谈岩溶区某场地岩土条件和基础型式的建议

罗 均 宇

(福建省121地质大队工程勘察院，福建 龙岩 364000)

谈岩溶区某场地岩土条件和基础型式的建议

罗 均 宇

(福建省121地质大队工程勘察院，福建 龙岩 364000)

介绍了在覆盖型岩溶区土洞和溶洞分布的范围、埋藏深度及其发展对建筑物地基和基础的危害，通过某工程实例对覆盖型岩溶区地层分布及工程地质性质的分析，提出了建筑地基基础型式的选择方式，对同类区基础设计具有一定的借鉴作用。

覆盖型岩溶，工程地质特征，基础型式选择

0 引言

覆盖型岩溶区，土洞和溶洞分布的范围、埋藏深度及其发展对建筑物地基和基础危害程度大，直接影响建筑物的持力层和基础型式的选择。

拟建场地位于新罗区东肖镇龙腾南路东侧，为商住小区。拟建建筑物层数为27层～34层、高79.45 m～99.75 m，平均荷载600 kN/m2，地下室1层。通过对场地岩土工程地质条件、拟建建筑物荷载及上部结构等情况的综合分析，建议采取合理的基础型式和不良地质作用的处理措施。

1 场地工程地质特征

1.1地形、地貌及地质构造

拟建场地位于龙岩溶蚀盆地的南侧，平坦开阔。属于龙岩东肖溪河床和高河漫滩地貌单元。覆盖层主要为第四系人工填土、冲洪积层，下伏基岩为灰岩。

本场地西侧外围约900 m有一组近南北向压性逆断层通过，东侧外围约2 000 m有一组近南北向压性逆断层通过。受断层挤压的影响，裂隙较发育，地下水活动较强烈，为岩溶弱发育区。第四系土层覆盖在基岩之上，且厚度较大，场地属中等～深覆盖型岩溶区。

1.2岩土层种类

场地内岩土层由上往下可分成八大层：

①素填土：黄、土黄色，由卵石、圆砾和砂组成，呈松散状，具明显湿陷性，高压缩性，工程力学性能差。

②粉质粘土：浅黄、土黄色，较纯，可塑状态，工程力学性能一般。

③卵石：浅黄色，很湿～饱和，稍～中密状态，工程力学性能较好。

④含卵石粉质粘土：浅黄、黄色，含30%～40%的卵石，可～硬塑状态，工程力学性能一般。

⑤粉质粘土:灰、灰黄色，较纯，可塑状态,工程力学性能一般。

⑥含碎石粉质粘土：浅黄、红黄色，含25%～40%的碎石，可～硬塑状态，工程力学性能较好。

⑦含角砾粉质粘土:褐黄、灰黄色，含25%～30%的角砾，可～硬塑状态,工程力学性能较好。

土洞：基本充填，洞高:4.20 m～10.30 m,洞底埋深:57.80 m～72.60 m。

⑧中风化灰岩：二叠系栖霞组，浅灰、灰色，中～厚层状，岩体呈块状结构，裂隙较发育，岩体基本质量等级分级为Ⅲ级,Ⅳ级，为较硬岩。

1.3岩土层的设计计算指标

本场地通过室内土工试验、现场原位试验、现场主要受力层地基土载荷板试验及当地工程经验，推荐各岩土层主要设计参数值见表1。

表1 各岩土层主要设计参数值表

1.4场地水文地质条件

场地东侧为东肖溪，距场地10 m～20 m，河宽25 m，河水水深约0.6 m，水面标高约在367.65 m～368.86 m，河床高程为：366.75 m～368.20 m。防洪堤堤顶高程为371.25 m～373.20 m，东肖溪30年一遇洪水水位标高为370.25 m～372.30 m，历史最高洪水水位为372.50 m。

场地内地下水类型上部主要为第四系孔隙型潜水及下部岩溶承压水。

第四系孔隙型潜水主要赋存于卵石层中,略具承压性，卵石层属强透水层，富水性好，为主要含水段。第四系孔隙型潜水主要靠大气降水、地表水及其他地下水侧向径流补给，与东肖溪河水水力联系密切，通过蒸发和补给河水等方式排泄,地下水径流方向总体由南向北、由西向东方向排泄，流向东肖溪。场地地下水的年变化幅度约2.0 m～3.0 m。

下部岩溶水为承压水，分布于灰岩的溶洞中，溶洞的连通性好，属强透水层，富水性好，水位标高为353.99 m～354.53 m。岩溶水主要由地下水侧向或垂直补给，水位变化幅度约1.0 m～2.0 m，与上部潜水水力联系较不明显。

1.5场地地震效应

拟建场地位于龙岩市新罗区东肖街道，抗震设防烈度为6度区，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组属第二组。场地土的类型为中硬场地土，建筑场地类别为Ⅱ类，场地下部土洞、岩溶相对发育，属抗震不利地段。

