试论岩溶复杂岩溶地区高层建筑桩基础施工技术

论文导读：
【摘 要】 在岩溶地区，针对工作量十分巨大的嵌岩灌注桩基础，有条件地选择人工挖孔桩和冲孔灌注桩相结合的施工技术，对缩短工期、降低工程造价是行之有效的。对于地层复杂的桩孔可能存在的沉碴问题，提出了“后注浆“处理措施。
【关键词】 岩溶地基，嵌岩桩基础，施工技术，后注浆处理
绪言
近年来某市区高层建筑发展十分迅猛，城区范围内新开发建设的住宅小区绝大部分为高层住宅，对地基基础的要求越来越高。鉴于高层建筑拟建区域大部分为可溶岩分布区，岩面高低起伏不平，溶洞和溶蚀破碎带发育，设计时考摘自：硕士论文答辩技巧www.7ctime.com
虑到高层建筑对不均匀沉降的敏感性及基础承载力因素，普遍采用嵌岩灌注桩基础，持力层要求为具有一定厚度的连续完整岩层。由于岩溶地区地质条件的复杂性以及桩基施工过程中不可控制的因素较多，这就需要在前期勘察过程中较准确地掌握溶洞等地质情况，根据不同的岩溶发育情况选择合适的桩基施工工艺，以达到桩基施工“多、快、好、省”的目的。

1、工程及地质概况

某小区位于某市城南汽车站附近，一期规划建设五幢28层（地下1-2层）的商业住宅楼，框剪结构，基础形式为一柱一桩嵌岩灌注桩。设计要求桩孔穿过中风化岩层上部的溶蚀破碎带和溶洞，全断面嵌入完整岩体深度不小于500mm并保证桩端以下中风化完整基岩的厚度不小于5m，桩径分别为φ1000、φ1200、φ1300、φ1800和φ2000五种，共621根嵌岩灌注桩。
根据前期工程地质详勘资料，本场地为石灰岩岩溶发育地区，勘察钻孔揭露上覆第四系土层主要为厚薄不等的新近人工填土以及硬-软可塑状态的红粘土，下伏基岩为石炭系中上统壶天群灰岩，溶洞及溶蚀裂隙发育，岩面起伏较大，埋深在1.2～1

7.5m之间，溶洞及溶蚀裂隙中富含岩溶裂隙水，具微承压性，地质情况异常复杂。

根据规范要求结合本场地岩溶发育实际情况，桩基施工之前按“一桩一探”或“一桩多探”原则对所有桩孔进行了超前钻探（施工勘察），以获取单个桩孔具体的岩溶地层发育资料并在此基础上确定单桩桩端位置、桩长等桩基参数。综合施工勘察资料，所有621个桩位中有305个桩位揭露存在洞高0.2～4.5m不等的溶洞，占桩孔总数的近一半左右，为岩溶强烈发育地段。单个桩孔揭露的溶洞在深度范围内绝大多数呈串珠状分布，少的二、三层，多的六、七层，最多的单孔揭露存在十层溶洞及溶蚀破碎带，溶洞充填情况以无充填和半充填为主，充填物为软～可塑状粘性土夹少量灰岩块石。另有82个桩位揭露厚度2-8m的溶蚀裂隙带和岩体破碎层105处。

2、工期要求及成孔工艺选择

本项目工期要求十分紧张，为及时投入施工并赢得工期，在超前钻探（施工勘察）确定桩基础施工参数的基础上，具体桩孔成孔施工工艺选择如下：
桩长（桩孔开孔深度）小于12m且无岩溶发育的桩孔采用人工挖孔成孔工艺，其余桩孔则采用冲击成孔工艺，以最大范围地开展桩孔成孔施工，缩短施工工期。

2.1 人工挖孔桩

人工挖孔桩是采用人工直接挖孔成桩的一种施工方法，该工艺具有易于进行持力层鉴别和孔底沉碴控制、桩底易做扩大头以增加单桩承载力、施工现场噪声干扰少、孔径不受施工机具的限制可随需要控制、成孔质量直接可观、混凝土灌注质量容易保证和设备投入少、投入大量的人力即可保障施工进度等优点。但本场地内岩溶发育的桩孔内地下水十分丰富，且处于城区范围内周边建筑物密集，桩孔施工时不能大量抽排地下水，某市城区以往因人工挖孔桩施工大量抽排地下水导致周边建筑物变形开裂的事例很多，教训十分沉重，该部分桩孔不宜采用人工挖孔桩工艺；对于深度超过12m的桩孔，即使无岩溶发育，但开挖至岩土结合面时仍将存在较大的涌水，加上孔深过大人工挖孔施工安全性较差，也不宜选用。

2.2 冲孔灌注桩

冲击钻孔使用冲击锥这种具有冲击兼挤压侧壁作用的钻具，可冲穿上层溶洞顶板而到达下层溶洞顶板，适用于地下岩溶发育、存在多层溶洞的地质条件，在处理斜面开孔、半边岩、石笋、溶沟、溶槽等复杂地质条件时比较有利，特别是该施工工艺不需抽排地下水，不会对周边地质环境条件造成大的影响，是近年来某市城区范围内高层建筑嵌岩桩施工的主要工艺。相对来说，该施工工艺成孔时事故较多，进尺较慢，对操作熟练程度要求较高。

3、施工要点

3.论文导读：停钻进，将与设计桩径同大的内钢护筒沉入溶洞部位，随钻孔跟进至稳定岩面。3.4确定桩端位置要点在地质超前钻探确定桩端位置的基础上，鉴于岩溶地区地质条件的复杂性和溶洞形态、分布的突然性，为确保桩基嵌岩深度和桩端完整岩体的厚度达到规范和设计要求，在整个冲击钻进过程中，应严格管理、仔细观察，如发现与超前钻探地
1 人工成孔要点
人工挖孔灌注桩施工时除按常规方法控制孔径、垂直度外，在嵌入基岩500mm范围内不应采用大剂量爆破开挖，如必须爆破，最好采用膨胀。对于接近岩土结合面的软～流塑状土体，可采取开挖施工时缩短装模长度、增加护壁强度等方法通过。

3.2 冲击钻进要点

冲钻时要视岩石硬度情况确定冲程，若岩石强度低，冲程可略低；反之，冲程则略高。对于岩溶地区地层中存在的探头石、孤石等，宜采用高锤锰击或高低冲程交替冲击，将孤石等捣碎挤入孔壁，并通过粘稠的泥浆和钻碴将孔壁石缝堵实，避免孔壁漏水，防止发生斜孔、坍孔事故。

3.3 穿过多层溶洞要点

对于一般溶腔较小、多为粘性土充填的溶洞，冲孔时可以直接采用投入大量潮湿的粘性土和片石并立即补水，利用冲击锥冲击粘性土和片石挤入溶洞孔壁及其裂隙中；对于溶腔较大的空溶洞或充填物为流塑状时，则可选择下沉内外钢护筒，首先以比设计桩径大10cm的外钢护筒下沉至溶洞顶板，当钻穿溶洞顶板时暂停钻进，将与设计桩径同大的内钢护筒沉入溶洞部位，随钻孔跟进至稳定岩面。

3.4 确定桩端位置要点

在地质超前钻探确定桩端位置的基础上，鉴于岩溶地区地质条件的复杂性和溶洞形态、分布的突然性，为确保桩基嵌岩深度和桩端完整岩体的厚度达到规范和设计要求，在整个冲击钻进过程中，应严格管理、仔细观察，如发现与超前钻探地质资料不符的地方，及时与施工勘察和设计方联系，探明情况后方可进一步施工。 摘自：本科生毕业论文www.7ctime.com