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（江苏核工业272地质大队江苏南京210003）
【摘 要】本文以徐州世贸——汉之源工程为实例,通过介绍场地基本工程地质情况,分析场地存在的不良地质作用.对比岩溶地区一般的处理方法,根据实际工程中建筑荷载及建筑结构的要求,提出桩基作为该工程的地基处理方法.
【关键词】岩溶；地基处理；钻孔灌注桩；注浆
1. 概述
社会经济及建设的快速发展,使得城市中高层建筑日益增多.高层建筑荷载大,在建筑过程中可能遇到某些复杂地基情形,比如在岩溶发育区上建筑某高层建筑.这时,不仅需要保证建筑安全施工,需设计完善的地基处理方案,而且在复杂地基处理过程中,力求满足方案的经济合理和保障施工人员、设备的安全等问题.由于岩溶地区的处理问题牵涉很多方面,高层建筑地基处理始终受工程界与学术界的重视.
本文以徐州市世茂——汉之源工程为背景,工程规划13栋高层住宅和满堂地下车库.高层住宅拟采用剪力墙结构,地下车库采用框架结构,拟选择基岩做为基础的持力层.根据区域地质资料,工程区基岩为灰岩、泥灰岩或灰岩与泥灰岩互层,工程勘查查明该区基岩中发育岩溶.高层住宅由于荷载较大,为保证建筑结构的安全,工程拟采用桩基作为地基处理方案.基岩中岩溶裂隙、空洞对桩基施工存在较大安全隐患,因此,在桩基施工中选择如何经济合理地做好工程地基处理问题的方案是非常重要的.
2. 岩溶溶洞的的特征
2.1溶洞的定义.
岩溶,又称喀斯特,是指可溶性岩层,如碳酸盐岩层（石灰岩、白云岩）、硫酸岩类岩层（石膏）和卤素类岩层（岩盐）等受水的化学和物理作用下产生沟槽、裂隙和空洞,以及由于空洞顶板塌落而使地表产生陷穴、洼地等现象和作用的总称.岩溶洞穴广泛分布世界各地,是岩溶地貌的重要组成部分.
溶洞是地下水长年累月、孜孜不倦地在岩石中开拓自己的流路,从而形成洞穴.形成溶洞的作用过程主要有三种：溶蚀作用、侵蚀作用和崩塌作用.其中,溶蚀作用最为重要.与岩溶洞穴形成关系最密切的是碳酸盐岩的溶蚀作用,它所必须具备的首要条件是富有侵蚀下的二氧化碳存在.岩溶地基处理一般用填垫法、加固法、跨越法、桩基法.
2.2岩溶发育的条件：
（1）具有可溶性岩层；
（2）具有溶解能力和足够流量的水；
（3）地表水有下渗、地下水有流动的途径.
3. 场地的工程地质概况
场地工程地质情况.
由于岩溶处理主要涉及的是岩层,本场地勘察范围内揭露的地基岩层自上而下为：(20)层泥灰岩与灰岩互层,(21)层石灰岩,(22)层泥灰岩夹灰岩薄层(23)层石灰岩夹泥灰岩薄层,其fak建议值如表1.
根据勘察揭露,本场地内基岩为奥陶系下统基岩,基岩裂隙内发育不同程度的岩溶,岩溶多沿层面发育,以溶蚀裂隙为主,为沿裂隙、层面溶蚀扩大化的岩溶裂隙或小型溶洞,其发育规律为：溶蚀在竖向较强烈,在水平方向发育中等,以竖向顺层溶沟、溶槽为主.局部裂隙连通性较好,岩溶发育中等～强烈.钻孔揭露到的部分溶洞,有的溶洞内充填有粘性土或砂,有的溶洞无充填.
一般的地基处理方法,如换、填垫层法,其适用于浅基础施工,该场地土层厚度平均为28.19m,基岩埋深大,因此不考虑使用.加固法只能提高地基的稳定性和强度,不适宜用于荷载较大的本工程.拟采用桩基法作为本场地地基处理方法.
4. 岩溶地基钻孔灌注桩施工前期处理方案选择及分析
4.1前期处理的必要性
基于以下几方面考虑,本工程在钻孔灌注桩施工前期对岩溶地基进行处理：
（1）根据本场地不良地质作用分析,场地地层为砂性土～粘性土二元结构,基岩内发育不同程度的岩溶,部分岩溶无充填,使上部孔隙水与下部岩溶水发生密切的水力联系,可能使地面产生塌陷.
（2）工程勘察过程中,大部分钻孔在钻至浅部基岩时,由于基岩浅部岩溶裂隙发育,钻探过程中存在掉钻、漏浆等现象.如果在这样的地基条件下进行钻孔灌注桩施工,钻孔时遇基岩浅部岩溶或裂隙后,护壁泥浆会迅速流失,若补浆不及时,护壁泥浆面会瞬间下降从而导致塌孔、埋钻,危机钻孔机械和施工人员的安全.
（3）场地岩溶多为沿裂隙、层面溶蚀扩大化的岩溶裂隙和中小型溶洞,沿竖向发育强烈,部分溶洞为空洞,最大空洞达到0.5m.若对溶洞不经过处理就进行钻孔灌注桩的施工,在灌注混凝土时,混凝土易向溶洞中倾漏,对桩身造成影响,降低灌注桩的承载力.
因此,工程在进行钻孔灌注桩施工之前,必须对基岩中岩溶或裂隙进行处理.处理方案可选用两种：夯填粘土、孔底注浆.
对两种方案分别阐述、分析如下：
4.2夯填粘土方案.
4.2.1方案分析.
