强发育岩溶地基下基础处理方案综合分析研究

杨钦富，黄 彪

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550081）

现如今建筑行业的开发建设过程中，地基的完整与稳定对于建筑物的安全有着至关重要的影响。而岩溶区域基础开挖遇半岩半土，影响建筑物整体稳定性问题，一直以来都是工程界难以回避的难题。

由于岩溶地区实际地质情况的复杂多样，尽管规范已要求强发育场地勘察过程中需进行逐桩钻探，甚至对孔径大于2 m 的采用一桩多孔的钻探方式，但溶沟溶槽等以半岩半土等形式存在的不规则发育岩溶特征仍然导致常规钻探的勘察手段难以查清岩溶地基完整情况。往往就会出现勘察钻探时岩芯完整而施工开挖时基岩面不完整，即揭露钻孔大小的岩芯无法“以小见大”。那么在基础施工过程中，基础开挖后现场地勘按常规做法局部进行钎探，仍无法判断下部持力层完整程度，作为勘察方，在桩基浇筑之后经检验发现持力层不满足要求的难题又该如何去处理解决问题。本研究以某地块1 号楼至6 号楼楼场区为研究对象，对其工程地质条件、水文地质条件等进行综合分析，明确其施工开挖时遇半岩半土的成因，并根据规范要求在保证安全的前提下对已施工基础提出建议处理措施，为其他岩溶强发育地区的勘察提供参考及借鉴。

1 工程概况

场区拟建工程为某地块1 号楼至6 号楼，均为-2+34 层建筑物，经前期勘察设计，设计基础主要采用柱基和桩基的形式通过，施工完成后按照程序引入第三方检测机构采用抽芯检测的方式进行桩基检测。桩基检测过程中发现少数已浇筑完成的桩基底部持力层基岩不完整，存在半岩半土的情况，为保证工程安全和质量，需查明出现与勘察及施工开挖时不一致的原因，并根据实际情况采用合理的处治措施。

2 场区工程地质条件岩溶发育情况

2.1 场区地形地貌

根据勘察设计资料，拟建项目位于贵州高原中部黔中丘原盆地，属于岩溶洼地地貌，场区整体地势较为平坦。拟建场区上覆第四系杂填土和红粘土，下伏基岩为三叠系大冶组(T1d)灰色、灰白色薄～中厚层灰岩。

2.2 场区水文地质条件

场区的主要地表水体为距离区内北东侧2 100 m 处为常年蓄水的百花湖水库。场区地下水分为上层滞水和潜水，补给源主要是大气降水，影响补给的因素主要有降雨量、降雨强度、地形地貌、岩石内裂隙的发育密度、地质构造及岩溶发育程度、岩性组合关系等。地下水的径流与排泄主要受控于地质构造、地形地貌、岩性组合关系及地表水文网。结合测区实际情况，区内地下水径流部位，一般为斜坡地带，排泄区为谷地、洼地地带，以泉点形式表现出来，流量大小受其补给面积的宽窄、岩层产状的陡缓控制，分散排泄。地下水东高西低，总体由自东南向西北径流，排泄口位于场区西侧边线以外。地下水位高于拟建地下室底板标高。

2.3 场区岩溶发育情况及处治建议

场区地表以规模不等的串珠状溶洞、裂隙。勘察钻孔遇溶洞、溶蚀裂隙的钻孔数量占总数的9.1%，相邻基岩面起伏大于5 m（如ZK2-36 与ZK2-28 之间），综合确定为岩强发育场地，同时在钻探深度范围内主要表现为浅层的溶沟、溶槽、岩溶悬臂及溶蚀裂隙等岩溶形态，局部存在深层的串珠状溶洞裂隙发育，发育深度不大。

图1 场区见岩面高低起伏石芽耸立

勘察报告中的结论和建议写明由于场区为岩溶强发育区域，后期进行信息化施工过程中，在基础施工中，应加强验槽工作，根据出现的问题，进行必要的补充勘探、测试与监测，针对具体条件修改地基与基础设计及施工方案，并且在持力层设计深度对照地质柱状图和工程地质剖面图进行验槽，对发现的异常进行施工补充勘察（如钎探、钻探、物探），查明存在问题，提出处理方案，协商解决。

3 场区基础施工开挖概况及处治建议

3.1 条基、独基施工开挖概况及处理建议

设计基础型式中，除桩基外，独立基础与条形基础均可见明显基岩面，但在场区开挖整体可见基岩的情况，独立基础与条形基础开挖过程中遇溶沟溶槽。

图2 独基、条基开挖遇泥槽

针对独基、条基开挖遇泥槽情况，对应建议处理措施：（1）首先请施工单位现场进行钎探以确定溶槽发育深度和范围。（2）根据钎探结果分情况进行处理：①2～3 m 以内见底且溶槽收敛，建议对该泥槽挖开清除充填物后采用跟基础同标号混凝土进行换填；②3 m 钢筋不见底且溶槽对基础影响范围扩大，进行补充勘察后建议更改基础型式；③对基础范围内挨边挂角及斜向泥槽，进行钎探后继续下挖一定深度后至基础范围内无泥槽，对周边泥槽开清除充填物后采用跟设计基础同标号混凝土进行换填。

