灰岩地区因其地质条件复杂，如土洞、岩溶（溶洞、溶沟、溶槽）、构造带（断层、裂隙）发育，地下水丰富甚至有地下暗河通道等，严重影响桩基础的选型和施工质量及安全，尤其是大型建筑物的基础，如果对岩土工程条件认识不足，在施工中多次更改桩型，就会造成严重的质量安全隐患和经济损失。本文通过对灰岩地区多个深基础施工成败经验的分析，提出一些经验性意见。

 

1岩土工程地质状况

 

1.1地层分布

 

灰岩地区地层大致分布有：

 

a.人工填土层（Qml）；

 

b.冲洪积层：分布有粉质粘土、粉土、砂、砾等，呈软塑至可塑状态，孔隙潜水量大，渗透性能好；

 

c.残积层：由灰岩风化残积而成，一般为湿—饱和，流塑至可塑状态，与基岩的接触带部分由于潜水影响呈流塑状态；

 

d.岩层：为灰岩（大理岩）、断层、裂隙、岩溶发育，基岩面溶沟溶槽等溶蚀现象严重。

 

1.2岩溶发育特征

 

　　灰岩地区的岩溶发育具有一定的规律，普遍表现为：

 

　　（1）自上而下，由强变弱，基岩面上分布着溶沟、溶槽，浅部基岩岩溶发育较强，有的甚至呈串珠状自上而下分布，深部为古老溶洞，分布较少，暗河为古老溶洞连通而成；

 

　　（2）浅部溶洞充填物多，深部充填物少，充填物呈全充填一半充填一无充填，一般呈流塑—软塑状态；

 

　　（3）构造裂隙发育，地下水活动频繁地方溶洞较发育。

 

1.3地下水特征

 

灰岩地区地下水按其赋存介质可分为三种类型，即：

 

a.赋存于冲洪积及残积层的孔隙水，渗透性强；

 

b.赋存于下伏溶洞、溶蚀裂隙及暗河中的岩溶裂隙水，连通性好，水量丰富；

 

c.赋存于构造断裂带中的裂隙水，连通性强。

 

2对基础的影响及应采取的措施

 

2.1对持力层的影响及措施

 

　　由于灰岩地区冲洪积、残积层渗透性能好，在孔隙水丰富的情况下，土层的强度和深基坑的支护将大受影响，降水措施也易影响周边建筑的安全，同时土洞发育也会严重影响土层的稳定性，因此，在地下潜水丰富、土洞较发育的灰岩地区，不宜采用天然基础。由于岩溶的发育，若桩基础落在溶洞顶部、当顶板厚度达不到设计要求时，就容易造成严重的质量隐患。因此，在灰岩地区，必须要在详细的地质、水文、物探资料的基础上，选择合理的基础形式。对于桩基础，要进行一桩一孔的超前钻探措施，以查明桩底以上的岩溶发育情况，选择合理安全的桩底标高。至于深基础降水措施，则必须先充分了解其水文地质条件，并论证降水方案的可行性，建议采用帐幕封闭式降水。

 

2.2对桩基础施工的影响及措施

 

2.2.1人工挖孔桩基础

 

　　该基础形式由于具有易于进行持力层鉴别和孔底沉渣控制，桩底易做扩大头以增加单桩承载力，施工工期短，造价低等优点，一直被广泛采用，但在灰岩地区施工则存在以下困难：

 

　　（1）第四系的冲洪积层及残积层在富含孔隙水的情况下易形成流砂、流泥、涌水，严重影响开挖和护壁，盲目开工易造成质量隐患和影响施工安全；

 

　　（2）岩溶水、裂隙水易形成涌水；

 

　　（3）岩溶内呈流塑—软塑状态的泥质、沙质充填物严重影响护壁的稳定性和开挖施工的安全；

 

　　（4）由于地下水流通性能好，在混凝土浇捣过程中孔内水量大易导致水灰比变化或砂浆流失，造成桩身松散、离析等问题。

 

　　若采用人工挖孔桩，可采取以下措施：

 

　　（1）进行详细的地质和水文勘察，充分了解施工区的岩溶分布情况及地下水的分布情况如流向、流量、水位等；

 

　　（2）采取有效的降水措施。降水成功与否是灰岩地区能否采用人工挖孔桩的先决条件，因在地下水丰富的灰岩地区，降水非常困难，不宜采用人工挖孔桩；

 

　　（3）采用钢套管护壁用于防止流砂、流泥和涌水；

 

　　（4）在孔内地下水大的情况下，采用水下灌注等措施。

 

2.2.2钻孔灌注桩

 

　　大直径钻孔灌注桩有工程进度快、可采用反循环大口径、不受地下水影响、施工安全可靠等优点。但在灰岩地区施工存在以下困难：

 

　　（1）软弱地层（流塑—软塑状态的凝泥层及富含地下水的残积层）易引起塌孔。

 

　　（2）岩溶内施工易卡钻、掉钻，同时岩溶内护壁困难，易造成混凝土流失；

 

　　（3）灰岩（大理岩）中嵌岩以及穿透岩溶顶板较困难；

 

　　（4）钻进施工中钻孔易沿路沟溶槽的基岩面倾斜；

 

　　（5）孔底沉渣难以控制。

 

　　因此，在灰岩地区进行钻孔灌注桩施工。应采取以下措施：

 

　　（1）在软弱层以及溶洞内施工，可采用跟进套管护壁成孔。

 

　　（2）钻进岩石时，采用预钻孔跟进钻进法，或直接改用冲孔法成孔。

 

　　（3）溶洞、溶槽、溶沟中施工时，可采用预埋块石，保证钻头作业面强度均匀，减少成孔烦斜。

 

　　（4）加强管理，保证清渣的彻底。

 

2.2.3冲孔灌注桩

 

　　冲孔桩因冲击力大，穿透力强，较易穿过岩溶顶板，不受地下水影响，桩长、桩径灵活性较大等优点，成为灰岩地区一种较理想的成桩形式，但施工也存在以下困难：

 

　　（1）软弱层泥浆护壁困难，尤其在岩溶内护壁易塌孔。

 

　　（2）溶沟、溶槽内施工时易卡冲斗，沿岩面易发生倾斜。

 

　　（3）冲斗的冲击易使桩尖处持力层松动。

 

　　（4）沉渣清理较困难，易降低端承力。

 

　　因此，可采取下列必要措施：

 

　　（1）软弱层以及溶洞内施工时，可采用套管护壁成孔。

 

　　（2）溶沟、溶槽内施工时，可采用预埋块石，保持冲斗的作业面强度均匀，以减少孔斜和卡冲斗。

 

　　（3）终孔处采用轻冲，清渣可采用跟进探头，用电脑检查沉渣情况。

 

3结论

 

　　综上所述，在灰岩地区进行基础方案选型及施工确实存在较大困难，必须充分了解场地的地址和水文条件，全面分析各种复杂地质条件对工程施工的影响，合理地选择基础形式和施工措施。从各种基础形式来看，端承桩是比较安全的；在降水成功的条件下，人工挖孔桩是较快速经济的；若降水不成功，则钻、冲结合的孔是最安全可靠的。

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