柳州岩溶地区高层建筑基础类型选择

摘要：随着人口的增长及城市化的发展，城市高层、超高层建筑成为城市房产建筑的主流。为建设方提供安全、经济基础形式设计方案，是勘察行业对社会应负的责任。柳州岩溶地区上覆地层主要有硬～可塑状红粘土或粘土（fak=250～150kPa）、稍～中密状圆砾（fak=250～400kPa），一般厚度约20m；20m以下呈软～流塑状粘土或松散状粉砂（fak=80～120kPa）；下伏基岩为白云岩、石灰岩（中～微风化，fak=2500～10000kPa）。地下河纵横贯通，岩溶发育，地质条件复杂。

关键词：岩溶地区；建筑基础类；高层建筑

中图分类号：TU457 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）10-0072-03

1 工程实例分析

1.1 工程概况

项目2#、3#楼位于柳州市柳邕路，西北临柳邕路，东南接银仔山，东北、西南两侧为多层民居。区域地貌属孤峰-峰丛岩溶平原。拟建建筑基底总面积2814m2，14～16F，楼高39.5～46.5m；地下室-2F，总高约为10.0m。整平标高2#楼：91.0m，3#楼：91.6m。框架结构。

1.2 场地工程地质特征

场地主要由第四纪人工堆积杂填土（Qml）和残积成因红粘土（Qel）组成，下伏上石炭统（C2）石灰岩。

1.3 地下水、水及土的腐蚀性

场地地下水赋存于土层中的地下水为上层滞水，初见水位埋深约1.00～2.00m，稳定水位为0.30m～1.10m（标高88.04m～88.93m），补给来源以周边居民生活用水及大气降雨为主；赋存于基岩中的地下水为岩溶裂隙溶洞水，初见水位在基岩面以上1.00～2.00m，其水位升降受大气降水和柳江河水位影响，稳定水位埋深1.00～1.40m（标高87.74～89.23m），具有微承压性。上层滞水水量不大，岩溶裂隙溶洞水水量丰富，岩溶较发育地段单桩孔涌水量达30～50t/h。

地下水水质类型主要为SO42-·HCO3--Ca2+、SO42--Ca2+·Na+，对砼结构及砼结构钢筋具微腐蚀性。

场地距柳江河约1000m，根据柳州水文站提供的柳江河水文资料，柳江河多年平均水位70.94m，枯水期（10月至次年2月）一般为67.00m～69.00m，历史上发生大洪水有四次，依次为1902年洪水位91.47m，1988年8月31日洪水位89.04m，1994年6月17日洪水位89.26m，1996年7月19日洪水位92.43m。柳江下游已建的红花电站设计蓄水位标高为77.5m，柳江河回水位78.00m。

场地上覆硬塑状、可塑状红粘土，属微弱或不透水层，下伏微风化石灰岩，岩溶裂隙发育，其地下水类型主要以上层滞水及岩溶裂隙水，与柳江河有一定的连通性，其水位变化受柳江河水位的影响，故应考虑场地地下水对地下室的浮托力，该场地建筑抗浮水位按82.50m考虑，同时在设计和施工时，应考虑地下水对建筑物及施工的影响。

1.4 岩溶发育特征

据钻探揭露，岩面起伏大，基岩面埋深为6.00～17.40m（标高83.64～71.56m）；岩溶发育，钻孔遇洞（槽）率达81.5%，属岩溶强烈发育场地。溶洞（槽）充填物多为可～软塑状或软～流塑状粘性土，部分夹薄层石灰岩，个别为无充填溶洞。

1.5 岩土工程评价

场地土类型为中软土，建筑场地类别为II类。场地内无液化地层，属可建设的一般场地。场地的抗震设防基本烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，设计地震分组为第一组。

场区无断裂通过，亦无新构造活动迹象，区域及场地的稳定性较好。场地地基土为膨胀土，地基胀缩等级为Ⅲ级。

1.6 地基基础类型的分析评价

（1）天然地基均匀性评价。若采用天然地基筏式基础，基础底面标高约为81.00m，场地内可作为持力层的地基土为力学强度较高的红粘土（硬塑状），与下部红粘土（可塑状）共同组成地基压缩层，局部持力层为石灰岩，其底面坡度局部大于10%，基底下厚度为0.00m～9.00m，建筑物宽度为b2#=28.7m、b3#=18.3m，0.05b2#=1.435m、0.05b3#=0.915m。持力层在基础宽度方向上的厚度差值为：为2.00m、3.00m、3.80m、0.60m，地基为不均匀地基。