钻孔灌注桩施工中,采用粘土夯填基岩浅部岩溶或裂隙这种措施,施工过程简单,能起到很好的堵漏效果.但是,存在一定的缺点.夯填粘土后,再进行钻孔灌注桩的施工时,护壁泥浆变得粘稠,将产生三个不利因素：（1）钻孔侧壁产生一层粘土膜,(2)上部粉土层容易塌陷,（3）桩底沉渣不易清除.见图1：夯填粘土后灌注桩桩示意图.
粘土膜在成桩后一直存在,其阻止桩与基岩的接触,可导致灌注桩嵌岩段的极限侧阻力降低.由于桩底沉渣的影响,嵌岩桩总极限端阻力受到影响而降低.所以,采用夯填粘土处理基岩浅部的岩溶裂隙存在的较大缺点是：降低灌注桩桩的承载力.
4.2.2实际效果检验.
本场地前期工程只对场地内9#、3#、11#、4#住宅楼进行桩基施工,施工采用粘土夯填进行堵漏,现今4栋楼全部钻孔灌注桩的施工.徐州市建设工程检测中心对该场地桩基进行静载荷试验.单桩承载力设计值与现场载荷试验实测值对比如表2.
载荷试验检测结果表明,该工程施工的桩基大部分试桩承载力不能满足设计要求,部分试桩的承载力甚至不足桩基设计承载力的二分之一.
试桩承载力不满足设计要求,存在两种原因：（1）灌注桩桩施工过程中,未能按照施工规范进行,造成断桩现象；（2）利用夯填粘土方法处理岩溶裂隙会对桩的承载力产生影响.
4.2.3方案小结.
工程在钻孔灌注桩施工前期,对基岩浅部岩溶裂隙区采用夯填粘土法作为堵漏措施时,易造成桩基承载力的降低,不满足工程所需要求.因此,该方法不适用本工程灌注桩施工前的岩溶地基处理.
4.3注浆处理分析.
4.3.1方案分析.
本工程场地岩溶地质条件复杂,溶洞大小、形态各异,且岩溶在工程场地内分布不均.本工程在桩基施工前,应进行施工勘察,可确定单桩位置处基岩中岩溶发育具体情况.在桩基施工中,为使桩基承载力满足设计值,而对桩端标高进行调整.而且,可以利用施工勘察注浆,场地不需另外再钻注浆孔.因此,将桩基勘探孔作为场地注浆孔.
岩溶地区桩基施工:桩基工程施工
具体施工：施工勘察孔完成后,在孔内埋上PVC管；并用钻机顺着PVC管通孔至孔底或至岩溶洞隙底部,清除孔底残渣.若在勘察中遇大的溶洞,通孔后,把钻具提出,用不带钻具的钻杆,下面装上有喷嘴的接箍,从地面投下骨料,边投边冲水,并不时旋转和上下撺动钻杆,从而防止堵孔、卡钻杆,待洞隙填满后,停止下投.再进行注浆.注浆流程见图2.
4.3.2方案实际效果.
实际工程前期施工中,因为桩基承载力不满足设计值,为满足建筑荷载要求进行补桩.在补桩施工中,采用注浆进行钻孔灌注桩施工前期的地基处理工作.补桩灌注桩施工时,未出现塌孔、埋钻等不良现象.补桩后对场地补桩进行的桩基载荷试验结果表明,补桩的桩基承载力满足设计要求.
4.4两种前期处理方法的比较.
两种处理方法从以下方面进行比较：
（1）堵漏作用：夯填粘土、注浆两种处理方法对于岩溶裂隙均能起到很好的堵漏作用.
（2）施工难易：夯填粘土施工流程、工艺简单；注浆施工流程复杂.
（3）对桩基承载力影响：夯填粘土后,桩基嵌岩段的极限侧阻力及极限端阻力由于桩侧壁的粘土膜及桩基沉渣而产生很大的折减,降低桩的承载力；注浆对桩的承载力不产生较大影响.
（4）工程工期：选用夯填粘土作为处理方法,桩基不满足设计要求致使工程补桩,补桩后再进行静载荷试验,工程重复桩基施工、桩基检测,增加大量工程时间.选用注浆作为处理方法,施工勘察虽然也使时间增加,但在施工中,施工勘察可以与桩基施工交叉进行.而且,注浆处理后施工的桩基能够保证其承载力满足要求,工程无需重复施工.工程从详细勘察至处理地基后场地基础满足建筑荷载要求,选用注浆相对缩短工期.
（5）工程效益：夯填粘土处理后,工程增加了补桩论文范文,包括补桩施工勘察、补桩施工、桩材料、设备维护等.然而,注浆处理相对增加勘察论文范文及浆液材料论文范文.采用注浆相对增加工程效益.
5. 综述
在岩溶地区具体工程施工中,根据实际工程情况及工程所需达标标准,选用合适的处理的方法,保证工程的安全、经济合理.本工程在前期工程桩基施工时,从两种处理方法的比较分析得出,选用注浆方法对场地岩溶进行处理.可以总体缩短工程工期,提高工程效益.
［文章编号］1006-7619（2012）01-18-027
［作者简介］ 李秉湘,女,职称：工程师,工作单位：江苏核工业272地质大队.
总结：本文是一篇岩溶桩基论文范文，可作为选题参考。
岩溶地区桩基施工引用文献:
[1] 关于桥梁桩基施工的论文选题 桥梁桩基施工毕业论文题目怎么定
[2] 经典桩基施工论文选题 桩基施工毕业论文题目怎样定
[3] 桥梁桩基施工专著类参考文献 桥梁桩基施工外文文献怎么找
