

影响桩基础开挖深度的因素较多，基础持力层部位岩石的承载力、基础的嵌岩深度、溶槽的影响以及刚性角的要求都对桩基础开挖深度有一定影响。

工程地下土质中溶槽均有分布，均由软塑状粘性土全充填，岩溶发育程度等级为强发育，所以，桩基础初步开挖深度只能依据设计单位根据详勘结果进行基础的初步优化设计而确定。工程实施前，地勘单位按要求进行一桩一孔详勘，设计单位根据详勘结果进行基础桩深和桩径的优化设计。施工单位结合施工现场情况、勘察报告和设计内容编写施工方案，进一步确定每一根桩的开挖时间和深度。

桩基开挖深度的确定方法如下：

（1）桩基的设计深度一般是穿过溶槽，嵌岩深度不小于1倍的桩径。

（2）当溶槽较深时，挖穿溶槽存在较大的困难，应保证桩底岩石的厚度不下于5m，且不小于3倍的桩径。若桩基下为多重溶槽，每一层溶槽下的岩石厚度较小，则不足以作为持力层。

（3）相邻桩基基底的高差不大于相邻桩基之间的水平净距离，即当相邻两个桩基础的设计高差ΔH（Ha-Hb）大于两桩基础的净间距L时，加深B基础的开挖深度，使ΔH≤L。

（4）保证基底岩石的单轴抗压强度标准值符合设计强度要求。

2.2桩基开挖顺序的确定

由于部分桩基础的设计比较密集，且地下水含量丰富，所以桩基础同时施工造成坍塌的可能性较大。为了确保施工时的安全，当桩的净距小于设计和规范规定时，必须采取间隔开挖的施工方法，不能同时施工。

在影响群桩基础施工质量的因素中，相邻桩基础施工顺序和桩基础开挖时间间隔是关键性因素，不仅影响桩基础的施工质量，而且影响桩基础的施工进度，进而影响整个工程项目的施工进度。群桩基础开挖前，必须先绘制桩基础开挖顺序图，相邻桩基础间隔开挖，待相邻桩基础混凝土浇筑完成，强度达到设计要求后，方可开挖相邻桩。

2.3挖孔桩施工

开挖前，用M5水泥砂浆砌筑200mm高桩护圈，防止杂物及地表水流入孔内，挖1m后，再做混凝土护壁及护圈。每孔均设防雨棚便于雨天作业，出土采用人工用卷扬机或电动葫芦将土石提运至孔边2m以外，再集中运至弃土场。每孔四周均设1.2m高栏杆。

在挖孔过程中，人工用空压机配合镐、锹自上而下逐层施工，对于坚硬岩层，用水钻进行开挖。当阴雨天气持续时间较长时，井内大量渗水，为保证安全，应暂停桩基的开挖，开始不断抽排积水，直到渗水较少时，方可继续开挖。

2.4桩基成孔验收

桩基开挖至持力层后，应及时在持力层部位取岩心送检，检验桩底持力层的强度是否满足设计要求。

桩孔验收时，主要验收桩孔的大小、位置、桩孔的垂直度、桩孔的开挖深度、基底的岩石情况及嵌岩深度、基底的沉渣情况等内容。当桩孔验收合格后，应及时采用混凝土进行封底，并积极准备下一步工作。

3施工难点处理

3.1加强护壁施工质量

人工挖孔桩桩基础的护壁质量缺陷是造成桩基础安全质量事故的主要原因之一，由于此工程所处地区地下水含量丰富、溶槽较多、部分桩基础开挖深度较大，所以护壁的施工质量是桩基开挖的重点与难点。保证护壁施工质量的措施如下。

（1）加强对护壁砼强度、厚度与护壁搭接长度的控制工作，一般情况下，砼强度应大于C15，厚度应大于15cm，搭接长度应大于15cm。

（2）加强对护壁嵌入中风化岩层深度的控制，在使用爆破方式协助挖孔时，嵌入深度不应小于30cm。

（3）认真对待孔壁出现的洞穴，采用正确方法进行封堵处理。

（4）加强对护壁情况的检查、特别是要做好重点时间段的检查工作，对裂隙发育的岩层孔壁，及时采用高标号砂浆进行封闭处理。

3.2浅层溶槽溶洞的处理

基坑开挖后的浅层溶槽和溶洞，可采用最简单，最直接的“挖填法”，清除填充物后，采用适当标号的混凝土进行回填，以协调地基的不均匀沉降。直接换填是最简单、经济的处理方法，也是最容易保证质量的方法。

3.3溶槽内的流浆处理

由于桩基需要挖穿溶槽，当溶槽内的软塑状粘性土在水的作用下，会变成流浆，给施工带来较大的难度和安全隐患。如何解决这一难题，需要特殊的处理方法。可用添加水玻璃的水泥浆液，采用高压注浆的方式注入溶槽内，固化部分流浆，减少开挖的难度和安全隐患。

3.4桩基内积水处理

项目地区阴雨天气较多，降水量十分充沛。一旦桩基开挖到一定深度，基坑底部会有大量积水。桩基开挖的排水问题和浇筑时混凝土的强度保证，是施工的难题。可采取水泵外排的方法减少基坑底部的含水量。由于雨量充沛，部分桩基底部积水无法抽净，为了保证桩基浇筑时的混凝土强度和质量，需采用水下混凝土进行浇筑。

3.5不均匀性地质的处理

工程地质条件比较复杂，在桩基的开挖过程中，不断会遇到坚硬的大小不一的孤石、存在大量裂缝的岩石或含有大量淤泥的溶槽。这些复杂的地质条件给桩基础的开挖带来了极大的困难。

桩基的开挖过程中，遇到坚硬的孤石，需要根据孤石的位置、大小和硬度情况的不同，不断调整处理措施，使桩基础的施工质量满足下一步的施工条件。

岩石中存在大量的裂缝，开挖过程中，有泥浆顺着裂缝流入桩基内，增加了开挖的难度。桩基浇筑时，混凝土中的水泥浆在压力的作用下，顺着裂缝流失，导致混凝土石子疏松，影响混凝土的强度。

溶槽内的黏性土在雨水的作用下，变成流动性极强的泥浆。如果在混凝土浇筑时，泥浆流入基坑内，直接影响桩基的完整性，导致最终桩基检测不合格。

3.6地下水影响桩基开挖的处理

工程地基质地不均匀，含有大量的溶槽，导致部分基础需要开挖的深度过大，增加了桩基础的开挖难度和基础坍塌的可能性。部分桩基底部一直有大量积水，无法抽净，为开挖时遇到的最大难题。连续一周不下雨后，桩孔内积水较少，放入水泵排水后，积水可以控制在200mm之内，不影响水钻开挖。

4结语

随着我国的发展，需要大量的城市建设用地，而城市建设用地却越来越紧张。西南地区分布着大量的喀斯特地貌，大量的工程需要进行岩溶地基的处理。本文分析了部分岩溶地基处理方式，以保证岩溶地区高层建筑的安全可靠，为高层建筑地基局部有强发育溶槽的岩溶地基处理提供解决方案。

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