浅谈岩溶地区桩基础勘察、设计与施工

浅谈岩溶地区桩基础勘察、设计与施工

发表时间：2019-08-15T11:45:30.067Z 来源：《城镇建设》2019年10期作者：黄绍俊

[导读] 通过实例探讨在岩溶地区桩基础勘察、设计与施工。

摘要：掌握岩溶地区的桩基础勘察、设计与施工要点对岩溶地区建筑物结构的安全性，经济性具有重要意义

关键词：岩溶地区；桩基础；勘察；桩基础设计；桩基础施工

地区往往石芽、溶洞、土洞、溶沟、溶槽等岩溶现象普遍发育，在这些地区建筑物的基础设计，通常采用冲击成孔灌注桩基础，但有时因楼层低、单桩承载力、施工工期限制及造价等原因，实际工程中会采用静压预应力管桩来代替冲孔成孔灌注桩。预应力管桩具有造价低，工期短，施工方便等优势。近年来，在石灰岩地区，针对一些低层，多层及小高层建筑得到了较多的应用。但在采用静压预应力管桩的施工过程中经常出现以下几点问题：(1).由于石灰岩岩面起伏大，岩面埋深相差悬殊，在静压过程中经常出现断桩的情况且配桩长度很难控制造成管桩浪费。(2).石灰岩地区溶洞、土洞、溶沟、溶槽等岩溶现象发育不规则，当溶洞上岩层厚度很薄无法承受单桩承载力所产生的剪力会使建筑物不均匀发生沉降，导致上部结构开裂，影响建筑物安全。针对以上问题文本通过实例探讨在岩溶地区桩基础勘察、设计与施工。

1. 勘察工作布置

1.1 勘察点孔位布置方案

当该地块区域没有相关地质勘察经验时可先按以下方案进行勘察点孔位布置：

（1）对于建筑密度≥40%无特殊要求的建筑物可按地块地块或建筑群网格布置。

（2）对于建筑密度≤30%无特殊要求的建筑物单体可按建筑物周边线和角点布置

地下室部分按地下室范围线网格布置：

在采用上述3种勘察方案，勘察工作开展中发现2个及以上相邻孔位均发现岩溶现象，则马上对该孔位所在的建筑单体布孔数量加密进行超前钻（根据实际情况按一柱一孔或一桩一孔布置）。

1.2 钻孔技术要求

（1）对于没有发现岩溶现象的地区一般性勘探孔应深入预计桩端平面以下1倍桩身设计直径，控制性勘探孔应深入预计桩端平面以下3倍桩身设计直径。

（2）对溶洞，土洞密集建筑物需要进行超前钻的勘探孔应深入预计桩端平面以下5倍桩身设计直径。

以上勘察应查明各勘察点的土层情况，岩面埋深。当持力层小于5倍桩身直径时发现岩溶现象，应钻穿溶洞或断层破碎带进入稳定土层5倍桩身设计直径。

2 桩基础设计

2.1 桩基类型确定

（1）对溶洞，土洞密集情况，当预计持力层至桩顶标高小于7米且一柱一孔超前钻结果为有可作为持力层的岩层大于4米则可采用柱下独立基础或墩基础。

（2）对溶洞，土洞密集情况，当预计持力层至桩顶标高大于等于7米且一桩一孔的超前钻结果为溶洞以上有可作为持力层的岩层大于5倍桩径且大于4米则可采用预应力管桩基础。

（3）对溶洞，土洞密集情况，当预计持力层至桩顶标高大于等于6米且一桩一孔的超前钻结果为溶洞以上有可作为持力层的岩层小于4米则应采用灌注桩。灌注桩应根据超前钻结果钻穿溶洞或断层破碎带进入稳定土层，且嵌岩深度应满足嵌岩桩要求。在溶洞深度范围内需增加护筒，防止混凝土流入到溶洞内。

2.2 桩基施工设备选型

（1）当勘察结果持力层为微风化层或中风化层上部没有全、强、中风化层渐变过程的管桩基础应采用静压桩且终压标准应以压力值为主，贯入度和长度为辅。如图1

（2）当勘察结果为持力层起伏变化大且微风化层上部有明显的全、强、中风化层渐变过程的管桩基础应采用锤击桩且收锤标准应以贯入度为主，长度为辅。如果是灰岩地区该情况较少，基本是第一种情况。如图2

（3）灰岩地区中风化岩石单轴饱和抗压试验基本在40MPa以上，当采用灌注桩基础时，建议采用冲击锤成孔。终桩标准为依据地勘结果所计算的桩长，浮浆中颗粒岩石颗粒比例,及设备进尺与时间比。

2.3 桩基承载力设计取值

（1）静压预应力管桩设计时：由于管桩在不同长度持力层上部土层对管桩的约束作用不同，持力层承载力不同。故不同单体建筑下桩基承载力应根据所在场地内不同的位置分别设计。

（2）锤击预应力管桩设计时：当当勘察结果持力层为微风化层或中风化层上部有明显的全、强、中风化层渐变过程的管桩基础且没有其他软弱夹层，建议计算桩侧摩阻力时可计算全风化或强风化的侧摩阻力。

3. 其他

灰岩地区的强风化、全风化属于遇水易软化的岩层。如没采取措施，施工中就算满足了终桩要求。闭口桩沉桩后一定时间由于桩端构造缝隙浸水导致风化岩软化，端阻力有显著降低现象。故可采用微膨胀混凝土填心至桩端以上2m，能起到防止渗水软化现象发生。

4. 桩施工

4.1 桩长配置

由于石灰岩岩面起伏大，岩面埋深相差悬殊是普遍现象，没有超前钻的情况下很难配桩。故桩基施工时应记入每一根桩的打入桩长，

然后配合地勘资料的土层变化情况进行配桩。尽量减少因配桩引起的管桩浪费。

4.2 静压管桩压桩的建议

（1）当静压过程中桩长达到地勘所示的预计桩长时或压力表反应桩入土压力急剧增大，桩基施工人员要密切注意控制入土速度，避免桩下碰到倾斜岩面立即断裂。

（2）当桩入土达到或超出预计桩长仍达不到终压条件时，应采用吊锤测定管桩的垂直度或是否断桩，如正常则继续压桩并控制入土速度，最终达到设计要求的终压标准。

（3）终压值建议：不同长度管桩桩端承力所占单桩承载力比例不同故建议。当桩长在9米~16米之间压力值为单桩承载力的2.4倍，当桩长在16米~30米之间压力值为单桩承载力的2.3倍，当桩长大于30米压力值为单桩承载力的2.2倍。上述3中情况均应复压2~3次，复压时每次稳压时间为3秒，避免多层复压或稳压时间过长造成断桩。

（4）对于断桩应按废桩处理，发生断桩后应及时联系设计进行补桩。结语

在溶岩地区使用管桩，勘察加密孔距意义不大，宜做好超前钻工作。设计应分析所有勘察孔位情况，对不同单体下建筑单独分析做好节约成本工作。施工应通过做好打桩记入并分析，再控制桩入土速度，控制终压值，可起到降低断率的作用。勘察，设计，施工做好以上工作对保证工程质量、加快施工进度、节约工程造价等方面具有重要作用参考文献

[1] 《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008

[2] 《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009版）