大型房建岩溶场地勘察研究

阮剑剑

摘要：大型房地产建设活动过程中，对岩溶场地的勘察尤其是岩溶的分布情况尤为重要，如何查明场地的地层、地质构造、岩性、不良地质现象分布及工程地质特性，是岩溶勘察的重点，提出相应的岩溶方面设计、施工建议，以期对大型房地产岩溶工程地质勘察工作提供实际操作参考。

关键词：勘察;灰岩;岩溶;基础方案建议;钻探技术要求

1.前言

1.1工程概况

某大型花园小区工程岩土工程位于肇庆市端州区城东，拟建住宅楼高17+l层，24层，酒店是公寓楼高17+1层，商业楼高l层～2层，幼儿园3层，地下l层，用地面积30279.90m2，總建筑面积l5134.OOm2。

1.2勘察目的、任务要求

查明场地岩土工程地质条件，提供设计施具体任务为：（1）查明场地的地层、地质构造、岩性、不良地质现象分布及工程地质特性。（2）查明场地的地下水埋藏深度，评价地下水对建筑材料的腐蚀性。（3）测试岩土物理力学性质，提供设计所需的岩土技术参数。（4）查明场地土的地震效应，评价场地的稳定性及适宜性。（5）评价场地各岩土层的工程特性，提出地基基础方案建议及基坑开挖支护方案建议。（6）提出设计和施工应注意的事项。

1.3勘察方法与技术要求

（1）勘察方法

钻探施工采用XY-100型油压钻机，采用泥浆、套管护壁，合金、金刚石钻头回转钻进，开、终孔口径分别为cpllOmm、φ9lmm或φ75mm。土样采用回转钻进采取原状土样，原位测试采用标准贯人试验及重型动力触探试验自由落锤法，钻孔位置由甲方工程测量技术人员根据设计提供规划布置图实地测定。

（2）技术要求

a.岩芯采取率：一般黏性土及完整基岩不低于80%，砂砾石及风化基岩层不低于65%。

b.住宅、公寓及商住楼控制性钻探孔深要求钻人微风化基岩5.OOm，一般性钻探孔深要求钻人微风化基岩3.OOm;地下室钻孔孔深要求钻至岩面。分层采原状土样及进行标准贯人试验或动力触探试验，持力层适当加密。

c.原状土样送实验室作常规土工试验，岩样作岩石饱和单轴抗压强度试验，地下水样作工程水腐蚀性常规分析。

2.场地岩土工程地质条件

2.1地形、地貌

拟建肇庆市星弘誉景花园二期工程岩土工程位于肇庆市端州区城东，属西江一级阶地地貌，场地经人工整平，场地较开阔、平整。

2.2地层岩性

场地揭露地层主要为第四系冲积层（Qal），局部见残积层（Qel），下伏基岩为石炭系沉积岩（C），据其成因殁物理力学性质，可划分为11个工程地质层，自上而下分述如下：

①第四系人工填土层（Qml）;②第四系冲积层（Qnl），②1、粉质粘土，②2、淤泥质土，②3、粉砂，②4、卵石，②5、粉质粘土（可塑），②6、粉质粘土（硬塑），②7、淤泥质土，②8、粉质粘土，②9、砾卵石;③第四系残积层（Qal）;④石炭系沉积岩（C），④1、强风化粉砂岩，④2、中风化灰岩，④2、微风化灰岩。

2.3溶洞发育特征

根据勘察，在揭露深度范围内，场地溶洞发育，见洞率44.4%，溶洞充填物为粉质粘土，流～软塑状，漏水，单个溶洞洞高0.30m-16.75m，溶洞顶板完整基岩厚度为0.07m～5.lOm，顶底板埋深20.50m～53.30m，顶底板标高-14.53m—-47.56m。

3.场地水文地质简况

据钻孔揭露，地下水类型主要为松散岩类孔隙水及可溶盐岩岩溶水，孔隙水赋存于②3层粉砂及②4、②。层卵石中，岩溶水赋存于微风化灰岩溶洞中，均属承压型水，主要接受上游地下水的侧向补给，其余各工程地质层均属弱透水层，含水微弱，透水性差。据钻探施工结束后第二天观察，场地地下水埋深0.80m—2.50m。据室内土工试验，综合地区经验，场地环境属Ⅱ类。

4.不良地质与特殊性岩土

4.1不良地质

根据本阶段勘察，场地基岩为可溶性灰岩，钻孔微风化带，揭露有洞高0.30m—16.75m的溶洞，顶板埋深20.50m—53.30m，顶板标高-14.53m—-47.56m。由此推测，该岩区灰岩微风化带内可能还存在未被揭露的溶洞，在设计、施工时应考虑相应的对策。

