岩溶地区桩基础稳定性分析

陶健　杨正雄

（江西有色地质勘查五队　江西　九江　332000）

岩溶地区桩基础稳定性分析

陶健杨正雄

（江西有色地质勘查五队江西九江332000）

岩溶区域的基岩表面上起伏是比较大的，溶洞在形状上也是大小差异，这样的情况也就使得基岩在承载力学行为与半无介质的情况存在差异，使的承载力大幅度的降低，需要对其稳定性进行研究。本文中将主要针对岩溶地区桩基础稳定性的相关问题做出研究，希望能够为日后岩溶地区桩基础稳定性的相关课题完善及创新，提供可行性思路及建议。

岩溶地区；桩基础；稳定性

岩溶我们通常又称其为喀斯特，是可溶性的岩层被谁溶解为主要的化学溶蚀的作用，随着机械作用然后形成一定的裂缝、洞穴以及沟槽的现象总称。其原理主要是由于地表水和地下水溶蚀的作用，然后发育出各种类型的岩溶地貌以及岩溶的形态，破坏了岩石的完整效果，大幅度降低了岩石的稳定性及强度，对建筑物的安全起到威胁。桩基础作为一种具有历史悠久古老形式的基础性型式，更是最常见的一种深基础，在地基浅层土质不良，通过采取浅基础不能够满足结构对于地基的基本强度，变形以及是稳定性方面的要求，且不适宜采用地基处理方式时，基本都考虑采用桩基础的形式，它能够适应各种条件下的地质环境以及各种类型的工程条件及载荷情况。

1　岩溶地区桩基础稳定性问题

岩溶的发育形态与桩之间相互的关系，岩溶地区桩基础的稳定性问题大概可以将其划分成为两类：

（1）就是桩端下部所存在的各种形态的溶洞，在这个时候桩基的稳定性问题实质为桩端下溶洞顶板的稳定性问题。

图1　

（2）则是桩端底部落在的溶沟及溶槽等情形下所形成的陡峭的岩壁之上，这时候桩基础的稳定性问题其本质就是为了覆盖岩溶临空面的稳定性问题（如图2）。

图2　

1.1溶洞顶板的稳定性问题

溶洞是经过地下水在流动过程中，对于岩石以溶蚀作用为主，间有冲蚀及坍塌作而形成的地下洞穴。因为对岩溶发育影响的因素是比较多的，溶洞的大小相差也是比较大的，形状上存在个亿，并且大部分都是分布在裂缝密集的交叉地带以及可溶性石灰岩地区的断层带中。所以，溶洞的存在使得基岩的承载力学行为不同于半无线介质的情况，基岩的完成性受到了一定的破坏，会导致基岩的承载力大部分的下降。在桩的荷载作用之下，会导致溶洞出现顶板坍塌现象，使建筑物遭到一定的破坏。对此，溶洞顶板上桩基础的稳定性问题本质就是归结于溶洞顶板的稳定性问题，为了能够进一步的做到经济、合理并且又稳妥可靠，需要对桩基础附加应力影响范畴中的溶洞进行顶板的稳定性分析，溶洞顶板稳定性分析一般都是采用定性的分析方法以及定量的分析方法来进行。

1.2覆盖岩溶临空面的稳定性问题

在覆盖岩溶场地，因为溶槽、溶沟以及石芽岩等岩溶现象的存在，导致基岩岩面起伏非常的大，在槽谷或者是裂缝边缘经常会出现陡峭的山壁。在建筑物的基础落在山壁边缘时候，峭壁相对于基础就构成了临空面，称这样的临空面为覆盖岩临空面。它主要所指的就是覆盖岩溶场地之中建筑物基底的压力影响范畴内具有陡峭角土岩交界面的一种岩土组合地质体。在桩荷载的作用情况下，覆盖岩溶临空面可能会失稳，失稳以后就会对空面岩体形成整体的破坏，导致桩基础失稳的局部出现破坏，导致桩基础失稳的较大变形位移三种情况。因为临空面是被松软的土层所覆盖的，所以在对于它的稳定性的分析之中对覆盖岩溶临空面应该考虑土层、地下水对于坡体侧向及垂向所带来的压力。针对于覆盖岩溶临空面的稳定性分析，大概可以将其分为定性分析和定量分析两种。定性的分析方法主要以国内相关的规范及参照依据为主，但相关的规范对此说明是比较少的。覆盖岩溶临空面的稳定性定量分析方法研究也不是特别多。国外对于岩溶地区基础稳定性的研究重点集中在浅基础的稳定性及地基的处理层面，对于岩溶地区的桩基础研究几乎没有相关的涉及。

