石灰岩溶洞地区桩基工程检测成果分析

杨旭

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司,四川成都 611130)

石灰岩溶洞地区桩基工程检测成果分析

杨旭

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司,四川成都 611130)

我国的石灰岩溶洞情况被广泛的分布在各地，而其水文地质构造和地质情况也非常的复杂，所以直接影响着桩基工程施工，而工程基桩施工一般是隐藏型的石灰岩溶洞。其往往隐藏在地层内，因为水流冲刷等自然因素的影响而构造出了类型不同的残基土层和风化土层，从而使桩基施工面临着重大的困难。而桩基施工过程中存在的溶洞问题以及相关的解决对策，既影响着桩基工程的施工工期，还直接影响着工程造价和工程质量。所以，对溶洞问题进行处理应该是桩基工程施工重点关注的事情。

石灰岩溶洞 桩基工程 检测成果 分析

岩溶地区往往具有着状况复杂的地下土质，地下岩带也有着很大的起伏，溶洞具有着分布不规则和发育迅速的特征，而还具有着丰富的地下水，地下具备暗流通道，以上所述的特征直接影响着桩基工程施工。因为桩基工程可能会受到诸多因素的影响，所以对岩溶地区基桩工程的施工安全以及施工质量进行保证是尤为重要的。只有加强对与设计不符的一些桩进行检测和分析，并对其具备的特殊性以及规律性因素进行掌握，才可以使桩基工程施工设计实现经济合理、技术先进以及安全适用，从而对施工质量进行保证。本文主要对岩溶地区工程的地质特征和桩基检测成果进行了具体的探讨和阐述。

1 岩溶地区工程地质特征

1.1 软件与地下水

岩溶地区基岩表面，往往会分布一层厚度有差异的软土层，其软土层往往为软塑--流塑的状态。其具备的地质特征差、天然含水量大以及承载力低等特征是导致建筑物沉降不均匀的重要因素。软土的形成一般是通过地下水的顶托土层，慢慢的渗入到表面土层所形成的，它的厚度主要是受地下水位以及基岩面起伏的控制，大概为三到五迷之间。承压水顶托土层将会形成一种特殊的浮托力。一旦地下水位下降，其浮托力就会减小，导致土层固结并压缩变形，从而使工程地质特征被改变。

1.2 岩基面起伏不平

因为受气候温度因素的影响，而地下水和地下水也对石灰岩表面有着严重的腐蚀，所以致使基岩面呈现犬牙交错和参差不齐的形态。基岩面起伏不平，其存在的高差大多在一米到五米之间，而局部地段的高差则能够达到二十米，从而为处理地基的过程带来很多的困难。

1.3 浅层溶洞

岩基面下面二到十五米的区域内所形成的溶洞，被称之为浅层溶洞。其中往往会具备着大量的填充物，很长会见到空洞型。而岩溶地区在进行工程地质勘察时具备着很高的钻孔见效率，最高可达到百分之八十。

2 桩基工程检测分析

2.1 地下水与软土对桩承载力产生的影响

某大楼整体框架为十五层，其地层主要由石灰岩、可塑粘土以及素填土等构成，很多的岩石都具备溶蚀问题，小溶洞也发育迅速，其石灰岩内具有非常丰富的裂隙潜水以及孔隙潜水等。人工挖孔桩可设计成六十二根，根据规范要求选择三根桩进行静载荷实验，用来对单桩竖向抗压具有的极限承载力进行确定，扩底直径是1500毫米，而桩身直径为1000毫米，混凝土芯具有的强度为C25，而需入岩八百毫米。试桩具有的最大试验荷载都远远要比承载力设计值大。而每级加载是试验荷载的十分之一左右。当试桩试验荷载最大时，荷载维持时间变短，其荷载下降速度加快，桩沉降也急剧加快，但是不能对分级试验所决定的承载力进行维持，则说明试桩遭到破坏，其荷载维持在4500kN。

检测结果显示试桩极限承载力没有太大的差别，没有达到扩底岩层具有的抗压破坏强度，仅相当于砼强度等级C25和桩径大约为800毫米的装抗压强度。事实表明试桩都能够获得极限承载力，且桩已经被破坏，充分的表明了桩扩地不能发挥自身作用。该形式扩底桩底部一旦扩大，则很难在扩底施工过程中对侧面岩层扩大端进行支护。此土体自重偏大，含水丰富，且土质软弱，致使扩底处出现塌陷，通过对桩基工程检测结果进行分析研究可知，需要使楼层减少至十层，并通过硬塑黏土层承担一些力，再使桩承台面积增加，加厚底板，从而使底板配筋增加来对上层建筑荷载有效的增加。设计人员在对桩基工程进行设计时，需要充分的对工程地质特征和施工难度进行考虑，并对成桩手段以及桩施工构造图进行调整。