3.2 桩基开挖概况及处理建议

场地因地下水位过高，桩基孔桩开挖时无法采用人工成孔方式，因此设计孔桩采用机械成孔的方式进行桩基钻孔，同时考虑到因岩体破碎及施钻时多遇半岩半土，设计采用护筒进行钻孔全过程跟进。根据现场开挖实际及隐蔽资料，见岩时多为半岩半土层，见岩标高与见全岩标高高差多达5 m 以上。现场验孔时经由地勘、监理及设计三方共同确定，已对开挖至原设计标高仍为半岩半土的桩位进行加深，至开挖见全岩面以下0.5 m 再进行桩基浇筑。

4 桩基检测概况及推荐处理方案

4.1 已完成桩基检测概况及处理原则

基础浇筑完成后，检测单位按照相关要求对桩基进行抽芯检测，每根浇筑完成的基桩取2 个钻孔进行抽芯，合计于95 根已完成桩基中检测出5 根桩下方持力层不完整，占比达5.3%。收到检测单位和业主单位反馈的情况后，我勘察单位积极主动对问题产生的原因进行分析判断，综合确定了“钻孔孔位复核-绘制检测孔示意图-物探验证-判别孔施工勘察-判别岩溶发育情况-综合推荐处理方案”的处理步骤，见图3。按上述步骤对下部持力层出现异常的桩基进行勘察后，综合推荐处理方案则是依据《贵州岩溶场地岩土工程勘察技术规程》（DB52/T 1336-2018）表C.1 节-岩溶处理的主要工程措施对应选择合理的处治方法。其中灌浆法-冲孔后灌浆回填、梁板式跨越法-周边找支点抬桩以及原桩破除后重新浇筑桩基至于溶洞标高以下稳定基岩上，这三种方法在工程处理中应用尤为广泛。

图3 检测异常桩基复核处理流程

4.2 典型桩基处理案例介绍

根据现场情况，对每一根检测出异常的桩基础对应查清原因后“一桩一方案”，以确保安全性和经济性，此处选用某工地施工现场典型桩基础进行具体的案例分析。现场桩基Q-ZH15（对应勘察钻孔编号为CZK128）在检测出异常后，按照前述步骤：

（1）首先进行检测孔及原勘察钻孔位置分析，判断各钻孔位置距离并绘制示意图见图4。

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图4 检测孔与原勘察孔及桩心相对位置

（2）根据检测孔及桩基开挖隐蔽资料，绘制检测孔示意图见图5。

图5 检测情况示意

（3）根据检测结果对两个检测孔采用物探手段进行验证，本次采用钻孔电视进行直观观测，见图6。

图6 相邻检测孔钻孔电视观

（4）根据检测孔及原钻孔孔位，增加判别孔进行施工阶段勘察，增加的判别孔与前述检测孔及原勘察孔孔位相对关系见图7。

图7 增加施工判别孔及岩溶发育

（5）综合以上资料进行分析，结合钻孔电视及判别孔可知，该处发育为一溶槽，发育方向为南西向，持力层整体存在较好的基岩。

（6）据此判定该处主要可采用如下三种处理方式，并经过比选和专家论证后采用方案3，在保证安全的情况下选取了节约成本处理快捷的方式。

①于周边另找2 个支点进行抬桩，点位由设计确定后地勘进行补充勘察复核持力层是否满足要求。

②破桩后将桩底置于1 195.14 以下并满足相应设计嵌岩深度要求。

③采用高压水枪对溶槽内软塑状红粘土进行冲洗，经多次冲洗干净后采用水泥砂浆进行回灌，回灌完成后经检测单位重新检测满足相关规范要求方可。

5 结论

在满足规范逐桩钻探的勘察手段下，岩溶强发育区仍不可避免出现基础范围内半岩半土等持力层不满足要求的情况，若基础已浇筑完成，对桩基全部破除重做所花费的资金和时间成本过高，因此本研究通过工程实例分析得出以下处理方式可供借鉴：

（1）遇到检测桩基异常的情况，可通过“钻孔孔位复核-绘制检测孔示意图-物探验证-判别孔施工勘察-判别岩溶发育情况-综合推荐处理方案”的处理步骤对问题进行综合分析。

（2）对下部持力层出现异常的桩基进行勘察后，综合推荐处理方案可依据参考《贵州岩溶场地岩土工程勘察技术规程》（DB52 T 1336-2018）表C.1 节-岩溶处理的主要工程措施对应选择合理的处治方法。可根据岩溶的发育程度选择不同的处理方式，做到既能保证安全和质量，又节省建设成本。