验算结果表明，主楼基础放置在可塑状红粘土中时，按基础深宽修正后的fa、按土的抗剪强度指标计算的fa、按天然地基极限承载力fu计算的fa小于Pk，因此地基强度不能满足要求。

（3）桩基础分析评价

该场地下伏基岩为微风化石灰岩，力学强度高，但岩溶强烈发育（详见工程地质剖面图），工程勘察钻孔揭露溶洞顶板埋深最大为23.90m（标高65.47m），底板埋深最大为42.70m（标高46.97m），最大洞高为26.20m。同时受浅层岩溶发育程度的控制富水性不均。大部分岩面埋深较浅，岩溶强烈发育，岩溶形态以溶洞（槽）、溶蚀裂隙为主，穿越厚度大，成孔较困难。

1.7 基坑工程分析

该建筑拟设二层地下室，基坑大开挖后，将会形成约10m的深基坑，其坑壁四周主要由第①层、第②层土组成，各层土侧壁土体允许自立高度按公式（Z0）估算分别为0.61m、8.98m、

1.68m，其自立高度小于基坑开挖深度，直立基坑处于不稳定状态，应采取支护措施。

场地除东南侧为银仔山外，其余三面均为住宅，且距离为3～5m，因此场地基坑不具备放坡条件，建议采用排桩进行支护。

场地中上层滞水稳定水位埋深在0.30m～1.10m（标高88.04m～88.93m），水量较小，基坑开挖时可以抽干，对基坑开挖施工影响较小。岩溶裂隙水最高水位按82.50m计时，高出基底标高81.00m，且场地基岩面埋深大部分均低于岩溶裂隙最高水位，因此基坑开挖时可能发生突涌，破坏地基强度，给基坑开挖施工带来困难。

据场地钻孔水位观测及区域地下水动态长观资料，上覆第四系土层为相对隔水层，下伏岩溶裂隙水稍具承压性，其水位标高约为82.50m，地下室基底标高约81.00m，地下水位高出基底近1.50m，需考虑地下室的抗浮问题。

位于主楼下的地下室，由于上部荷载大，主要是施工期间的临时抗浮问题，可用基坑临时强排水的措施进行解决。主楼以外的独立结构的地下室，由于荷载小，属永久性抗浮问题，可采用设置抗浮锚杆的措施。抗浮设计水位标高按82.50m考虑。

2 结语

在岩溶强烈发育地区，采用单一的地基基础形式往往满足不了高层、超高层建筑的设计要求，从建筑的安全、经济角度出发，应选择适当的基础形式。实例中的基础适宜采用桩-筏结合基础。桩端持力层采用微风化石灰岩。桩位设置、数量、桩径应根据岩土工程详细勘察资料设计、选择。

据柳州区域工程施工资料，岩溶水单孔涌水量一般在30t/h～50t/h，局部岩溶发育地段单孔涌水量大于80t/h，水位埋藏浅，且具微承压性，如采用人工挖孔桩，施工难度较大，工期长，将对工期和工程费用造成不利，因此该工程不宜采用人工挖孔桩基础；若采用冲孔灌注桩，其施工不受地下水位的影响，施工工期较短，但其噪音、振动对周边居民有一定影响。

场地地下水位高出基底近1.50m。基坑开挖时须采取有效的抽排水措施，同时应注意因抽排地下水对周边建筑的影响，防止因此而造成的周边建筑的沉降。

参考文献

[1] 岩土工程勘察规范（GB50021—2001）（2009年版）[S].

[2] 建筑抗震设计规范（GB50011—2010）[S].

[3] 建筑地基基础设计规范（GB50007—2011）[S].

[4] 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）[S].

[5] 广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程（DB45/T396-2007）[S].

[6] 广西壮族自治区岩土工程勘察规范（DBJ/T45-002-2011）[S].

[7] 高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004） [S].

