岩溶地区不同刚度桩复合地基处理技术工程实例

李英强

(1.福建永强岩土股份有限公司　2.福建省岩土与环境企业工程技术研究中心　福建龙岩　364000)



岩溶地区不同刚度桩复合地基处理技术工程实例

李英强1,2

(1.福建永强岩土股份有限公司2.福建省岩土与环境企业工程技术研究中心福建龙岩364000)

岩溶地区高层建筑地基处理大都为单一地基处理形式。对于覆盖型岩溶地区，可充分利用上覆土层，对其进行地基加固处理，避免采用造价昂贵的桩基础。结合工程实例，探讨覆盖型岩溶地区采用不同刚度桩复合地基处理技术的设计计算及工程适用性。

岩溶；不同刚度桩；复合地基

0　引言

在岩溶地区，岩石内广泛分布大小不同、形状各异的各种溶洞，溶洞的存在破坏了岩土体的连续性与均一性[1]。岩溶的分布常常导致岩溶地区地基力学性能在空间上不均匀，引起地基承载力不足、不均匀沉降、地基滑动和塌陷等地基变形破坏[2]。但岩溶地区建筑基础采用桩基础时，桩端必须穿过溶洞、土洞，形成超长桩，造价昂贵，且遇复杂溶洞时，成桩困难。因此，对于覆盖型岩溶可充分利用上覆土层，对其地基进行处理，但国内外地基处理大都为单一的地基处理形式，而岩溶地区地质复杂，往往一种地基处理形式无法满足在保证造价经济合理情况下，同时满足质量、工期等因素。本文结合工程实例，阐述了覆盖型岩溶地区采用不同刚度桩复合地基处理技术的工程应用及适用性，为岩溶地区建筑基础选择选择提供参考和借鉴。

1　工程概况

1.1工程简况

拟建建筑为23层住宅楼，混凝土框架剪力墙结构，基础形式为钢筋混凝土筏板基础，设一层地下室。

1.2地质概况

根据地勘揭露场地土层自上而下：

场地地层自上而下为：①杂填土、②耕植土、③粉质粘土、④细砂、⑤圆砾、⑥含卵石圆砾粉质粘土、⑦含碎石角砾粉质粘土、⑧中风化石灰岩,详见图1。

本场为典型的覆盖型岩溶地区，基岩上覆覆盖层，分布杂填土、耕植土、粉质粘土、细砂、圆砾、含卵石圆砾粉质粘土、含碎石角砾粉质粘土，其中局部卵石、圆砾层分布较厚，下卧粉质粘土层。下伏灰岩岩溶较发育，主要岩溶型态为溶洞，溶洞被较密实的稍湿、可塑状态的含碎石粉质粘土充填。

2　岩溶地区复合地基处理方案

根据场地地质情况分析，场地揭露岩溶埋深较深，上覆粘性土层，下分布溶洞，但大部分被软塑状的含碎石粉质粘土填充。局部分布厚层卵石、圆砾层，下卧软弱土层。故设计单位采用静压沉管CFG桩进行地基处理，对局部上部卵石、圆砾层较厚，可充分发挥其地基承载力。但卵石、圆砾层较厚地段，静压沉管CFG桩施工较难沉入，故如要处理其下卧层，只能采用高压旋喷桩处理；在受场地限制时，为减少了挖土费用及基坑支护费用，靠近建筑物处亦可用高压旋喷桩。局部有充填溶洞地段，高压旋喷桩需进入完整灰岩。

本项目设计采用桩径400mmCFG桩，桩径500mm的高压旋喷桩，持力层为中风化石灰岩，其中旋喷桩桩长进入完整灰岩1.6m以上。CFG桩桩身混凝土强度等级C15，设计单桩承载力特征值均为300kN，采用等三角形布置，要求处理后复合地基承载力特征值305kPa。

按《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)对于采用不同类型的桩进行地基处理的复合地基承载力特征值计算公式[3]为：

β为桩间土承载力发挥系数，取1.0。

多桩型复合地基面积置换率的计算应根据基础面积与该面积范围内实际的布桩数进行计算。采用三角形，且桩间距相同时，即s1=s2，置换率为:

复合地基承载力计算，详见表1。

采用不同刚度复合地基处理，按最不利土层(最不利土层⑦含碎石角砾粉质粘土，天然地基承载力160kPa)计算，主楼计算桩距1 300mm×1 300mm，平均有效桩长约6～15m，详见图2。

3　适用范围

针对覆盖型岩溶地区上覆土层一般为粘性土层，但场地局部范围出现厚度较大的卵(碎)石层，卵(碎)石层的下部存在软弱下卧层的场地情况和建筑场地邻近已建建筑物或局部范围静压沉管机械设备工作面不够的情况，宜以水泥粉煤灰碎石桩处理大范围地基，高压旋喷桩处理上述两种情况下的部分地基。

4　复合地基检测结果

经检测复合地基承载力特征值为315kPa，单桩竖向承载力特征值300kN以上，低应变检测CFG桩，桩身质量检测结果均为I、II类桩，全部合格，桩身质量完整。通过地基承载力检测及低应变动测等检测，以及后期沉降观测表明，处理效果良好。检测结果，详见表2、表3。

表1　复合地基承载力计算表

表2　复合地基承载力检测结果

表3　静载试验及沉降观测结果

5　结语

对于一般粘性土层，因CFG桩具有工艺简单，能就地取材，利用工业废料粉煤灰可利废节能，化废为宝，并可达到大幅度提高地基承载力，减少地基变形，故优先采用。高压旋喷桩一方面对厚度较大的卵(碎)石层穿透力强，施工时无振动，对场地工作面要求不高，故对紧邻已建建筑物一侧CFG桩无法施工地段下卧软弱层进行局部处理；另一方面可对CFG桩侧溶洞及土洞进行处理，对下伏石灰岩中的充填溶洞，进一步胶结和密实，加强地基稳定性。

本工程采用不同刚度复合地基处理，复合地基承载力大幅提高，地基处理效果好，可为类似工程项目提供借鉴。

[1]罗爱忠.贵州岩溶地区基础类型选择的探讨[J].山西建筑，2010.(36)3：75-76.

[2]黄俊光，方引晴，袁尚红，等.岩溶地区地基基础处理的几个问题分析[J].广州大学学报(自然科学版)，2006，(05)01:74-77.

[3]JGJ79-2012 建筑地基处理技术规范[S].中华人民共和国住建部，2013(6).

Composite foundation treatment project of different rigid piles in Karst area

LIYingqiang

(1.Fujian Yongqiang Geotechnical Co.,Ltd;2.Geotechnical and Environmental Enterprise Engineering Technology Research Center of Fujian province,Longyan 364000)

In karst area, single foundation treatment is offen used in the ground treatment of high -buildings.For the covered karst area, it can make full use of the overlying soil layers, and use the foundation treatment reinforcement, avoiding the use of expensive pile foundation.In this paper, the design calculation and engineering applicability of the treatment technology of the composite foundation with different stiffness in the karst area is discussed based on the engineering example.

Karst; Different stiffness pile; Composite foundation

李英强(1984.11-)，男，工程师。

E-mail:yqytminchong@163.com

2016-03-11

TU4

A

1004-6135(2016)06-0044-03