2.2 岩基面起伏不平对桩承载力产生的影响

岩溶地区的地表到岩层面的距离大多为二十米，而在此范围内静压力桩的施工速度很快，而且不会对周围环境产生很大的影响，便于进行施工管理，尤其是单桩抗压静载试验具有的合格率也很高，由此成为施工单位以及建设单位所广泛应用的桩型，但是还有一些工地基岩面具有着起伏大的弊端，使其承台桩间存在误差，难以准确的对配桩进行控制，从而出现浪费的情况。例如，大型商住楼项目，勘察结果显示二十米的时候就能到达基岩，但是其中桩被静压成为了5段9米长的预制方桩，而具有的压力值仅为600kN，和中桩压力值2000kN有着很大的差别，为了确保基础稳固，该承台增加了一根长为20米的钻孔灌注桩，但此钻孔成桩所用的砼要比计算的多三倍，其主要是岩层面软土往往会受到基岩起伏、预制方桩被破坏以及溶洞的影响。而一些与桩类似的承台，也都增加了相应的钻孔灌注桩。因为没有选取合理的对地基进选择的手段，致使桩基工程的工期延长，其费用也随之增加了百分之三十左右。由于石灰岩地区具有着基岩面起伏大的特征，所以对其进行设计时，需要充分的对处理手段进行选择，其主要有高压旋喷桩、冲孔桩以及钻孔桩等地基处理手段。

2.3 浅层溶洞的影响

某综合楼整体框架为八层，一共有四十二根挖孔灌注桩，根据要求选择两根桩进行静载荷实验，用来对单桩竖向抗压具有的极限承载力进行确定。当试桩试验荷载最大时，荷载维持时间变短，其荷载下降速度加快，桩沉降也急剧加快，但是不能对分级试验所决定的承载力进行维持，则说明试桩遭到破坏，其荷载维持在2600kN。

根据相关的规定需要在端承桩桩底三倍桩径的范围中超前的对持力岩层的情况进行钻探，但是一些建设企业为了减少施工成本，则安排施工企业通过人工使用风镐的方法对基岩情况进行探查，这样的话就会由于人为因素，而致使桩底岩层溶洞的实际情况不能得到体现，而桩基承载力也不能满足设计要求。所以，一定要强调利用钻机超前对端承桩进行钻探，其钻孔芯样需要拍照存档。

2.4 综合因素对桩承载力产生的影响

某小区拥有三幢住宅楼，至今为止已经交付使用八年，但是从未出现问题，而今年年初有住户反映存在着房屋楼板开裂以及墙体开裂等问题，待沉降观测以后，发现房屋具有不同程度的下沉，其中具有地梁断裂以及轴位沉降量偏大等情况，直接影响着上部结构的安全。其出现这种问题的具体因素为：第一，局部地质资料有误，为设计选用桩造成很大的不安全隐患，其局部基础桩端具有的持力层厚度与规范要求不符。第二，选取的地基处理手段较多，直接影响着小区基础的稳定。此小区选取的地基处理手段为：钻孔灌注桩、天然地基、冲孔灌注桩以及挖孔灌注桩等。其持力层有石灰岩和粘土。第三，缺少对土层和岩层间具有的透水性很强的软弱层的关注，由于人为因素、后期开工工程以及自然因素的影响，则致使软弱层固结收缩失水估计不足，并出现负摩阻力而把下拉荷载施加到基桩，以此使桩基承载力降低，从而使建筑物出现开裂和下沉的情况。

3 结语

在对桩基工程进行设计时，需要充分的对岩溶地区工程的地质特征有所认识和了解，而不同的地层特征，可以采取不用的桩基手段进行处理，使之可以实现高速、安全和经济的指标。还需要对岩溶地区的人为影响因素、水文地质特征、自然影响因素以及后期开工工程进行重视，并充分的对地下水的抽取情况、水量大小、深基坑开挖、水文性质以及水位变化等进行了解，由此避免建筑物开裂、偏斜以及沉降等现象出现。如果想要确保桩基工程施工质量，就需要充分的对成孔质量检测过程进行重视。

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杨旭,男,(1963.7-),四川成都,中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司,助理工程师,岩石力学试验研究。