基于深厚填土下复杂岩溶桩基勘察与施工措施

基于深厚填土下复杂岩溶桩基勘察与施工措施

李勇杰

广东有色工程勘察设计院 广东 广州 510000

摘 要：我国地域辽阔，具有复杂的地貌，存在大量岩溶地貌，地质情况繁杂，呈现出较多不可控因素，造成地基基础施工经常容易出现塌孔、埋钻等多种问题，引发一系列的安全质量事故。桩基础施工能够有效提升整个工程项目质量，需要相关人员做好深厚填土下复杂岩溶桩基勘察与施工工作，制定合理有效的措施，解决相关问题。

关键词：深厚填土；复杂岩溶；桩基；勘察；施工

桩基础工程勘察和施工是繁重复杂的工作，对工程施工安全和成本具有直接影响。施工单位需要详细分析和了解岩溶地区地质勘察报告，制定相应的施工方案，采用先进技术手段，最大程度减少深厚土下复杂岩溶地质对桩基施工带来的安全风险隐患，提升施工质效，降低施工经济损失。

1.桩基勘察和施工意义

岩溶地质各个沉积层对地下水的渗透性存在一定差异，对岩溶地区的地层强度安全稳定性造成一定程度的影响，进而影响桩基的承载力。施工人员仅仅应用降水处理，可能对原有溶洞的稳定性产生破坏，同时对工程施工产生严重影响，引发不同程度的安全事故。因此，深厚填土下复杂岩溶桩基施工之前，相关工作人员需要全面勘测岩溶地质状况，及时发现地下水资源对桩基施工产生的影响，不能应用原有土层基础进行筑基。

桩基是建筑工程的基础承力结构，承受整个建筑的重量，属于项目施工基础环节，同时对整个项目质量具有直接影响，需要相关人员加强桩基施工监管和管控，保证施工工作高效有序的开展^[1]。桩基正式施工之前，需要工作人员加强前期复杂岩溶地质勘察工作力度，结合勘察结果做好桩基设计和施工方案，为后续各项工作开展提供有力的支持和保障。

2.工程概括

A工程项目主要位于长沙市原新生水泥厂采石矿坑，在矿坑的西侧为五星级酒店，是整个工程项目的关键组成部分，地上和地下分别建筑26层、2层，屋面标高在95米左右，呈现出框架核心筒结构，地坪标高约17米，应用桩基，微风化灰岩为持力层，同时人工回填形成了该建设场地，最大填土厚度为35.7米，岩溶发育。该工程施工之前加强岩溶专项勘察工作，制定复杂岩溶条件下旋挖钻孔灌注桩施工措施，采用相应技术方法，保证工程施工效果。

3.基于深厚填土下复杂岩溶桩基勘察

3.1勘察方法

灰岩地区的岩溶现象相对比较繁杂，可以采用CT法实行普查，针对相应的普查结果进行综合性的分析和整理，同时辅助钻探勘察岩溶的发育情况。相关工作人员采用该种方法进行勘察的过程中，主要将围岩介质当作传播导体，同时结合不同钻孔深度持续发射的高频电磁波信号，另一钻孔中接收电磁波，当遇到破碎带和溶洞的情况下，接收电磁波信号会呈现出一定的差异^[2]。工作人员勘察过程中，根据施工区域的地质条件选择相适应的勘察方法。天然地基勘察结果容易受到地质条件的影响，结合现有的勘察方法，可以采用二次沉积地质勘察法，做好相应的勘察工作，同时分析二次沉积土层强度能否符合建筑要求，形成基础持力层。灰岩地区通常分布人工填土层、冲洪积层、残积层和岩层。施工区域岩面溶沟槽问题相对比较严重，呈现从上到下分布，以流塑-软塑状态为主，地下水包含残积层的孔隙水、岩溶裂隙水和构造断裂带的裂隙水，对桩基施工具有较大影响。工作人员根据这一特性，可以选择挖掘方法实行勘察，土层厚度保持在3米之下，采用钻探进行取芯辨别工作，符合相应的工作要求。工作人员针对断裂破碎带地质，可以选择十字交叉法做好勘察工作，结合勘察资料全面分析施工地质问题。地下水可能会渗透到地基，对桩基结构的安全稳定性产生一定影响，产生相应程度上的偏移和沉降，没有及时处理的情况下，增加后期桩基施工工作开展的安全风险隐患。基于深厚填土下复杂岩溶桩基，施工单位仅仅结合详细勘察结果设计相应的施工图纸，难以有效符合工程实际要求，进而需要相关工作人员做好相应的专项勘察、施工勘察，保证相应的施工勘察数量。施工勘察过程中，相关工作人员可以应用小口径钻探实行，结合桩基础边长和桩径确定勘探孔数量，当基底边长、或者桩径为0.9-1.5米的情况下，需要布置1-3孔；当基底边长或者桩径为1.5-3米的情况下，需要设置3-5个孔。

3.2详勘、补充勘察

该工程桩基正式施工之前，相关工作人员进行详勘钻孔83个，揭露31.42%的见洞隙率，溶洞高0.7-7.5米、洞顶标高19.65-31.03米，洞底标高15.84-26.73米，平面和纵向上分布没有规律性。工作人员结合详勘结果进行分析，该工程场地岩溶发育程度系强发育，具有串珠状溶洞，具有多样化的岩溶形态，没有明显的分布规律性。该工程桩基施工过程中，桩端持力层存在较多的半边岩现象，一桩一孔对岩溶地质特征进行全面客观的充分反映，同时不能有效符合项目设计和施工要求，需要结合实际情况，适当的添加超前钻孔数量。工作人员在实践操作过程中，制定相应的补充勘察措施。桩径保持0.9，1米，补充勘探2孔；桩径保持1.2，1.4米，补充勘探3孔；桩径保持1.8，2.2米，补充勘探4孔。同时，针对已经施工浇筑的桩，在桩身之外的20厘米位置添加补勘钻孔。

