岩溶地区高层建筑桩筏基础的设计及施工措施

王儒军

（中信建筑设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430010）

对于高层、超高层建筑，垂直荷载与水平荷载都比较大，很多时候天然地基的承载力并不能满足建筑基础的设计要求，同时由于岩溶地区地基本身不稳定，建筑基础更适合采用桩筏基础。因此，探讨岩溶地区高层建筑桩筏基础的设计及施工措施具备显著的实践价值。

1 岩溶地区高层建筑桩筏基础设计要点

对岩溶地区而言，桩基设计的基础原则，应当以钻孔桩或者冲孔桩为主。对于单桩荷载相对较大、岩层埋深比较浅的情况，应当采用嵌岩桩或者墩基础设计。对于基岩面存在比较大的起伏特征时，应当采用摩擦型的灌注桩［1］。岩溶发育相对比较弱并且基岩面起伏不突出、上覆土层相对比较厚且土质良好的情况下，可以采用预应力管桩。

根据岩溶地区的地质特征，桩筏基础的设计要点主要在以下三个方面，首先是桩基的布置，应当尽可能让桩群承载力的合力点和竖向永久荷载的合力点重合，以使桩基受力均匀并且有比较大的抗弯模量。其次是对于剪力墙结构的桩筏基础，应当将桩尽量布置在剪力墙下。最后是对于嵌岩桩，嵌入倾斜的完整的或较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m，倾斜程度应当超过30%的中风化岩，按照倾斜度和岩石的完整性适当添加嵌岩的深度，嵌入平整、完整的坚硬和较硬的岩，嵌岩深度不宜小于0.2d且不小于0.2m。

借助作者岩溶地区高层建筑的设计与施工经验，下面总结几点关于桩筏基础的设计原则：1）桩基设计期间应当以桩超前钻及相关地址资料作为基础，明确桩基的长度［2］；2）在桩基直接落在腐蚀并且存在严重裂缝的溶洞顶板时，应当按照摩擦桩进行设计和计算，并且不考虑溶洞顶板端承作用。当没有腐蚀、裂缝的持力层时，可以在复核溶洞顶板受力的同时确保安全富裕度，应当尽可能控制在3m到4m左右的微风化完整顶板，并严格参照桩基底部的溶洞顶板最小控制厚度；3）针对独立存在的溶洞，应用片石或者是压浆的方式进行填塞，并在使用中确保空洞部位已经被完全填充，并做好对溶洞中桩的摩擦阻力分析；4）针对串通与大型的溶洞，需要考虑是否存在流塑状物质，并采用并钢护筒的方式处理；5）针对串珠桩溶洞可以应用片石、压浆等方式进行填充，如果并没有完整的基岩持力层，可以根据摩擦桩方式进行设计［3］；

2 岩溶地区高层建筑桩筏基础施工要点

2.1 做好施工前期准备工作

首先，需要对岩溶场地做好全面性的考察，建筑工程的桩基工程属于隐匿性工程，在遇到溶洞时应当做好施工问题的分析。如果某一个环节存在问题，且处理不妥善便会导致掉钻、漏浆甚至是坍塌的风险，对施工质量会造成严重影响。对此，桩基础施工前期必须做好对岩溶场地的全面性、细致性的勘查，按照整个区域内的地基适宜性、稳定性做好客观评价，同时做好施工措施、流程的优化，确保施工工作顺利开展。同时还需要做好施工前的场地平整处理，做好钻孔的施工平台控制，在对于岩溶场地勘查的基础工作，桩基础施工前期应当根据施工现场的实际情况来调整。溶洞情况比较复杂的地区，泥浆池应当适当扩大，从而满足施工现场对于泥浆的需求量。

2.2 施工处理方案

如果岩溶地区溶洞的腐蚀程度不明显，但是溶洞当中存在填充物或者无裂缝形成，此时可以借助直接冲孔的方式进行施工处理。同时，在施工中应当适当增加泥浆的使用比例，实现对孔壁的保护作用。溶洞穿孔的过程中应当对泥浆做好密切的观察，如果存在漏浆问题，应当在第一时间用黏土进行填充处理，做好补浆施工。假如溶洞发育情况比较差，溶洞当中没有填充物，此时便可以提升埋设深度，同时在溶洞顶板1到2米的范围内做好短进尺，并注重对漏浆问题的观察，如果存在漏浆则应及时采用补浆施工处理。如果溶洞发育情况较好，并且存在明显的裂缝发育，此时若出现漏浆则会呈现漏浆量比较大的情况，对此，可以应用全互通的方式进入到岩层顶部，规避因为泥浆量过大导致覆盖层坍塌的问题发生。

在具体施工中也可以借助加装钢护筒的方式进行桩基处理。对于普通的溶洞，也就是2到3米以内深度的溶洞，可以采用填充法，由专人密切关注孔洞内的水位变化，一旦泥浆面出现下降则应当及时补充泥浆，并维持孔洞内水位压力，预防踏空。在漏浆后回填片石与黏土，片石与黏土的比例在3：1左右。在泥浆遗漏问题消失之后观察24小时，并在情况恢复之后继续冲孔。对于中、小型溶洞串联的问题，可以应用普通溶洞处理方式进行，采用溶洞当中孔隙比较小的几个层，以分层溶洞填充的方式维持整体持力层，并确保桩基达到相应的承载力需求。对于大溶洞，也就是3米以上的溶洞，应当应用加装钢护筒的方式进行施工。

3 结语

综上所述，岩溶地区的高层建筑桩筏基础设计与施工非常重要，在施工期间需要做好多方面不安全因素的总结分析，并根据实际施工项目的特征做好针对性的施工质量控制。不断的总结各个工程项目的桩筏基础施工经验，针对当前建筑桩基工程的设计与施工理论，做好针对性的技术改进，从而为高层建筑提供可靠的桩筏基础，提高整个建筑的安全性和经济性。