1.6场地不良地质作用和地质灾害

1.6.1场地不良地质作用概述

根据本次勘探揭露的地质资料和现场对周边地质踏勘结果，并结合区域地质资料分析，在钻探控制深度范围内场地未见大裂隙、采空区和活动断裂等。场地内基岩未见人工洞穴、临空面或软弱岩层。根据场地周边环境地质条件分析，场地除土洞、岩溶外未见其他滑坡、崩塌、泥石流、采空区及地面沉降等不良地质作用。

1.6.2土洞

本次勘察共有5个钻孔揭露土洞，约占钻孔总数的5.8%，场地土洞弱发育。土洞高度在2.30 m～32.30 m间。土洞埋深在57.80 m～72.60 m之间，其中埋深在50 m～60 m的1个,60 m～70 m的3个，70 m～80 m的1个，土洞多分布在灰岩面上，在地表下60 m～70 m分布最多，占总数的60%。土洞充填率为5/5=100%，为软塑和流塑状含砾粉质粘土充填。各土洞分布情况详见表2。

表2 土洞分布表

1.6.3不良地质作用发展趋势和危害程度

根据《1/2.5万龙岩盆地供水水文地质勘探报告》和本次钻探资料表明，受区域构造影响，场地岩体破碎、裂隙发育，为地下水的良好通道，特别是可溶性的岩石破碎带是地下水活动较强烈地段，导致岩溶发育；基岩中有良好的排水通道，地下水的频繁变化活动作用使得地下水对松软土体产生潜蚀、搬运作用，使得在岩土交界面处易发育土洞，当土洞发育至一定程度则易产生塌陷。根据综合分析，该区域属于土洞弱～中等发育区，可能发生塌陷，其危害程度较大。

该场地属于覆盖型灰岩的岩溶弱发育的不良地质作用分布区域。溶洞顶板岩体基本质量等级一般为Ⅲ级,Ⅳ级，由于拟建物的荷载较大，应考虑岩溶的不稳定影响。

2 基础型式及持力层的建议

根据拟建物特点及所处地段工程地质条件，拟建物地基基础和基础型式方案分析如下：

拟建的建筑物地上为27层～34层(地下1层地下室)，建筑高度地上为79.45 m～99.75 m(地下室1层，高度为5 m)，平均荷载为600 kN/m2,拟采用框架剪力墙结构，对差异沉降敏感。

根据场地岩土工程地质条件、拟建建筑物荷载及上部结构等情况，主楼挖至坑底后出露的土层以③卵石、④含卵石粉质粘土和⑥含碎石粉质粘土层，各层承载力不能满足拟建主楼荷载要求，不具备天然地基条件，需采用桩基础或经地基处理后采用筏板基础。

建筑物单柱荷载较大，上部土层承载力无法满足采用天然地基的要求。且基岩面变化较大，岩溶弱发育。基岩埋深大于60.00 m。由于岩石太深，嵌岩端承桩不可行，建议采用桩土复合地基或桩筏基础方案。因土层中含较多的碎石、卵石，打入式桩施工难度大，建议采用冲(钻)孔桩与地下室底板下的③卵石等地层构成桩土复合地基，采用片筏基础(或采用桩筏基础)，桩端持力层可选④含卵石粉质粘土和⑤含碎石粉质粘土，局部⑤粉质粘土层，有效桩长建议按35 m～45 m左右控制，桩径采用1 000 mm左右。

基坑底出露的土层有③卵石、④含卵石粉质粘土、⑥含碎石粉质粘土，由于下部存在土洞，对基础的稳定不利，应对土洞进行地基处理(如低压注浆)。

3 结语

岩溶区场地土层中有土洞和溶洞，对地基的稳定性有一定的影响，对场地的岩溶、土洞进行有效补强后(采用桩基或地基处理)，可消除土洞、溶洞和软弱土层对地基稳定性的影响，地基经处理满足设计要求后，采用经济适宜的基础型式，为今后的勘察设计工作中，在同类场地条件下提供一点勘察设计经验。

[1] GB 50021—2001,岩土工程勘察规范(2009版)[S].

[2] GB 50007—2011,建筑地基基础设计规范[S].

[3] JGJ 72—2004,高层建筑岩土工程勘察规程[S].

Introductiontokarstareaasitegeotechnicalconditionsandbasictypeofadvice

LuoJunyu

(FujianProvince121GeologicalTeamEngineeringSurveyInstitute,Longyan364000,China)

Introduced the extent of the distribution of soil holes and karst caves, the depth of burial and its development are of great harm to the building foundation and foundation. Through some engineering examples of karst area of strata distribution and the analysis of the engineering geological properties, put forward the building foundation type selection, the foundation design has a certain reference value to the similar area.

covering type karst, engineering geological characteristics, foundation type selection

P642

A

1009-6825(2017)26-0066-02

2017-07-04

罗均宇(1967- )，男，高级工程师