4.2特殊性土

（1）场地①人工填土有一定的厚度，为新近填土，力学性质差，自身沉降量较大。

（2）场地②2层及②4淤泥质土分布范围广，厚度大，强度低，灵敏度高，白稳能力差。

（3）场地③：残积软塑粉质粘土，强度低，白稳能力差。

5.地基基础方案建议

场地覆盖土层较大，而且软弱土发育，基础形式不宜采用天然地基[1]。根据地基土的物理力学性质和拟建物的荷载要求，对地基基础形式建议如下：

5.1预应力混凝土管桩方案

以微风化灰岩（④3层）做持力层，桩长一般30m（从现有地面计起），桩径建议采用φ500mm。本场地桩基施工方式可采用压人式或击人式进行施工。因场地局部地段人工填土发育，上部土层承载力低，压桩机压力大，施工过程可能会产生地面下陷，在填土发育地段建议采用击人式桩机进行施工。

注意事项：

（1）施工前建议在场地选择3根桩作试桩，了解桩的灌人情况，并做好施工记录，为桩基配桩、施工做准备，保证桩基施工顺利完成。

（2）场地软弱土（填土）发育，设计时需考虑软弱土对桩基可能会产生负摩阻力的影响。

（3）场地局部上部土层为人工填土，力学性质差，承载力低，重型机械进场施工，可能会造成地面下沉或下陷，施工时要引起注意，建议施工前对上部的人工填土层进行压实处理或采用钢板、木方垫起。

（4）场地局部地段上部地基土软土厚度较大，施工过程中需严格注意控制好桩的垂直度和管桩焊接的质量和方法，避免出现桩基偏斜过大和断桩，保证成桩稳定性。

（5）场地存在厚大的砾卵石层，若选择预制桩，不管是采用静压还是锤击成桩，均要充分考虑成桩的可行性和成桩质量，避免對桩头的破坏。

（6）施工前需安排好合理施工顺序，避免因地基土的挤密效应而影响周边的临时建筑。

（7）场地设置地下室1层，建议先进行桩基础施工，然后做基坑支护和地下室开挖，但开挖过程中要注意避免挖土设备碰到桩基，将桩破坏。

（8）因场地基岩为可溶性岩石，本次勘察阶段揭示溶洞较发育，部分钻孔揭露有溶洞，见洞率达44.4%，建议进行施工勘察（超前），桩端必须穿越溶洞，并全断面嵌岩，确保桩端下有一定厚度的完整基岩，保证桩基质量[2]。

5.2钻（冲）孔桩方案

以微风化灰岩做持力层，桩端嵌人持力层≥0.50m，桩长一般30m，（从现有地面计起）。

注意事项：

（1）注意造孔的垂直度，在规范允许范围内防止偏心，并强化泥浆质量控制管理，施工时需采取有效措施，防止缩径、塌孔、断桩、夹泥、孔底沉渣等现象，保证成孔和水下浇筑砼的质量。

（2）孔底清渣必须符合规范规定或设计要求。

（3）钻（冲）孔桩排出的泥浆需排入规划的泥浆池内，严禁乱排放，建议当天排放的泥浆当天运走，尽量保持场地干净、卫生。

（4）为确保桩端持力层满足设计要求，施工时建议结合超前钻来确定桩长。

6.结论与建议

（1）因场地基岩为可溶洞岩石，本次勘察阶段揭示溶洞较发育，部分钻孔揭露有溶洞，见洞率达44.4%，建议桩端必须穿越溶洞，并全断面嵌岩，确保桩端下有一定厚度的完整基岩，保证桩基质量。

（2）岩面由于溶蚀作用造成岩石破碎及局部倾斜，引石桩到岩面时勿采用强压，以至造成预制桩裂桩及断桩事故，设计时请根据具体设计桩径，单桩荷载需要计算确定桩长，施工时应进行试桩，核实单桩承载力设计值，确保桩基质量。

（3）场地基岩溶洞发育，部分溶洞无充填物或半充填，其充填物为流塑粉质粘土，钻探施工时存在孔内全漏水、半漏水现象，在冲孔、钻孔桩施工时，个别桩孔可能会出现孔内漏水、漏浆，可能会因出现突然失水而引发地面下沉或下陷现象，应做好防护措施，确保施工安全。

参考文献：

[1]张成学岩溶地基岩土工程勘察及地基处理分析[J].建材与装饰，2016（02）：230-232.

[2]雷勇，尹君凡，陈秋南，杨威基于极限分析法的溶洞顶板极限承载力研究[J].岩土力学，2017，38（07）：1926-1932.