作者简介：唐磊（1963—），女，广西柳州人，柳州华锡有色工程地质勘察有限责任公司工程师，研究方向：岩土工程地质勘察。

据场地钻孔水位观测及区域地下水动态长观资料，上覆第四系土层为相对隔水层，下伏岩溶裂隙水稍具承压性，其水位标高约为82.50m，地下室基底标高约81.00m，地下水位高出基底近1.50m，需考虑地下室的抗浮问题。

位于主楼下的地下室，由于上部荷载大，主要是施工期间的临时抗浮问题，可用基坑临时强排水的措施进行解决。主楼以外的独立结构的地下室，由于荷载小，属永久性抗浮问题，可采用设置抗浮锚杆的措施。抗浮设计水位标高按82.50m考虑。

2 结语

在岩溶强烈发育地区，采用单一的地基基础形式往往满足不了高层、超高层建筑的设计要求，从建筑的安全、经济角度出发，应选择适当的基础形式。实例中的基础适宜采用桩-筏结合基础。桩端持力层采用微风化石灰岩。桩位设置、数量、桩径应根据岩土工程详细勘察资料设计、选择。

据柳州区域工程施工资料，岩溶水单孔涌水量一般在30t/h～50t/h，局部岩溶发育地段单孔涌水量大于80t/h，水位埋藏浅，且具微承压性，如采用人工挖孔桩，施工难度较大，工期长，将对工期和工程费用造成不利，因此该工程不宜采用人工挖孔桩基础；若采用冲孔灌注桩，其施工不受地下水位的影响，施工工期较短，但其噪音、振动对周边居民有一定影响。

场地地下水位高出基底近1.50m。基坑开挖时须采取有效的抽排水措施，同时应注意因抽排地下水对周边建筑的影响，防止因此而造成的周边建筑的沉降。

参考文献

[1] 岩土工程勘察规范（GB50021—2001）（2009年版）[S].

[2] 建筑抗震设计规范（GB50011—2010）[S].

[3] 建筑地基基础设计规范（GB50007—2011）[S].

[4] 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）[S].

[5] 广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程（DB45/T396-2007）[S].

[6] 广西壮族自治区岩土工程勘察规范（DBJ/T45-002-2011）[S].

[7] 高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004） [S].

作者简介：唐磊（1963—），女，广西柳州人，柳州华锡有色工程地质勘察有限责任公司工程师，研究方向：岩土工程地质勘察。

据场地钻孔水位观测及区域地下水动态长观资料，上覆第四系土层为相对隔水层，下伏岩溶裂隙水稍具承压性，其水位标高约为82.50m，地下室基底标高约81.00m，地下水位高出基底近1.50m，需考虑地下室的抗浮问题。

位于主楼下的地下室，由于上部荷载大，主要是施工期间的临时抗浮问题，可用基坑临时强排水的措施进行解决。主楼以外的独立结构的地下室，由于荷载小，属永久性抗浮问题，可采用设置抗浮锚杆的措施。抗浮设计水位标高按82.50m考虑。

2 结语

在岩溶强烈发育地区，采用单一的地基基础形式往往满足不了高层、超高层建筑的设计要求，从建筑的安全、经济角度出发，应选择适当的基础形式。实例中的基础适宜采用桩-筏结合基础。桩端持力层采用微风化石灰岩。桩位设置、数量、桩径应根据岩土工程详细勘察资料设计、选择。

据柳州区域工程施工资料，岩溶水单孔涌水量一般在30t/h～50t/h，局部岩溶发育地段单孔涌水量大于80t/h，水位埋藏浅，且具微承压性，如采用人工挖孔桩，施工难度较大，工期长，将对工期和工程费用造成不利，因此该工程不宜采用人工挖孔桩基础；若采用冲孔灌注桩，其施工不受地下水位的影响，施工工期较短，但其噪音、振动对周边居民有一定影响。

场地地下水位高出基底近1.50m。基坑开挖时须采取有效的抽排水措施，同时应注意因抽排地下水对周边建筑的影响，防止因此而造成的周边建筑的沉降。

参考文献

[1] 岩土工程勘察规范（GB50021—2001）（2009年版）[S].

[2] 建筑抗震设计规范（GB50011—2010）[S].

[3] 建筑地基基础设计规范（GB50007—2011）[S].

[4] 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）[S].

[5] 广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程（DB45/T396-2007）[S].

[6] 广西壮族自治区岩土工程勘察规范（DBJ/T45-002-2011）[S].

[7] 高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004） [S].

作者简介：唐磊（1963—），女，广西柳州人，柳州华锡有色工程地质勘察有限责任公司工程师，研究方向：岩土工程地质勘察。