2　岩溶地区桩基础的稳定性验算

2.1工程概括

晨华房地产开发邮箱公司柳州地区建设晨华大厦，大厦主要是由A座的办公大楼以及B座的办公大楼组成。A座办公楼的长度为35m，宽度为18.9m，楼层高数为20层。B座的办公楼长度为68m，宽度为18.9m，楼层高数为15层。

2.2场地地形地貌

盖建大楼的场地主要位于柳州市的开发地区，场地原来为丘陵地貌，后续经过推平以后，场地平坦，上部分为残积层，下伏基岩则为中石炭大浦组白云质灰岩，通过对该区域地质图进行观察，场地和附近没有出现断裂的情况。

2.3岩土层分布及特点

场地上覆土层为残积红粘土，下伏地层为白云质灰岩，通过勘查的结果，将场地各岩土层分布及特点由上至下分析：

红黏土：浅黄色，棕红色，坚塑-坚硬，参杂少部分碎石，含铁质氧化物以及结核课题。切面光泽，没有摇震的反映，干强度比较高，在盖层分布在整体的场地中，厚度为11～16.50m，属于中篇低压缩性土。

红黏土：褐色，褐黄色，可塑，土质较为匀称，含锰质氧化物及结核颗粒，裂缝发育，切面光泽，摇震的作用，干强度也较高。主要分布在该区域的26/27/21钻孔地段，厚度不高，属于中等压缩的土质。

红黏土，灰褐色，软塑，为溶洞的充填物，局部含有灰岩的碎石。

白云质灰岩：灰色，灰白色，受到上层覆盖的红黏土及地下水活动的影响，岩层裂缝发育，部分裂缝有次生红黏土的填充，岩性破碎，取上岩呈现出粉状和，归类于软岩，岩体非常的碎，分布在整体的场地之中，厚度在0.7～1m之间。

白云质灰岩：灰白色，细晶质结构，厚层状，属于硬岩，岩体相对比较完整，分布整个场地，最大的厚度为9.3m为将其揭穿。

2.4场地岩溶发育特点以及对场地稳定性的影响

通过对钻探的相关成果做出分析，在勘测的深度中，存在四个钻孔发现有溶洞。场地溶洞率为17%，但是在场地之中所发现的溶洞都不大，存在粘性土质的填充，各钻孔没有发现土洞的存在，不存在塌陷不良的地质工程，基本上说明溶洞的发育还算稳定。

2.5溶洞顶板稳定性的验算

通过采用人工挖孔嵌岩灌注桩基础，桩端放在第十层的白云灰质岩中，单桩承载力特征数值为RA=8000kN，因为在勘测的过程中仅仅只列出了溶洞的高，没有指明洞的宽及长度，以此以1：1：1来对洞宽、洞长进行确定，上覆盖层为20m，通过计算将计算结果与施工现场结论做出比较和分析。

表1　

表2　

在现实的施工之中，只有14桩是不稳定的，这与验算结果互相吻合，16桩也不稳定，这和实际情况不相符。

通过对相应的工程实例进行验算发现，验算的结果就大部分都和工程的实际情况互相吻合，还是有一定的可取性。

3　总结

综上所述，本课题中主要针对熔岩地区桩基础稳定性问题做出了讨论和研究，并结合工程的实例做出了验算的结果分析。但由于当前在岩溶地区领域中的相应技术并不完善，笔者会在今后的学习及工作中不断对这方面内容做出完善和总结的，希望能够为国内的岩溶地区桩基础领域的相关工作完善，提供可行性思路及建议，早日使岩溶地区的桩基础技术得到普及和推广。

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2015-10-2