4.基于深厚填土下复杂岩溶桩基施工

4.1科学合理选择施工工艺

A工程施工场地由原水泥厂采石形成，在回填中具有厚层人工填土，同时局部出现长年积水现象，受到一定程度的影响，岩土结合出呈现出软塑-流塑状，为桩基施工工艺选择增加难度。施工人员应用冲孔灌注桩施工过程中，根据本土呈现出较差稳定性、容易出现缩孔现象的特点，应用抛石挤密措施，受到施工场地的局限性，同时应用效率较低，难以满足整个工程施工进度的实际要求^[3]。旋挖钻孔灌注桩属于新型的灌注桩施工工艺，配置冲击和取芯钻头和旋挖斗等多种多样的钻头，在填土、粘性土、风化岩等多种地层中具有较强的适用性，具有较快的成孔速度，同时有效保证成孔质量，对施工现场周边的自然环境产生较小的影响，保证施工质量的基础上有效缩短施工周期，最大程度的节约投入成本，呈现出较高机械化程度，在实际应用中具有较多的优点，能够取得预期的理想应用效果，进而对旋挖钻孔灌注桩进行越来越广泛的应用。相关专家对其进行论证，实行全面综合性比较，该工程将冲孔灌注桩改为旋挖钻孔灌注桩。

4.2桩基施工措施

施工单位需要结合勘察结果，制定相应的桩基施工措施，做好桩基选型和设计工作，确定桩基参数，保证桩基施工工作质量和效率，获得更多的经济效益^[4]。工作人员结合地层岩性分布特征进行分析，确定桩基持力层。素填层没有经过相应的处理，不能当作拟建建筑物基础的天然持力层，应用桩基的过程中，需要综合性考虑自重固结产生的负摩阻力对桩基下拉荷载；粉质黏土，缺乏较强的承载力，不适合当作基础持力层；灰岩工程性质良好，呈现出较高的承载力，属于不可压缩地层，是优良的地基，适合当作基础持力层。

相关工作人员对桩基进行选型和设计过程中，按照《建筑桩基技术规范》等相关规定要求，选择合适的泥浆护壁钻孔桩设计参数，针对嵌岩桩，结合荷载、基岩、桩径、桩长等多种相关因素确定嵌岩深度，桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成，可按下式计算： Q_uk=Q_sk+Q_rk=u ∑ q_sikl_i +ζ_rf_rkA_p 单桩竖向承载力特征值 Ra 应按下式确定：Ra= Quk。

泥浆护壁钻孔桩具有较小的振动性，噪声污染小，同时桩径大，单桩承载力高等特点，桩径大小和桩长便于结合实际情况进行灵活选择，呈现出较强的地层适应性。但是，钻孔灌注桩质量和施工技术具有直接关系，选择反循环工艺，严格管控泥浆比重、沉渣厚度、空孔时间，同时更多的关注桩端持力层的防水保护工作，防止降低其强度。深厚填土复杂岩溶桩基施工过程中，场地平整情况下回填粒径较大，在回填过程中各个石间具有较大空隙，在实践操作过程中经常容易出现漏浆和偏孔等相关问题，应用泥浆护壁需要建设大量泥浆地，容易造成场地污染，同时出现泥浆下渗对地下水产生系统产生污染现象。

施工人员针对该工程的实际情况和需求，应用泥浆护壁旋挖钻孔灌注桩，同时分析了灰岩强度高、溶洞强烈发育无规律、松散地层厚度大等相关因素，制定针对性有效的施工策略，如表一。

表一：桩基施工策略

基于深厚填土下复杂岩溶桩基施工过程中，采用旋挖钻孔灌注桩具有相应的应用优势，需要工作人员勘察确定岩溶做好预先处理工作，科学合理地推进施工进度，降低后续施工难度。该工程在后续运营过程中，其变形监测结果在规定允许的范围之内，取得理想的施工效果。

5. 结束语

基于深厚填土下复杂岩溶桩基勘察过程中，相关工作人员对复杂岩溶地质条件选择相应的勘察方法，做好详细勘察和补充勘察工作，同时结合实际勘察结果，制定旋挖成孔灌注桩的施工措施，进一步保证施工质量和效率，获得理想的勘察和施工效果，能够为复杂岩溶场地的桩基施工勘察设计和施工提供有力的参考依据。

参考文献：

[1]叶枝春. 岩土工程勘察灰岩地区复杂地质条件对桩基施工的影响及相应措施[J]. 住宅与房地产, 2019(15):201-201.

[2]黄建平. 基于岩溶复杂地质的高速公路桥梁桩基施工技术研究[J]. 四川水泥, 2020, 292(12):249-250.

[3]曹贤发, 李海玲. 岩溶区建筑桩基施工勘察方案优化[J]. 土木工程, 2019, 008(003): 735-741.

[4]徐志军. 岩溶地质对桩基础施工的影响与应对措施分析[J]. 中国房地产业, 2019, 000(007):158-158.