岩溶地区基础设计的建议

周少渊（华南理工大学建筑设计研究院，广东 广州 510641）



岩溶地区基础设计的建议

周少渊
（华南理工大学建筑设计研究院，广东 广州 510641）

摘 要：由于岩溶地区地质条件复杂，工程师们在该地区选择合适的基础类型是比较困难的。通过一些工程实践的总结，提出岩溶地区基础设计的建议。

关键词：岩溶；基础；浅基础；桩基础

一、岩溶地区地质条件的特点

岩溶是指可溶性岩石长期受水的物理化学作用而形成溶洞、溶沟、石笋、暗河等地貌地质形态。由于现有的勘察技术的局限性很难对建设用地的地质情况包括溶洞分布情况、溶洞大小、溶洞深度、洞顶顶板厚度、溶沟宽度、岩面起伏等情况给出准确和全面的描述，造成工程师们难以选择恰当的基础类型，有时会有基础方案的反复，因此岩溶地区建筑物的基础设计常常是困扰工程师的难题。

二、工程实例的简要分析

1. 广西柳州某宿舍区，7层。地质资料显示持力层为均匀的红黏土。拟全部选用天然地基上的独立基础，持力层为红黏土。但施工过程发现其中一个单体，红黏土层并不均匀，有一大半面积的红黏土层承载力特征值低于地质资料提供的数值，且基岩岩面起伏大，局部外露石笋，存在土洞，而非地质资料所显示的均匀的红黏土。经过现场踏勘，决定补充超前钻作为设计的依据。最终的处理方式是采用换土垫层法，避免以岩层为持力层，并根据勘察单位超前钻提供的地质资料，适当降低持力层（红黏土）的承载力特征值，然后改为柱下条形基础。

2. 广州槎头某训练楼，11层。地质情况由上到下为：液化细砂层、微风化石灰岩，采用钻（冲）孔灌注桩。桩径为800mm、900mm及1000mm。要求每一桩进行超前钻探，入岩深度不少于3.5倍桩身直径且不小于5.5m。但由于施工原因未进行超前钻，造成个别桩持力层或桩底沉渣未满足设计要求。因此采用桩底压力注浆方式进行加固。

3. 肇庆某门诊医技楼，地下一层，塔楼6～18层。地质情况由上到下为：淤泥、砾砂、粉质黏土、微风化石灰岩，发育溶洞、土洞、溶沟等多种岩溶形态。见洞率为31%，洞高0.40m～7.25m不等。局部溶洞呈串珠状。设计之初选择钻（冲）孔灌注桩，但考虑到基础施工工期较长，且层数不多，大部分柱轴力不太大，最终采用直径为500的PHC桩，单桩承载力特征值为1200kN。在施工过程中发现个别单桩承载力特征值和桩长变化较大，分别采用补桩或适当降低承载力特征值的方式处理。断桩率约为9%。

4. 肇庆某商住楼，地下两层，裙楼5层，塔楼30层。地质情况由上到下为：杂填土、淤泥、黏土、微风化石灰岩。岩面起伏较大，而且岩溶（溶沟、溶槽、溶洞等）发育。勘察阶段见洞率为31%，实际施工超前钻时见洞率为66%。溶洞深0.5m～10m不等，局部溶洞呈串珠状。采用钻（冲）孔灌注桩，持力层为微风化石灰岩。要求每一桩进行超前钻探，根据桩径的大小不同采取1桩一钻、1桩两钻或1桩三钻。本工程的桩基工程施工历时约两年，尽管施工难度大、工期长、检测费用高，但是它毕竟是满足承载力要求的一种可行的桩型。

三、岩溶地区基础设计的建议

1. 全面地把握拟建建筑的地质情况是基础选型和设计的必要前提。拟建建筑做设计前甲方已委托了地质勘查部门进行了地质勘察，但由于钻探孔的间距一般较大，常常很难反应建设场地的地质全貌。因此对高层或轴力较大的建筑采用一桩一钻，对于直径大的桩，宜采用一桩多钻，若发现地质情况复杂，应对建筑采用一桩一钻，必要时应加密钻孔。力争尽量详细、准确的了解场地的地质情况，除了查明溶洞、土洞的分布、规模及埋深外，应留意溶洞的填充情况、填充物的性状、地下室的特征、地下水位的高低、有无地下河等。以此为依据，对场地的稳定性作出评价。以便为基础选型和设计提供必要的技术资料。

2. 如果地基是稳定的，且拟建的建筑为多层建筑，轴力不大时，应首先考虑是否存在做天然地基下的浅基础的可能性，可根据实际情况采用柱下独立基础、条形基础、筏板基础等，也采用复合地基。但此时应注意浅层土洞的影响。一般的中低压缩性土层的基底应力影响范围为：对于独立基础，基础以下土层厚度为约3～4倍基础宽度；对于条形基础，础以下土层厚度为约为6～7倍基础宽度。浅层土洞和溶洞可采用回填碎石、或压力注水泥浆等方式。岩面起伏大时，尽量选用岩面以上的土层作为持力层，对局部有突出的石笋，可采用褥垫法处理，以减少不均匀沉降。

3. 如果天然基础不能满足要求时，且拟建的建筑为18层以下的建筑，当岩溶上覆盖土层的稳定性有保证，且桩端持力层承载力及厚度满足要求，可考虑采用小直径的预应力管桩、旋挖桩等桩型，必要时可采用桩筏基础或箱型基础，此时应尽量利用基岩以上土层提供的承载力，避免桩直接支撑于基岩上。

预应力管桩施工时，当发现岩面起伏很大，桩长不好控制，同一个承台或间距不大的桩桩长可能会相差很大，且并未能满足设计所要求的终压值，超前钻也只是判断桩基岩的顶面标高的辅助手段，此时建议在弄清桩长相差太大的具体原因，必要时可以采取补桩或适当降低单桩承载的措施。

4. 对于拟建建筑为20层及以上或柱底内力较大的建筑且基岩以上的土层没有合适的持力层，可采用的桩型已不多。通常可采用钻（冲）孔灌注桩。虽然钻（冲）孔灌注桩有较多缺点如：施工难度大（施工过程中会遇到斜岩偏孔、较大的无填充的溶洞、终孔的清底等问题）、工期长、成桩费用较高、检测费用高等。但是它毕竟是满足承载力要求的一种可行的桩型。当地下水位低，有可能采用干作业的情况下，也可采用人工挖孔桩。

结语

岩溶地区的基础设计应在尽可能全面了解地质情况下，根据拟建场地的地质情况结合拟建建筑的轴力大小合理选择基础形式，以确保拟建建筑安全经济地顺利建成。

参考文献

［1］方小丹.岩溶地区基础设计的一般原则［S］.广东省岩土力学与工程学会成立20周年暨学术研讨会，2006.

［2］ DBJ 15-31-2003，建筑地基基础设计规范［S］.

［3］ GB 50007-2011，建筑地基基础设计规范［S］.

［4］ JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范［S］.

中图分类号：U452

文献标识码：A

Abstract：Because of the complexity of the geological conditions in Karst area.It's difficult for Civil Engineer to choose the right foundation type， in Karst area. Based on the summary of some engineering practice， some suggestions for the foundation design in karst area are put forward.

Keywords：Karst； foundation； shallow foundation； pile foundation