岩溶强发育场地地基工程要点

杨明华

1 岩溶地基特点

岩溶地基是指以碳酸类岩石为地基持力层，且岩体中存在岩溶现象，这些可溶性岩石受水的溶解作用和伴随的机械作用形成诸如石芽、溶沟、溶槽、溶洞等地貌的地基。岩溶现象具有三大特点：一是发育的不均匀性；二是形态的复杂性；三是分布的隐蔽性。

贵州某水泥厂的场地就具有上述特点。前期地质勘察报告显示，钻孔见洞隙率为53%，属于岩溶强发育场地。一桩一孔超前钻结果也充分证实了该场地岩溶十分发育，其中生料库钻孔见洞隙率达61%。水泥库等车间的天然地基开挖后，岩面状如石林，相邻几米远的高差可达6～7m，汽轮机房车间开挖后岩层出现悬崖状，这些都增加了设计施工难度。因此必须充分把握岩溶场地地基工程的特点并采取针对性措施。

2 勘察布孔原则

由于岩溶地基具有起伏不平、相邻岩面高差大的特点，按一般场地的要求布孔难以查明其岩面埋深状况。该水泥厂石灰石预均化库中心地沟、窑中、汽轮机房等车间的地基开挖就说明了这一点。从地质报告得知，这些车间的基岩面较浅，设计地基基础采用天然地基，持力层为基岩。但地基开挖后，岩面埋深与地基报告严重不符。石灰石预均化库中心地沟超挖7m，窑墩超挖5m，汽轮机房半数基础超挖6m，给基础施工带来了很大的难度及费用增加，甚至还要修改设计。造成这种状况的主要原因还是布孔太少，无法查明复杂的岩溶地貌。因此，岩溶强发育地基的勘察布孔应区别于一般场地地基布孔，建议按以下原则：

（1）钻探孔应沿基础轴线布置，重大车间一柱至少一孔。

（2）窑墩、辊磨等较大面积的基础，建议布置4～5孔。

（3）筒仓环基等条形基础，孔距宜控制在6m左右。

（4）桩基应进行超前钻施工，一桩至少一孔。当桩径大于1.2m时，可视岩溶发育复杂程度适当加孔。

（5）当发现可能存在较大溶洞时，应在周边补孔，以查明溶洞的形态特征。

3 天然地基与桩基的选择

当选择岩溶地基作为天然地基持力层时，应谨慎对待。因为少量的钻探孔提供的基岩埋深难以反映整个车间基岩面全貌，尤其当基础面积较大时，这种岩面落差变化更加显著，给天然地基基础施工带来较大困难。建议必要时增加钻探孔，以查明岩面的分布特征，当查明岩面落差较大、埋置偏深时，应进行天然地基与桩基的方案比较。

表1 岩溶地基施工问题与处理

4 桩基设计与施工中需注意的问题

4.1 施工前桩长的确定

施工前桩长一般按照超前钻孔的结果确定，但应特别注意避免“一孔之见”，要综合相邻钻孔的持力岩层深度，尽量控制相邻桩底的高差在一倍桩间距范围内。在悬崖处时，桩端扩散角内应均为连续稳定岩体，必要时补孔，以保证桩外有一定厚度的岩体。

值得注意的是，超前钻布孔方案应随着超前钻施工进程进行调整。当已经完成的超前钻孔结果显示有悬崖、溶洞等情况时，应在其周围补做超前钻孔，查明悬崖、溶洞的具体状况。

4.2 短桩的设计措施

岩面高低起伏、落差很大，岩面至承台底面的距离也就大小不一，距离小的就形成了短桩。研究表明，同一承台下，桩长不同，受力不同，差别很大。短桩由于刚度大，受力更加复杂，承受更大的剪力等。由于短桩是天然形成的，很难通过改变岩面来增加桩长，所以设计中应采取增加桩基配筋的方法来提高短桩的结构附加承载能力。

4.3 施工中桩长的调整

由于桩径远大于超前钻孔直径，因此超前钻的结果还不能完全反映桩径及周围岩石的情况。当出现桩端遇到裂隙或遇到严重倾斜岩层、溶洞减少或增加等情况，除需要调整施工方法外，还要对桩的长度进行调整。

桩长的调整，不论是加长还是缩短，都是以桩基施工纪录为新的依据，所以，应充分分析超前钻结果及桩基施工纪录，并作出新的判断。为安全起见，一般采用保守的原则，增加桩端入岩深度或其他位置的桩周与岩石有一定长度的嵌岩段，将桩周与岩石的摩阻力作为安全储备。

4.4 施工中的问题与处理

岩溶地基桩基施工，对于大直径一般采用冲击钻，对于小直径宜采用旋转钻。由于岩溶的复杂性，施工中常会遇到一些问题，其处理方法及注意事项见表1。■