对某工程岩溶发育特征及基础选型分析

许腾晖，门春树

(深圳市勘察测绘院(集团)有限公司，广东 深圳 518000)

1 前 言

近年来，随着城市建设快速发展，诸多建筑项目在地质条件复杂的地区开展[1]。近些年，越来越多的岩溶问题在工程中被遇到，由于岩溶在空间上发育不均一性和岩溶水文地质条件的复杂性以及地形的多样性，给工程设计或施工带来许多困难[2～5]。本文以某岩溶工程为例，根据勘察资料，对场区岩溶发育特征进行分区，提出基础选型建议。

2 工程概况

拟建工程为一医疗综合大楼，原始地貌属于冲洪积平原，后经人工堆填，场地现状地势平坦，起伏不大，周边为市政道路及小区住宅。场地大致呈矩形状沿东西向展布，长约 90 m，宽约 55 m。医疗综合大楼包括主楼24层、裙楼6层，拟建3层地下室，建筑高度 99.8 m，总建筑面积约 97 538 m2。场区共布置钻孔147个，钻孔间距按详细勘察阶段一级地基复杂程度原则进行布设[6]。孔深要求：孔深不小于 20 m，且入完整连续微风化基岩不小于 7 m。

根据钻探揭露，场地内地层自上而下依次为：第四系人工填土、第四系冲洪积粉质黏土、不明成因含角砾粉质黏土、溶洞、石炭系下统石磴子组大理岩。

3 岩溶发育特征分析

溶洞规模不一，全充填、半充填、空洞均有揭露，溶洞充填物成分以黏性土、粉细砂及角砾为主，性状不一。本次勘察147个钻孔中共有104个钻孔揭露溶洞。溶洞视洞高 0.10 m～13.00 m(平均 2.85 m)，层顶深度 7.40 m～46.30 m(平均 20.11 m)。钻孔见洞隙率为70.5%，线岩溶率为32.32%，综合判定本项目场地岩溶发育程度为强发育[7]。

为了更直观地了解场地各个区段岩溶发育情况，以钻孔揭露岩溶的大小、形态、连通性、地下水情况作为岩溶发育程度的判别指标[8](如表1所示)，将场地岩溶发育程度分为微、中、强三个程度等级。通过统计分析得到了场地岩溶发育程度分区(如图1所示)。

岩溶发育程度判别表 表1

图1 岩溶发育程度分区图

4 基础选型分析

根据勘察成果分析，仅少量钻孔在基坑底未到基岩，其他钻孔坑底均已到基岩，基坑底板以下深、大溶洞主要分布于裙楼、地下室区域，主楼区域相对较少。在设计基坑深度条件下，拟建项目基础形式可采用桩基础或筏板基础。

4.1 桩基础

当采用桩基础时，根据本地区经验，建筑物桩基工程多采用钻(冲)灌注桩或旋挖桩、预应力混凝土管桩等类型桩基。根据拟建工程地质条件综合考虑周边环境因素，现将这几种可能选用桩型的适宜性比选如下：

(1)预应力管桩基础

此种桩型具有施工工艺简单快捷，工程周期短，工程费用相对较低，质量易控制的优点，但缺点是：单桩承载力相对较低，需采用多桩承台基础，且会产生挤土效应。另外，锤击产生的振动，对拟建场地四周的现状道路或现有建筑物会产生不良影响，且产生较大噪音，造成对附近居民的影响。场地内地层界面起伏很大，桩基础施工时配桩亦会存在一定难度，较难确保桩端放置在设计的持力层上和保证必要的设计桩长，且场地开挖至设计高程后，多数区域基岩出露，综合判定该场地不宜采用预应力管桩。

(2)冲(钻)孔灌注桩或旋挖灌注桩基础

钻(冲)孔灌注桩或旋挖灌注桩具有以下优点：可适用于各种地层；桩径及桩长选择自由度大，桩长可随持力层起伏而改变；不需截桩，没有接头，能使桩端较顺利地达到持力层设计标高；采用大直径灌注桩时，单桩总承载力大；施工时不需降水，可避免因桩基施工降水对环境造成不良影响。其主要缺点是：工程费用相对较高；成桩工艺要求高，桩身质量受施工工艺水平的影响较大；持力层判定不直观、难于把握的问题；泥浆排放量大，存在泥浆污染场地，碴浆清运困难，施工对周边居民会产生噪声污染。

根据场地条件、施工设备、岩土条件、地下水及环境条件综合分析，本工程桩基础可采用冲(钻)孔灌注桩或旋挖灌注桩基础，以完整微风化基岩为桩端持力层。

4.2 筏板基础

若采用筏板基础，需合理设计筏板厚度，基底以下溶洞处理建议为：①对基底以下浅层溶洞可采用换填、充填等处理方法；②对于深、大溶洞，可以采用竖向增强桩来提高承载力。

4.3 岩溶地区施工应注意的问题

(1)岩溶地区半边岩、斜岩面发育，可能造成桩基施工时卡钻、埋钻、桩身倾斜、桩端未全断面入岩等问题，施工时应注意合理设计施工方案。

(2)施工时存在地面沉降、地面开裂、地面塌陷的风险，施工前应做好施工方案、岩溶处理方案及地面塌陷应急预案。

(3)受钻孔数量、孔径等因素限制，勘察资料并不能完全代表实际地质情况，可能存在斜岩面、半边岩、半边溶洞等问题。

(4)在注浆过程中浆体侧压力挤破周边溶洞侧壁，使桩身与周边溶洞联通，造成漏浆，从而使得充盈系数过大。

5 结 论

(1)本次勘察147个钻孔中共有104个钻孔揭露溶洞。钻孔见洞隙率为70.75%，线岩溶率为32.32%，综合判定本项目场地岩溶发育程度为强发育。

(2)以钻孔揭露岩溶的大小、形态、连通性、地下水情况作为岩溶发育程度的判别指标，将场地岩溶发育程度分为微、中、强三个程度等级。

(3)根据勘察成果分析，结合地区经验，拟建项目基础形式可采用桩基础或筏板基础。

(4)岩溶地区施工具有一定难度，容易出现一些问题，施工时应注意。